IBS, 코로나 바이러스 증식 제어 단백질 찾았다

김빛내리 단장팀, 사스코로나바이러스-2 고해상도 단백질체 지도 완성

코로나바이러스 치료제 개발 기여 예상

[대전=뉴시스] IBS 연구 결과 요약도. HCoV-OC43의 RNA에 결합하는 단백질체 비교분석을 통해 이들이 상당부분 같은 숙주 단백질들을 이용한다는 것이 확인됐고 LARP1, ZC3HAV1, TRIM25, PARP12, SHFL 등 17개의 항바이러스 단백질들의 존재도 밝혀졌다. 또 EIF3D, CSDE1 등 8개의 단백질은 바이러스 증식에 이용된다는 것도 규명됐다.  *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 코로나바이러스 증식 제어 단백질을 국내 연구진이 찾아냈다.

기초과학연구원(IBS)는 RNA연구단 김빛내리 단장 연구팀이 코로나바이러스 RNA에 직접 결합해 증식을 제어하는 단백질들을 발견했다고 28일이 밝혔다.

 이번 연구로 코로나19의 원인인 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 고해상도 유전자 지도에 이어 고해상도 단백질체 지도를 완성할 수 있게 돼 코로나19 치료제 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.
 
 RNA바이러스의 한 종류인 코로나바이러스는 숙주세포에 침투해 자신의 유전정보가 담긴 '유전체 RNA(genomic RNA)'를 생산 및 번역하는 방식으로 여러 '비구조단백질(non-structural protein)'을 만들어 낸다.
 
비구조단백질은 숙주세포의 1차 면역 공격(선천면역)을 차단하고 바이러스 유전체를 복제하며 유전체 RNA에서는 '하위유전체 RNA(subgenomic RNA)'가 생산된다.

 또  구조단백질과 유전체 RNA는 바이러스 입자를 만들어내며, 세포를 탈출해 새로운 세포를 감염시킨다.
 
이처럼 코로나바이러스의 증식에는 유전체 RNA 및 하위유전체 RNA에 결합하는 숙주세포의 단백질이 중요한 역할을 하지만 현재까지 이들 단백질에 대해선 알려진게 거의 없다.

 IBS 연구진은 사스코로나바이러스-2에 특이적으로 결합하는 단백질을 찾기 위해 특정 RNA에 결합하는 단백질만을 분리·동정하는 기술을 개발했다.

[대전=뉴시스] 사스코로나바이러스-2에 감염된 세포에서 리보핵산 중합체를 분리해내는 모식도(위)와 아래 그림은 찾아낸 유전체 RNA 및 하위 유전체 RNA에 특이적으로 결합하는 단백질들 목록. 총 109개의 단백질 중 37개의 단백질은 유전체 RNA와 하위 유전체 RNA에 공통으로 결합하는 단백질로 나타났다. *재판매 및 DB 금지

이를 활용해 사스코로나바이러스-2 RNA에 결합하는 단백질 109개를 모두 찾아내고 이중 37개는 유전체 RNA와 하위 유전체 RNA에 공통으로 결합한다는 사실을 확인했다.

또한 코로나바이러스의 한 종류인 HCoV-OC43와도 비교분석을 진행, 코로나바이러스 과에 공통으로 작용하는 단백질과 사스코로나바이러스-2에만 결합하는 단백질을 분류하고 각각의 기능을 분석했다. 그 결과 바이러스 증식을 돕는 단백질 8종과 항바이러스 단백질 17종을 발견했다.
 
이를 통해 사스코로나바이러스-2에 직접 결합하는 단백질 전부는 물론 이들이 바이러스 증식에 미치는 영향을 규명해 냈다.

특히 RNA 빅데이터 기반의 교차분석을 통해 숙주세포와 사스코로나바이러스-2 간 네트워크 지도를 완성했다. 이는 바이러스 RNA 중심의 단백질 분자 간 상호작용 이해를 기반으로 복잡하게 얽힌 숙주세포와 바이러스의 관계 일부를 규명했다는 의미다.

연구팀은 "숙주세포와 사스코로나바이러스-2 간 네트워크 지도를 완성, 숙주세포와 바이러스 관계 일부를 규명해 냈다"며 "예를 들어 숙주세포의 LARP1, SHIFTLESS 단백질은 바이러스의 단백질 생성을 방해해 바이러스 증식을 막는다 것을 확인했다"고설명했다.

 이번 연구로 코로나바이러스 증식에 대한 이해도를 높여 사스코로나바이러스-2와 직접 결합하는 단백질들을 목표로하는 항바이러스제 개발 가능성을 열 것으로 기대된다.
 
서울대학교 단백질체연구실과 국제백신연구소와 공동으로 수행한 이번 연구결과는 국제학술지 Molecular Cell(IF 15.584) 온라인 판에 지난 27일(한국시간) 게재됐다. 논문명:The SARS-CoV-2 interactome.


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