살짝 건드리기만 해도 길이가 5~10배까지 변하는 ‘스타릿 말미잘’의 유전자를 재설계해 만든 실크 단백질을 재료로 하는 생적합성 단백질 하이드로젤이 처음으로 개발됐다. 이 하이드로젤은 생체분자를 나르는 이동체, 조직공학 및 의공학에서 줄기세포를 몸속에서 배양시키는 데 필요한 지지체 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
하이드로젤을 개발한 차형준(화공) 교수팀은 스타릿 말미잘 속에 실크와 유사한 성질의 단백질을 모사한 말미잘 유래 실크 유사단백질을 이용, 생체 적용이 가능한 바이오 소재로 개발하는 데 성공했다. 오랜 세월 섬유로 활발하게 활용되어온 실크 단백질은 알레르기나 염증 반응을 일으키지 않을 뿐 아니라 신축성과 강도가 뛰어나 조직공학이나 의공학, 수술용 봉합사, 약물 전달물질의 소재로서 새롭게 주목을 받고 있다. 하지만 누에에서 나오는 실크는 상대적으로 강도가 약해 사용하기에는 제약이 있고, 거미의 실크는 강도가 뛰어나지만 서로 잡아먹는 거미의 특성 때문에 대량 생산이어려웠다.
연구팀은 하이드로젤을 만들기 위하여 말미잘 실크 유사단백질 속에 있는 다량의 타이로신(tyrosine) 잔기를 청색광을 이용해 다이타이로신(dityrosine)으로 유도했다. 이 다이타이로신은 성게의 가시, 곤충의 인대와 같이 단단한 구조물에서도 찾아볼 수 있는 구조로, 단백질의 안정성과 유연함을 가지도록 하는 구조다. 이렇게 개발된 단백질 하이드로젤은 실크로서의 장점인 신축성과 생체친화성을 그대로 가지면서도 우수한 내구성을 가지고 있어 지지체뿐만 아니라 세포를 모으는 패치, 생체분자를 모아 나르는 이동체 등 다양한 조직공학 및 의공학 분야에서 활용될 수 있다.