김빛내리 IBS RNA연구단장.[IBS 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 기초과학연구원(IBS) RNA 연구단 김빛내리 단장 연구팀이 코로나바이러스 RNA에 직접 결합해 증식을 제어하는 단백질들을 최로로 발견했다. 연구진은 지난해 코로나19의 원인인 사스코로나바이러스-2 고해상도 유전자 지도에 이어 고해상도 단백질체 지도를 완성했다. 이로써 코로나19 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.

코로나바이러스는 RNA바이러스의 한 종류다. 숙주세포에 침투해 자신의 유전정보가 담긴 ‘유전체 RNA’를 생산 및 번역함으로써 여러 비구조단백질을 만들어 낸다. 비구조단백질은 숙주세포의 1차 면역 공격(선천면역)을 차단하고 바이러스 유전체를 복제한다. 이후 유전체 RNA에서는 ‘하위유전체 RNA’가 생산된다.

코로나바이러스의 증식에는 유전체 RNA 및 하위유전체 RNA에 결합하는 숙주세포의 단백질이 중요한 역할을 한다. 하지만 현재까지 이들 단백질에 대해 알려진 바가 거의 없었다.

연구진은 사스코로나바이러스-2에 특이적으로 결합하는 단백질을 찾기 위해 특정 RNA에 결합하는 단백질만을 분리·동정하는 기술을 개발했다. 이를 활용해 사스코로나바이러스-2 RNA에 결합하는 단백질 109개를 모두 찾아냈다. 이중 37개는 유전체 RNA와 하위 유전체 RNA에 공통으로 결합함을 확인했다.

코로나바이러스의 한 종류인 HCoV-OC43와도 비교분석을 진행했다. 코로나바이러스 과에 공통으로 작용하는 단백질과 사스코로나바이러스-2에만 결합하는 단백질을 분류하고, 각각의 기능을 분석했다. 그 결과 바이러스 증식을 돕는 단백질 8종과 항바이러스 단백질 17종을 발견했다. 사스코로나바이러스-2에 직접 결합하는 단백질 일체는 물론, 이들이 바이러스 증식에 미치는 영향을 규명한 것이다.

연구결과 요약 모식도. 이번 연구로 사스코로나바이러스-2에 결합하는 단백질체의 비교분석을 통해 이들이 상당부분 같은 숙주 단백질들을 이용한다는 것을 밝혀냈다.[IBS 제공]

연구진은 RNA 빅데이터 기반의 교차분석을 통해 숙주세포와 사스코로나바이러스-2 간 네트워크 지도를 완성했다. 바이러스 RNA 중심의 단백질 분자 간 상호작용 이해를 기반으로, 복잡하게 얽힌 숙주세포와 바이러스의 관계 일부를 밝힌 것이다.

김빛내리 단장은 “이번 연구로 코로나바이러스 증식에 대한 이해를 한층 더 높이게 됐다”면서 “사스코로나바이러스-2와 직접 결합하는 단백질들을 타겟한 항바이러스제 개발 가능성을 열 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘Molecular Cell’ 4월 27일 온라인 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com