노로바이러스 구조 규명 백신 개발 가능성 ↑

바이러스와 숙주 결합 억제 기전 예방‧치료법 시사

노로바이러스는 식중독이나 바이러스성 위장관염을 비롯한 각종 식품 매개성 질병들이 발생하는데 주요한 원인을 제공하는 원인 바이러스로 알려져 있다.

매년 지구촌 전체적으로 발생하고 있는 총 6억8,500만건 상당의 다양한 식품 매개성 질병들 가운데 58% 정도가 노로바이러스로 인해 나타나는 것으로 추정될 정도.

하지만 지금까지 노로바이러스 감염증에 효과적인 치료제는 개발되어 나오지 못한 것이 현실이다.

이와 관련, 노로바이러스의 복잡한 외피 구조(즉, 캡시드)를 규명하면 이 바이러스가 숙주(즉, 사람)와 결합하지 못하도록 억제해 효과적인 백신을 개발하는 데 도움을 줄 수 있을 것이라며 가능성을 제시한 연구결과가 공개되어 관심을 모으고 있다.

그렇다면 백신을 개발할 때 캡시드에서 특정한 항체들을 인식하고 결합되도록 함으로써 사람세포들과 더 이상 상호작용하지 못하도록 하는 일이 중요함을 감안할 때 주목할 만한 것이다.

미국 뉴욕주의 소도시 콜드 스프링 하버에 소재한 비영리 연구‧교육기관 ‘콜드 스프링 하버 연구소’의 제임스 정 연구원팀이 학술저널 ‘미국 국립과학아카데미 회보’(PNAS)에 지난 10일 게재한 보고서가 그것이다.

이 보고서의 제목은 ‘고해상도 냉동 전자현미경을 이용한 노로바이러스 외피 크기의 다양한 구조를 규명한 연구’이다.

정 연구원은 “노로바이러스 캡시드의 형태가 어떻게 생겼는지, 그리고 다양한 균주에 따른 형태의 상이성을 이해할 필요가 있었다”고 언급했다.

정 연구원이 주도한 연구팀은 냉동 전자현미경을 사용해 노로바이러스의 4개 균주들의 구조를 고해상도로 규명하기 위한 연구작업을 진행했었다.

이를 통해 연구팀은 노로바이러스 외피의 복잡한 구조(architecture)를 고화질로 관찰할 수 있었다.

특히 정 연구원팀은 이 같은 연구작업을 통해 노로바이러스 감염증에 효과적인 치료제를 개발하는데 도움을 줄 수 있는 새로운 정보들을 얻을 수 있었다.

정 연구원은 “지금까지 노로바이러스의 외피에는 180개의 구성요소들(building blocks)과 90개의 표면 징(surface spikes)들로 구성된 단일조합이 존재하는 것으로 알려져 왔지만, 이번 연구에서 예상치 못했던 다양한 크기의 외피 크기 및 형태가 혼재한다는 사실을 발견할 수 있었다”고 설명했다.

예를 들면 60개의 구성요소들과 30개의 표면 징들로 구성된 크기가 작은 형태를 발견할 수 있었다는 것.

이와 함께 240개의 구성요소들과 120개의 표면 징들로 구성된 대규모 외피가 하단 부위에 존재해 2단계 구조를 띄고 있고, 이로 인해 사람세포들과 서로 다르게 상호작용한다는 사실도 알아낼 수 있었다고 덧붙였다.

외피 부위의 징들은 숙주와 상호작용하는 것으로 알려져 있다.

정 연구원은 “여러 징들의 거리와 작용방향이 노로바이러스의 다양한 균주에 따라 다르게 나타난다는 사실을 발견할 수 있었다”며 “이것은 바꿔 말하면 개별균주들이 사람세포들과 서로 상이하게 상호작용하고, 마찬가지로 항체들도 서로 다르게 결합한다는 의미”라고 풀이했다.

따라서 연구‧개발을 진행할 때 이 같은 균주간 다양성과 구조적 형태의 상이성을 감안하면 효과적인 노로바이러스 감염증 백신의 개발이 가능할 수 있을 것이라고 정 연구원은 피력했다.