국내 연구진, 코로나19 치료제 실마리 밝혔다

[지디넷코리아]

국내 연구진이 코로나19 치료제 연구의 실마리가 되는 유전체의 번역‧전사체의 시계열 지도를 완성했다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 박만성‧김윤기 교수와 백대현 서울대 교수 공동 연구팀이 코로나19의 원인인 사스코로나바이러스-2(SARS -CoV-2)의 감염 후 시간에 따른 번역체와 전사체의 양상을 측정한 고해상도의 지도를 제작했다고 밝혔다.

전사체는 유전정보가 담긴 유전체에서 전사되는 RNA 총체, 번역체는 전사체를 해독해 단백질을 생산하는 번역과정의 종합적인 양상을 말한다.

코로나19의 병태생리를 이해하고 백신과 치료제를 개발하기 위해 바이러스 유전자의 발현의 원리를 밝히고, 감염 후 인간과 바이러스 유전자 발현 패턴의 변화를 관찰하는 것이 필수적이다.

사스코로나바이러스-2는 스파이크 같은 특징적인 구조 단백질과 유전체를 숙주에 퍼트리기 위한 복제 단백질 등에 대한 정보를 담은 12개의 유전자를 가지고 있다.

이들 유전자로부터 단백질을 만드는 중간과정인 전령RNA(mRNA)를 만드는 전사과정은 비교적 잘 알려진 반면, mRNA로부터 단백질이 생성되는 번역과정은 많이 알려지지 않았다.

감염 후 시간에 따른 숙주와 바이러스의 유전체 발현의 변화를 측정한 데이터도 부족해 병리학적 기전 이해에 어려움이 있었다.

연구팀은 사스코로나바이러스-2 감염 후 다양한 시간대에 걸쳐 인간 세포와 바이러스 유전체의 번역 및 전사 양상을 측정하고 대규모 차세대 염기서열 분석 데이터를 얻는 데 성공했다.

나아가 이렇게 얻은 사스코로나바이러스-2 번역체 지도를 토대로 바이러스의 단백질 생성 효율을 조절하는 신규 인자를 발굴하고 ‘TIS-L(translation initiation site located in the leader)’이라 이름 지었다. 사스코로나바이러스-2 유전체의 리더 지역에 위치한 번역 시작 부위란 의미다.

특히 연구팀은 TIS-L이 코로나19 백신의 주요 표적인 스파이크 단백질을 비롯한 바이러스 단백질들의 번역 효율에 큰 영향을 미쳤다는 점을 실험적으로 검증했다.

또한 인간 유전자의 발현 패턴 변화를 분석해 바이러스 감염 후 시간에 따라 서로 유사한 발현 양상을 보이는 유전자 집단을 탐지했다. 감염 초기에는 세포 스트레스와 관련한 유전자들이, 후기에는 면역 반응과 관련한 유전자들이 크게 반응함을 확인했다.

연구팀은 이번 연구결과가 사스코로나바이러스-2의 감염기작과 병태생리의 이해를 돕는 한편, TIS-L을 표적으로 한 치료제 연구의 실마리가 될 것으로 기대하고 있다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 25일 게재됐다.