게이오 대학의 고노 아키아키 특임 강사 등의 연구 그룹은 Spiber 주식회사의 팀과 공동으로 오니그모의 게놈을 결정하고, 세계에서 처음으로 다양한 거미사 단백질과 그에 관련된 유전자의 전모를 밝히고, 실 유전자의 계통 분석에 성공했다.

 거미는 7 종류 정도의 실을 장면에 맞게 구분하고 있다.그 모두가 별개의 단백질로 만들어져 있기 때문에, 인공 합성한 거미사를 공업·산업 분야에서 이용하기 위해서는, 목적에 맞추어 단백질을 구분하여 합성할 필요가 있다.그러나, 사단백질을 코드하는 유전자 서열은 매우 복잡하여 종래법으로는 결정할 수 없었기 때문에, 인공 합성에 필요한 사유전자 카탈로그는 정비되지 않고, 그 다양성을 이용할 수 없었다.

 오니그모(코가네그모과)는 원형의 망을 치는 거미의 동료로, 자신을 매는 때, 이동이나 달걀을 감을 때, 먹이를 잡을 때 등, 각각 강도나 뻗기 쉬움이 다른 실을 사용한다.더욱이, 일반적으로 거미의 게놈 크기는 인간보다 크다.게놈 정보가 방대해지기 때문에 이번에 게놈 시퀀스와 유전자 탐색 기술을 새롭게 정비하여 오니그모의 복잡한 실 유전자의 탐색을 시도했다.그 결과, 정밀도가 높은 장쇄 DNA 서열 정보를 대량으로 취득하고, 결국 게놈 결정에 성공했다.

 또한, 사 유전자의 서열은 매우 고도의 반복 구조 (동일한 서열이 여러 번 출현하는 구조)를 취한다.거기서 최신의 시퀀싱 기술과 독자 개발의 해석 알고리즘을 조합해, 전 7 종류의 거미사를 만드는데 사용하는 11 종류의 실 유전자 카탈로그의 작성을 세계에서 처음으로 완성시켰다.

 이번 연구에서는 새로운 거미사 유전자와 실의 강도에 영향을 미치는 저분자 단백질의 존재도 발견되어 향후 인공 거미사 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

논문 정보:【Scientific Reports】Orb-weaving spider Araneus ventricosus genome elucidates the spidroin gene catalogue

게이오 대학

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