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Start Up Innovation / Science
아웃도어복, 미생물 응용
골드윈, 인공단백질로 섬유 개발

골드윈은 미생물의 배양으로부터 만들어 낸 인공단백질을 사용해 아웃도어 의류용 섬유를 개발했다. 아미노산의 배열을 바꿔 물에 젖어도 수축되지 않는 내구성을 실현했으며 석유 유래의 섬유와 거의 동일한 수준의 기능을 가진다. 약 4년동안의 프로젝트는 몇 번이나 어려움에 맞닥뜨렸으나, 당초 아이디어를 근본적으로 재검토한 결과, 안정 공급이 가능한 기술을 실용화할 수 있었다.

인공단백질에 의한 섬유의 상품화는 최초이다. 미생물에 유전자를 주입시켜 발효 프로세스를 통해 대량의 단백질을 만들어 낸다. 거기에 분말 상태의 단백질만을 추출해 용액으로 녹여 실을 만들고 있다.

-- 개량을 반복해 내구성을 --
골드윈은 게이오대학 발(發) 스타트업 스파이버(Spiber, 야마가타(山形) 현)와 공동으로 미생물 유래의 섬유를 사용한 아웃도어 재킷을 상품화했다. 2015년에 거미줄 유전자로부터 섬유 등을 만드는 연구를 해 온 스파이버에게 30억엔을 출자해, 프로젝트가 가동되기 시작했다.

올 8월에 상품화를 발표했으나, 계획보다 약 3년이 지연되었다. 난제가 된 것은 ‘물’이었다. 2015년에 처음으로 만든 시작품(試作品)의 표면의 생지에는 스파이버가 이미 개발한 섬유를 사용했다. 거미로부터 채취한 유전자를 미생물에 주입시킨 것이다. 석유 유래의 섬유에 비해 강도가 높은 반면, 물에 젖으면 수축해버린다는 단점을 갖고 있었다.

비나 눈이 내리는 환경에서의 착용도 상정되는 아웃도어 재킷은 ‘가장 (착용하는 환경이) 가혹한 옷’으로 인식되고 있으며 물에 약한 점은 치명적이었다. 또한 재킷으로서 봉제한다고 해도 방직이나 염색 공정에서 물을 사용하는 경우가 많다. 이 소재를 그대로 사용하기 위해서는 물을 사용하지 않는 특수 제조법으로 전환하는 것이 필요하다. 그렇기 때문에 양산에는 비용이 소요되어 상용화는 어렵다는 결론에 도달했다.

섬유 자체의 개량을 추진하면서 가공을 실시해 방수성을 갖추게 하는 등 “100가지 이상의 패턴을 검증했다”(골드윈의 나카무라(中村) 테크랩 부장). 골드윈이 아웃도어 재킷에 사용하는 섬유가 갖춰야 할 강도 및 방수성, 발수성의 기준을 충족시키기 위한 연구를 계속했다.

시작품 2탄에서는 단백질의 분자량을 늘림으로써 물에 젖었을 때 생기는 수축성을 극복하기 위해 시도한 결과, 물에 닿았을 때의 섬유 치수안정성을 1.5배로 향상시키는 것에 성공했다. 그러나 분자량이 많은 단백질을 체내에 합성하는 미생물을 안정적이며 대량으로 배양하는 것은 불가능했다.

프로젝트는 난항을 겪었으나, 끈기 있게 분자 레벨에서의 연구를 거듭했다. 물에 젖으면 수축하는 특성은 미생물에 주입하고 있던 거미의 유전자에 유래한다는 것을 알게 되었다.

이에 따라, 섬유의 수축성의 원인이 되는 아미노산의 배열을 특정했다. 그 부분의 배열을 제거해 더욱 생산성을 양립하는 배열을 독자적으로 설계했다. 이것으로 인해 아웃도어 재킷에 사용하는 섬유에 적합한 단백질을 만들어 냈다.

이런 아웃도어 재킷만을 위해 ‘디자인’ 된 미생물 유래의 섬유는 초기의 시작품에 비해 물에 젖었을 때 생기는 수축을 90%정도 줄일 수 있었다. 강도 등 골드윈이 세웠던 그 밖의 기준에도 충족시켰다.

-- 50벌 한정으로 15만엔 --
일단 12월에 50벌 한정으로 15만엔(소비제 별도)에 판매한다. 일부러 염색하지 않고 섬유 본연의 색을 살린 ‘문샷’을 따라 한 명칭으로 했다.

이번 섬유는 실제로는 거미줄과 크게 동떨어진 것이 되었다. 무엇보다 유전자의 설계부터 재검토함으로써 필요한 용도에 따라 유전자 모델을 디자인할 수 있게 했다. 프리즈(Frieze)나 속옷 등 다른 의류에도 전개해 나갈 계획이다. 각각의 요구 품질에 따라 단백질을 미생물로 배양한다.

현재는 나일론이나 폴리에스테르 등 소재마다 별도의 플랜트에서 제조하고 있으나, 이번 기술이 확립된다면 “미생물을 배양하는 커다란 풀이 있는 시설 1개에 집약할 수 있을 지도 모른다’”(나카무라 씨).

환경 배려에 대한 소비자 의식은 세계적으로 높아지고 있다. 일본에서도 환경 친화적인 상품을 우선적으로 구입하는 ‘에시컬(윤리적)소비‘가 확산되고 있으며, 이에 대응하고자 기업은 환경으로의 부담을 줄인 상품 확충에 나서고 있다.

골드윈은 ‘GREEN IS GOOD’이라는 컨셉트를 내걸고 제품 회수, 리사이클까지를 맡아서 하고 있다. 또한 최첨단 제품의 개발을 목적으로 한 연구 설비 ‘테크랩’을 2017년에 개설했다. 미생물 유래 섬유도 그 성과 중 하나로 독자적인 기술 개발을 이어 가고 있다.

 -- 끝 --