[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 기초과학연구원(IBS)은 RNA 연구단(김빛내리 단장, 서울대 생명과학부 교수)이 코로나바이러스 RNA에 직접 결합해 증식을 제어하는 단백질들을 발견했다고 28일 밝혔다.

코로나 바이러스는 RNA바이러스의 한 종류이며 숙주세포에 침투해 자신의 유전정보가 담긴 유전체 RNA(genomic RNA)를 생산함으로써 여러 비구조단백질(non-structural protein)을 만든다.

이 비구조단백질은 숙주세포의 1차 면역 공격(선천면역)을 차단하고 바이러스 유전체를 복제한다.

또 유전체 RNA에서는 하위유전체 RNA(subgenomic RNA)가 생산되는데 이는 바이러스를 구성하는 여러 구조단백질(스파이크, 외피 등)의 설계도 역할을 한다.

이런 구조단백질과 유전체 RNA는 바이러스 입자를 만들어내며 세포를 탈출해 새로운 세포를 감염시킨다.

따라서 코로나 바이러스의 증식에는 유전체 RNA 및 하위유전체 RNA에 결합하는 숙주세포의 단백질이 중요한 역할을 하는데 현재까지 이들 단백질에 대해 알려진 사례가 거의 없었다.

이번 연구진은 이러한 제한점을 해결하기 위해 사스코로나바이러스-2에 특이적으로 결합하는 단백질을 찾는데 특정 RNA에 결합하는 단백질만을 분리·동정하는 기술을 개발했다.

연구과정을 보면 사스코로나바이러스-2 RNA에 결합하는 단백질 109개를 모두 찾아냈다.

이중 37개는 유전체 RNA와 하위 유전체 RNA에 공통으로 결합함을 확인했다.

특히 코로나바이러스의 한 종류인 인간코로나바이러스 OC43(HCoV-OC43)와도 비교분석을 진행했다.

이후 코로나바이러스과에 공통으로 작용하는 단백질과 사스코로나바이러스-2에만 결합하는 단백질을 분류하고 각각의 기능을 분석했다.

이 연구결과에 의하면 사스코로나바이러스-2와 같은 베타 코로나바이러스이자 감기를 일으킨다고 알려진 HCoV-OC43의 RNA에 결합하는 단백질체의 비교분석을 통해 이들이 상당부분 같은 숙주 단백질들을 이용한다는 것을 알아냈다.

이로써 LARP1, ZC3HAV1, TRIM25, PARP12, SHFL 등 17개의 항바이러스 단백질들이 존재함을 확인했고 EIF3D, CSDE1 등 8개의 단백질은 바이러스 증식에 이용된다는 것을 규명했다.

또 RNA 빅데이터 기반의 교차분석을 통해 숙주세포와 사스코로나바이러스-2 간 네트워크 지도를 완성했다.

RNA 연구단 관계자는 “이번 연구는 초기 코로나 바이러스 표본을 이용했지만 연구과정에서 HCoV-OC43 등을 활용해 비교분석해 최근에 발생하는 변이 코로나바이러스에도 적용 가능하다”고 설명했다. 

이어 IBS 관계자는 “이번 연구로 작년 코로나바이러스감염증-19(COVID-19)의 원인인 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 고해상도 유전자 지도에 이어 고해상도 단백질체 지도를 완성해 코로나19 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부의 지원으로 서울대학교 단백질체연구실, 국제백신연구소와 공동으로 수행했고 국제학술지 몰리큘러 셀(Molecular Cell)에 4월 27일 게재됐다.