차세대 코로나 항바이러스제 개발, 우리가 주도한다

코로나19 바이러스 RNA 결합하는 단백질 전부 발견

국내 연구진이 코로나바이러스 리보핵산(RNA)에 직접 결합하여 바이러스 증식을 제어하는 단백질들을 발견했다.  이 연구 결과로 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 원인인 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 고해상도 단백질체 지도를 완성하면서 차세대 코로나19 항바이러스제 개발에 대한 기대감이 한껏 높아지고 있다.

기초과학연구원(IBS) RNA 연구단 김빛내리 단장 연구팀은 코로나바이러스 RNA에 특이적으로 결합하는 단백질만을 분리·동정하는 기술 개발과 활용으로 코로나19 원인 바이러스 RNA에 결합하는 단백질 109개를 전부 찾아내는데 성공했다. 

코로나바이러스는 RNA 바이러스의 한 종류로 숙주세포에 침투해서 고유 유전정보가 탑재된 '유전체 RNA(genomic RNA)'의 생산과 번역으로 '비구조단백질(non-structural protein)을 만든다.  비구조단백질은 숙주세포의 1차 면역 공격을 차단하면서 바이러스 유전체를 복제한다.  이어 유전체 RNA로부터 '하위유전체 RNA(subgenotic RNA)'가 만들어지고 스파이크, 외피 등 바이러스를 구성하는 구조단백질의 설계도 역할을 맡는다.  구조단백질과 유전체 RNA는 세포를 탈출해서 다른 세포를 감염시키는 바이러스 입자를 만든다.

이처럼 코로나바이러스 증식에는 유전체 RNA와 하위유전체 RNA에 결합하는 여러 단백질이 중요한 역할을 하지만 아직까지 이들에 대해 알려진 바가 거의 없었다.  연구팀은 코로나19 원인 바이러스의 RNA에 결합하는 단백질 109개 중 37개가 유전체 RNA와 하위유전체 RNA에 공통적으로 결합한다는 것을 확인했다.

다른 코로나바이러스 종류와의 비교분석으로 연구팀은 코로나바이러스 과(family)에 공통으로 작용하는 단백질과 코로나19 원인 바이러스에만 결합하는 단백질을 분류하고 각각의 기능을 분석했다.  그 결과 바이러스 증식을 돕는 단백질 8종과 항바이러스 단백질 17종을 발견하면서 코로나바이러스 증식에 미치는 영향을 규명했다.

또한 연구팀은 RNA 빅데이터 기반의 교차분석을 통해 숙주세포와 코로나19 바이러스 관계 일부를 밝히는 네트워크 지도를 완성했다.  

이번 연구로 코로나바이러스 증식에 대한 이해를 한층 높이면서 코로나19 바이러스에 직접 결합하는 단백질들을 타겟으로 하는 항바이러스제 개발 가능성이 높아질 것으로 기대된다.  국제학술지 Molecular Cell에 지난 27일(한국시간) 온라인 게재된 이번 연구는 서울대학교 단백질체연구실과 국제백신연구소가 공동으로 수행했고 과학기술정보통신부의 지원을 받았다.