IBS, 코로나 바이러스 단백질체 연결지도 완성…"치료제 개발 기여"
28일 기초과학연구원(이하 IBS)은 RNA 연구단 김빛내리 단장(서울대 생명과학부 교수) 연구팀이 코로나바이러스 RNA에 직접 결합해 증식을 제어하는 단백질들을 발견했다고 밝혔다.
이번 발견을 통해 연구팀은 지난해 신종 코로나19의 원인인 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 고해상도 유전자 지도에 이어 고해상도 단백질체 지도를 완성할 수 있게 됐다.
연구팀은 먼저 사스코로나바이러스-2에 특이적으로 결합하는 단백질을 찾기 위해 특정 RNA에 결합하는 단백질만을 분리·규정하는 기술을 개발했다.
이후 사스코로나바이러스-2 RNA에 결합하는 단백질 109개를 모두 찾아냈다.
109개 중 37개 단백질은 유전체 RNA와 하위유전체 RNA에 공통으로 결합하는 것을 확인했다.
이와 더불어 연구팀은 코로나바이러스의 한 종류인 HCoV-OC43과 비교분석을 진행했다.
코로나바이러스과에 공통으로 작용하는 단백질과 사스코로나바이러스-2에만 결합하는 단백질을 분류하고, 각각의 기능을 알아내는 작업이다.
분석 결과, 바이러스 증식을 돕는 단백질 8종과 항바이러스 단백질 17종을 발견했다.
또 사스코로나바이러스-2에 직접 결합하는 단백질은 물론 이들이 바이러스 증식에 미치는 영향까지 규명됐다.
연구팀은 RNA 빅데이터 기반의 교차분석을 통해 숙주세포와 사스코로나바이러스-2 간 상관관계를 보이는 연결지도까지 완성했다.
이에 따라 바이러스 RNA 중심의 단백질 분자 간 상호작용 이해를 기반으로 복잡하게 얽힌 숙주세포와 바이러스의 관계의 일부도 발견됐다.
코로나바이러스는 인체에 들어온 후 몸 속 세포에 침투해 자신의 유전정보가 담긴 ‘유전체 RNA’를 생산하면서 여러 ‘비구조단백질’을 만들어 낸다.
비구조단백질은 면역 공격을 막아내면서 바이러스 유전체를 계속해서 복제해 몸속에서 감염을 일으킨다.
이들은 또 바이러스를 구성하는 스파이크나 외피 등 여러 구조단백질의 설계도 역할을 한다. 구조단백질과 유전체 RNA는 바이러스 입자를 만들어내며, 세포를 탈출해 새로운 세포를 감염시킨다.
하지만 이번 발견과 분석을 통해 몸 속 세포에 존재하는 단백질 중 LARP1·SHIFTLESS은 바이러스의 비구조단백질 생성을 방해하고 증식을 막는 것으로 확인돼 치료제 개발에 큰 변화가 있을 것으로 전망된다.
한편, 이번 연구성과는 국제학술지 ‘Molecular Cell’ 27일자 온라인판에 게재됐다.