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진주조개가 만드는 진주는 조개 속으로 들어온 이물질을 진주층으로 감싸는 과정이 반복되면서 만들어진다. 진주층은 바위보다 단단해서 뼈 이식재료 등으로 활용할 가능성이 높지만 형성 원리가 명확히 밝혀지지 않았다. 차형준 포스텍 화학공학과 교수와 최유성 충남대 응용화학공학과 교수팀은 그 비밀을 밝히고 ‘사이언스 어드밴시스’ 8월 2일자에 발표했다.

진주층의 주성분은 탄산칼슘인데, 일반 탄산칼슘보다 최고 1000배가량 단단하다. 진주조개는 진주층을 만들기 위해 원료물질인 탄산칼슘 전구체를 조개의 내장을 둘러싼 상피세포에 저장하는데, 이 물질은 세포 안에서 매우 불안정한 상태가 된다. 진주조개가 어떻게 이 물질을 안정화하는지가 지금까지 의문이었다.

연구팀은 유전자를 재조합해서 만든 진주조개 단백질(Pif80)을 이용해서 탄산칼슘 전구체가 안정적으로 형성 및 저장되는 과정을 규명했다. 또 이 단백질이 다각형 구조가 주기적으로 배열된 탄산칼슘 층을 형성하는 데 결정적인 역할을 한다는 사실도 밝혔다.

차 교수는 “진주층 형성 과정 전반에 관여하는 진주조개 단백질의 핵심 역할을 규명했다”며 “향후
인공 뼈, 인공 치아 등 진주층을 이용한 새로운 생체 재료 개발에 기여할 것”이라고 말했다.

doi:10.1126/sciadv.1700765