거미 영명: spider 학명: Araneae

[분류] 거미강(Arachnida) 거미목(Araneae)에 딸린 절지동물들의 총칭. 몸이 머리가슴과 배의 두 부분으로 구분되는데 두 부분은 매우 가는 원통형의 배자루로 이어져 있다. 머리에는 보통 8개의 홑눈이 있으나 겹눈은 없다. 배에는 방적돌기가 있어서 이곳을 통해 나온 액체가 공기와 닿는 순간 굳어져 실이 된다. 걷는 다리는 4쌍 여덟개이며, 호흡기관은 서폐와 기관이다. 대개 난생이고 변태는 하지 않으며 암수가 따로 떨어져 살다가 교미때만 서로 만난다. 암수의 구별은 쉽지 않으나 대개 암컷이 크다. 그물을 만들어서 여기에 걸려드는 곤충 따위를 잡아먹는다. 여러 민족 사이에는 거미에 관한 많은 전설이 전해지고 있다. 북아메리카 및 아프리카 원주민의 일부 부족에서는 거미가 창조신, 영웅신으로 등장하기도 하고 인도에서는 거미가 짠 직물로 섬이 되었다는 신화도 전해 내려오고 있다. 거미의 실잣기 [출처 : Nature Science Update : 1998년 05월 21일] 정원의 거미가 만들어내는 튼튼하고 안전한 거미줄은 뛰어난 장력의 물질이다. 합성섬유를 만들기 위한 새로운 방법을 모색하는 연구자들은 거미가 쉼없이 매일 실을 내는 것을 부러움으로 바라볼 것이다. 거미줄 단백질의 유전자가 확인되어 클론을 만들었지만 거미가 어떻게 액상의 공급원료를 부드럽고 윤이 나는 거미줄로 전환시키는지 어느 누구도 정확히 밝혀내지 못하고 있다. 덴마크 아르후스대학교의 프리츠 폴라트(거미줄의 뛰어난 특성에 대하여 오랫동안 열성적으로 연구중인 사람)와 그의 동료들은 거미가 실을 잣는 데 있어서 한가지 새로운 면을 밝혀내고 왕립학회보에 보고했다. 그런데 거미가 거미줄을 가공처리하는 방법은 인간이 섬유를 만들어내는 방법과 매우 유사한 것으로 밝혀졌다. 거미의 일종인 Araneus diadematus의 거미줄은 분비선에서 분비된 액체물질에서 만들어지기 시작한다. 이 물질은 점점 가늘어지는 도관을 거쳐 압착되고 큰 실관을 경유하여 내보내진다. 미세구조에 대한 조사로부터 내부 관벽의 세포가 수분을 추출하기에 적합한 것임이 밝혀졌다. 물론, 끈적끈적한 액체덩어리를 고형의 거미줄로 전환하는데는 수분의 제거가 필요하지만 그것이 전부는 아니었다. 연구자들은 도관의 좁은 부분에만 있고 다른 부분에는 없는 세포가 강산의 존재를 나타내는 염료에 염색된다는 것도 발견하였다. 흥미롭게도 누에나방 Bombyx mori 유충의 견사 분비 메커니즘은 견사 공급 원료가 도관을 거쳐 흐르면서 점진적으로 더욱 산성을 띠는 것으로 알려져왔다. 그리고 더욱 흥미롭게도 레이온(인조견사)과 같이 인간이 만든 섬유도 산성조를 거쳐 만들어지거나 압출성형된다. 무엇에 의하여 액체물질이 거미줄로 변환되는지 정확한 메커니즘은 아직 분명하지 않다. 좁은 도관을 거쳐 지나감에 따라 거미줄에 작용하는 전단응력이 일부 역할을 하기도 하지만 산성조가 거미줄을 만드는 단백질의 교질화를 용이하게 하는 것으로 생각된다. - (shkoh) 염소와 거미를 이용한 신물질 개발 [출처 : http://www.eurekalert.org/releases/ns-gasawt.html/ : 1998년 10월 07일] 캐나다 퀘벡의 과학자들이 염소의 젖과 합성한 거미 단백질을 이용해서 총탄에도 파괴되지 않을 만큼 튼튼하면서도 매우 가벼운 직물(fabric)을 개발한다는 소식이다. 이 물질은 생물학적으로 분해 가능하다는 특징을 가진다고 한다. 바이오강철 (biosteel)이라 불리는 이 섬유는 현재 샴푸를 포장하거나 상업적 목적으로 제작되고 있는 고기잡이 그물(fishing nets)을 만드는데 사용되고 있는 고강도 플라스틱(high-strength plastics)을 대체할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 넥시아 바이오테크놀러지(Nexia Biotechnologies)의 사장인 제프 터너(Jeff Turner)에 따르면, 새로 개발될 생분해성 섬유(biodegradable fabric)는 환경친화적인 특성을 가지면서도 방탄복이나 우주선을 제작할 때도 응용될 수 있을만큼 탄력이 좋고 강하다는 것을 특징으로 한다. 특히 생분해성은 새로 개발될 신물질에 세균이 침투해서 이를 소화할 수 있기 때문에 가능하다고 한다. 터너가 이끄는 연구팀은 이미 거미 유전자를 염소의 유방 세포(mammary cells)에 주입한 후 우유로부터 수용성 단백질을 수집한 단계까지 나아간 상태라고 한다. 이들이 유전공학적으로 조작한 염소는 앞으로도 수개월에 걸쳐 거미 단백질을 포함한 우유를 생산할 예정이다. 지금까지 바이오강철로부터 섬유를 만들어낸 사람이 없기는 하지만, 연구진은 거미줄이 가지는 특성으로 미루어 자신들이 추출한 단백질을 바탕으로 새로운 신물질을 만들 수 있을 것으로 확신하고 있는 상태이다. 거미줄은 거미의 먹이가 미처 볼 수 없을 만큼 가느다라면서도 일단 먹이가 걸려들면 절대 찢어지지 않을 만큼 강한 특성을 나타낸다. 거미줄의 이와 같은 특성은 두 가지 기작으로 나누어 볼 수 있다. 먼저 거미는 거미줄의 틀이 되는 단백질을 만들어내는데 이 물질은 이웃한 다른 거미줄들과 많은 결합을 할 수 있다는 특징을 가지게 된다. 일단 거미줄의 틀이 만들어지면 독특한 방법으로 단백질을 서로 엮어서 최종적인 거미줄을 완성하게 되는 것이다. 일단 완성된 거미줄이 건조되면 서로 팽팽해지고 거미줄 제작에 사용되었던 단백질이 결정이 되어서 거의 불용성인 물질로 변하게 된다. 이런 특성 때문에 비가 오더라도 거미줄은 녹지 않는 것이다. 연구진의 시험 결과에 따르면, 거미줄은 장력이 좋은 강철이나 방탄복에 사용하는 케블라섬유 (Kevlar)보다 탄력성이 더 좋으면서도 강한 것으로 나타났다고 한다. 그러나 거미줄이 이처럼 강하다는 것은 거미줄을 인공적으로 만들어내기가 어렵다는 것을 가리키기도 한다. 예를 들어, 세균을 이용해서 거미줄 단백질을 대량으로 생산하는 것이 가능하지만 단백질 사이의 결합이 무질서하게 형성되어 쓸모 없는 불용성 덩어리가 되는 결과만 빚게 된다. 단백질 사이의 결합이 균일하게 일어나느냐 아니냐는 단백질이 접히는 과정 (folding)에서 결정되는데, 이 과정을 조절하기가 어렵기 때문이다. 이런 이유 때문에 터너의 연구팀은 염소의 유방 세포를 이용하므로써 거미 자신이 단백질을 생성하는 과정을 가능한 유사하게 모사하려는 시도를 하게 되었다고 한다. 왜냐하면, 거미가 거미줄 단백질을 생산하는 방법과 포유동물이 우유 단백질을 생산하는 방식이 서로 매우 유사하기 때문이다. 그 방법을 좀 더 자세히 살펴보면, 거미줄 단백질과 우유 단백질 모두가 피부와 유사한 상피세포(epithelial cells)에서 만들어진 후 내강(lumen)에서 제모습을 갖추게 된다. 이와 같은 과정을 거칠 경우 단백질에 가해지는 전단 응력(shear stress)을 최소화할 수 있다고 한다. 이번 연구의 현재까지 진행 상태는 매우 양호하다. 그러나 연구진은 아직까지 연구가 초기 단계라는 점을 강조하면서 본격적으로 신소재 섬유를 만들기 위해서 필요한 충분한양의 형질 변환 염소를 확보하는데 약 1년 정도의 시간이 더 필요하다고 밝혔다. 물론 거미가 거미줄을 엮어 가는 과정을 모사하는 단계도 남아 있는데, 이번 연구에서 큰 걸림돌이 될 것으로 예상되고 있다. - (cslee)

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