손상된 혈관·심장 판막·끊어진 인대 등 탄력이 중요한 조직 재생치료 활용 기대

포스텍은 차형준 교수 연구팀이 인하대 양윤정 교수 연구팀과 함께 천연 엘라스틴의 한계를 극복한 새로운 인공 생체소재를 개발하는데 성공했다고 10일 밝혔다.

 

▲ 포스텍 화학공학과·융합대학원 차형준 교수(왼쪽), 인하대 생명공학과 양윤정 교수. [포스텍 제공]

  

이번 연구 성과는 생체재료 분야 세계적 권위지인 '악타 바이오마테리알리아' 온라인판에 게재됐다.

 

우리 몸에는 고무줄처럼 늘어났다가 다시 원래 모양으로 돌아오는 능력이 있는 '엘라스틴'이라는 특별한 단백질이 있다.

 

그러나 자연적으로 얻을 수 있는 양이 제한적이고, 정제 과정도 복잡하며, 사람에게 투여하면 면역 반응이 생길 위험도 있어 유용한 엘라스틴을 의료용으로 활용하기는 쉽지 않았다.

 

이러한 한계를 보완하기 위해 개발된 '엘라스틴 유사 폴리펩타이드(ELP)'는 대량으로 생산할 수 있다는 장점이 있지만 천연 엘라스틴의 복잡하고 정교한 기능을 재현하지 못했다. 

 

연구팀은 인간 엘라스틴 원료가 되는 '트로포엘라스틴'에서 가장 중요한 부분들만 골라내어 새롭게 조립했다. 단백질의 물리적 특성에 큰 영향을 주는 소수성 도메인, 단백질들을 단단히 연결하는 가교 도메인, 세포 간 상호작용을 돕는 도메인을 정교하게 결합했다.

 

이렇게 재설계되어 완성한 새 단백질을 '엘라스틴 도메인 유래 단백질(EDDP)'이라고 이름 지었다. EDDP는 기존 ELP처럼 대량생산이 가능하면서 천연 엘라스틴과 유사한 탄성과 복원력을 갖추었고, 특히 탄성률 등 기계적 특성에서 뛰어난 성능을 보였다.

 

더 놀라운 것은 EDDP가 세포 표면에 잘 달라붙고, 세포가 성장하도록 신호를 전달한다는 것이다. 기존 ELP에서는 부족했던 세포 간 상호작용 기능을 강화해 손상된 조직들을 재생하는 과정에서 세포의 생존과 성장을 직접적으로 도왔다. 무엇보다 우리 몸 단백질과 거의 동일한 구조를 가져 부작용 걱정도 적다.

 

차형준 교수는 "이번에 개발한 원천생체소재인 EDDP는 심장병으로 손상된 혈관이나 심장 판막, 끊어진 인대처럼 탄력이 중요한 조직을 재생하는데 활용될 수 있을 것"이라고 밝혔다.

 

KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr

 

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