강력한 코로나19 치료제 나오나···세계 첫 시계열 지도 완성한 국내 연구자들

by강민구 기자
2021.08.25 18:00:00

[이데일리 강민구 기자] “아무도 예상하지 못한 곳에서 단백질 합성(번역)이 활발하게 일어나는 것을 알아냈다. 이 구역을 공략하면 치료제 개발도 획기적으로 발전할 수 있다.”

백대현 서울대 생명과학부 교수는 코로나19 바이러스의 감염 후 시간에 따른 번역체와 전사체 변화를 측정한 지도 제작 의미에 대해 이같이 강조했다. 백 교수는 박만성 고려대 의대 교수, 김윤기 고려대 생명과학과 교수와 함께 바이러스 유전자 발현 원리를 알아내고, 이를 그래픽으로 만든 연구결과를 25일 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재했다.

코로나19 시계열 지도를 완성한 백대현 서울대 생명과학부 교수(왼쪽), 김윤기 고려대 생명과학과 교수(가운데), 박만성 고려대 의대 교수(오른쪽).(사진=한국연구재단)

코로나19 바이러스는 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 과정이 알려졌지만 전령RNA에서 단백질을 만드는 번역과정은 알려지지 않았다.

연구팀은 코로나19 바이러스를 인간 세포주에 감염시킨 뒤 초기(0~12시간)부터 최대 이틀(48시간)까지 바이러스와 인간 세포주의 발현 양상을 대규모 데이터로 만들고 분석했다.



이렇게 얻은 코로나19 번역체 지도를 토대로 바이러스의 단백질 생성 효율을 조절하는 새로운 인자를 찾아내고, ‘TIS-L’이라고 이름을 붙였다.

실험 결과, TIS-L은 코로나19 백신의 주요 표적인 스파이크 단백질을 비롯한 바이러스 단백질들의 번역 효율에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 인간 유전자의 발현 유형 변화를 분석한 결과에서는 바이러스 감염 후 시간에 따라 감염 초기에 세포 스트레스 관련 유전자들이, 후기에는 면역 반응과 관련한 유전자들이 크게 반응했다.

연구팀은 이번 연구결과가 코로나19 바이러스의 감염기작을 이해하고, 궁극적으로 TIS-L을 목표로 한 치료제 연구의 실마리가 될 것으로 기대하고 있다.

백대현 교수는 “작년에 번역체에 대한 연구가 있었지만, 시간 순서(시계열)에 따라 이를 지도로 만든 것은 우리가 처음”이라며 “전 세계 어느 연구자들도 보지 못했던 ‘TIS-L’ 인자를 찾았고, 치료제 개발의 실마리를 제시했다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.