과학자들이 상처를 치료할 수 있는 초강력 거미줄을 만들었습니다.

이제 다시 할로윈을 장식할 시간입니다. 집은 폴리에스터 거미줄과 같은 으스스한 물건으로 가득 차 있습니다. 그러나 ACSNano에 게재된 과학자들은 손님에게 겁을 주기보다는 상처를 치료하는 단백질로 만든 자체 버전의 인공 거미줄을 만들었습니다. 합성 실크는 붕대로 엮을 수 있을 만큼 내구성이 뛰어나 쥐의 관절 부상과 피부 병변을 성공적으로 치료했습니다.

거미줄은 지구상에서 가장 강한 물질 중 하나이며 크기에 비해 기술적으로 강철보다 더 강합니다. 그러나 이 물질은 구하기 어렵고, 거미는 누에와 같은 집단으로 번식하기에는 영역이 너무 넓고 공격적이어서 과학자들은 인위적인 방법에 의존하게 되었습니다.

유전공학을 통해 거미줄 단백질을 생산하도록 미생물을 가르치는 것도 한 가지 선택 사항이지만, 단백질이 서로 달라붙어 거미줄 생산을 감소시키는 경향이 있기 때문에 이는 어려운 것으로 입증되었습니다. 따라서 Gao Bingbing과 동료들은 천연 단백질 서열을 수정하고 미생물을 사용하여 회전하기 쉽지만 여전히 안정적인 거미줄을 디자인하기를 희망하고 있습니다.

연구팀은 먼저 이 미생물을 사용하여 실크 단백질을 생산하고 추가적인 펩타이드를 추가했습니다. 새로운 펩타이드는 아밀로이드 단백질 서열에서 발견된 패턴을 따르며 레이온 단백질이 접힐 때 정렬된 구조를 형성하도록 도와 용액 내에서 서로 달라붙는 것을 방지하고 결과적으로 수율을 높입니다.

그런 다음 연구원들은 3D 프린터의 노즐에 부착된 작은 속이 빈 바늘 배열을 사용하여 단백질 용액을 공기 중의 얇은 필라멘트로 끌어와 더 두꺼운 섬유로 회전시켰습니다. 이 장치는 거미줄을 회전시키는 거대한 인공 거미와 유사합니다.

그런 다음 그들은 레이온 섬유를 골관절염, 퇴행성 관절 질환 및 당뇨병으로 인한 만성 상처가 있는 쥐에게 사용하기 위한 프로토타입 상처 드레싱으로 엮었습니다. 연구팀은 이러한 수정된 드레싱이 기존 붕대보다 상처 치유를 더 잘 촉진한다는 사실을 발견했습니다.

중성 드레싱을 사용한 대조군과 비교했을 때, 골관절염이 있는 쥐는 치료 2주 후에 부기가 감소하고 조직 구조가 회복되는 것을 보인 반면, 피부 병변이 있는 당뇨병 쥐는 유사한 드레싱을 사용한 치료 16일 후에 상당한 상처 치유를 보였습니다. 연구진은 이 새로운 실크 붕대가 생체 적합성과 생분해성을 갖고 있어 향후 의료 분야에서 활용될 것으로 기대된다고 말했다.

DOI:10.1021/acsnano.4c08557

/ScitechDaily에서 편집됨