엘라스틴 닮은 몸속 인공 단백질, 조직 재생 돕는다

심장판막·혈관·인대 치료, 천연 엘라스틴 대체 원천 생체 소재 개발

[포항=뉴시스] 송종욱 기자 = 포스텍 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 시스템생명공학부 통합 과정 조승겸 씨 연구팀과 인하대 생명공학과 양윤정 교수 연구팀이 천연 엘라스틴의 한계를 극복할 수 있는 새로운 인공 생체 소재를 개발하는 데 성공했다. 사진 왼쪽부터 포스텍 차형준 교수, 통합 과정 조승겸 씨, 인하대 생명공학과 양윤정 교수. (사진=포스텍 제공) 2025.09.10. [email protected]

[포항=뉴시스]송종욱 기자 = 포스텍(포항공과대학교)은 인하대 공동 연구팀과 천연 엘라스틴의 한계를 극복할 수 있는 새로운 인공 생체 소재를 개발하는 데 성공했다고 10일 밝혔다.

우리 몸에는 '엘라스틴(elastin)'이란 특별한 단백질로 마치 고무줄처럼 늘어났다가, 다시 원래 모양으로 돌아오는 능력이 있다.
 
폐가 공기를 들이마시고 내쉴 때, 혈관이 심장 박동에 맞춰 늘어났다 줄어들 때, 그리고 웃을 때 피부가 늘어났다가 다시 매끈해질 때 탄력을 유지하는 것이 모두 엘라스틴 때문이다.
 
하지만 이렇게 유용한 엘라스틴을 의료용으로 활용하기는 쉽지 않다.
 
자연적으로 얻을 수 있는 양이 제한적이고, 정제 과정도 복잡하며 사람에게 투여하면 면역 반응이 생길 위험도 있다.
 
이러한 한계를 보완하기 위해 개발된 '엘라스틴 유사 폴리펩타이드(ELP1)'는 대량으로 생산할 수 있다는 장점이 있지만 천연 엘라스틴의 복잡하고 정교한 기능을 재현하지 못했다.
 

[포항=뉴시스] 송종욱 기자 = 포스텍 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 시스템생명공학부 통합 과정 조승겸 씨 연구팀과 인하대 생명공학과 양윤정 교수 연구팀이 천연 엘라스틴의 한계를 극복할 수 있는 새로운 인공 생체 소재를 개발하는 데 성공했다. 사진은 인간 엘라스틴을 모방한 새로운 엘라스틴 유사 단백질 생체 소재의 재설계를 통한 개발도. (사진=포스텍 제공) 2025.09.10. [email protected]

연구팀은 인간 엘라스틴 원료가 되는 '트로포엘라스틴(tropoelastin)'에서 가장 중요한 부분만 골라 새롭게 조립했다.
 
마치 레고 블록을 조립하듯, 단백질의 물리적 특성에 큰 영향을 주는 소수성 도메인, 단백질을 단단히 연결하는 가교 도메인, 세포 간 상호 작용을 돕는 도메인을 정교하게 결합했다.
 
이렇게 재설계로 완성한 새 단백질을 ''엘라스틴 도메인 유래 단백질(EDDP2)'이라고 이름 지었다.
 
EDDP는 애초의 ELP처럼 대량 생산이 가능하면서 천연 엘라스틴과 유사한 탄성과 복원력을 갖췄고, 특히 탄성률 등 기계적 특성에서 뛰어난 성능을 보였다.
 
더 놀라운 것은 EDDP가 세포 표면에 잘 달라붙고, 세포가 성장하도록 신호를 전달한다는 것.

애초 ELP에는 부족했던 세포 간 상호 작용 기능을 강화해, 손상된 조직들을 재생하는 과정에서 세포의 생존과 성장을 직접적으로 도왔다.
 
무엇보다 우리 몸 단백질과 거의 동일한 구조를 가져 부작용 걱정도 적다.

차형준 포스텍 교수는 "이번에 개발한 원천 생체 소재인 EDDP는 심장병으로 손상된 혈관이나 심장 판막, 끊어진 인대처럼 탄력이 중요한 조직을 재생하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.
 
한편, 포스텍 화학공학과·융합대학원 차 교수, 시스템생명공학부 통합 과정 조승겸 씨 연구팀과 인하대 생명공학과 양윤정 교수 연구팀이 진행한 이번 연구는 생체 재료 분야 세계적 권위지인 '악타 바이오마테리알리아(Acta Biomaterialia)' 온라인판에 게재했다.

연구는 한국연구재단 중견 연구자 지원과 해외 우수 연구 기관 협력 허브 구축, 포스코홀딩스 창의 혁신 과제의 연구 지원으로 수행했다.


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