[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 국내 연구진이 B형간염바이러스(HBV)와 거대세포바이러스(CMV)가 스스로 생존하는 비결을 밝혀냈다. 바이러스 생존 원리 파악으로 유전자 치료 효율성을 크게 높일 것으로 기대된다.

기초과학연구원(IBS)의 김빛내리 단장이 이끌고 있는 RNA 연구단은 이들 바이러스가 숙주세포 RNA 보호시스템을 역이용함을 규명했다고 5일 밝혔다. 이로써 RNA를 이용하는 유전자 치료의 효율을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 김빛내리 IBS RNA연구단장. [사진=IBS] 2020.06.05 swiss2pac@newspim.com

RNA는 DNA에 보관되어 있는 유전 정보를 매개하거나 유전자 발현을 조절하는 등 모든 생명 활동에 핵심 역할을 하는 물질이다.

B형간염바이러스는 전 세계적으로 매년 약 80만 명의 사망자를 내며, 거대세포바이러스는 면역력이 약한 환자들의 폐렴, 뇌염 등을 유발한다. 이렇듯 치명적인 감염성 바이러스지만 아직까지 근본적인 치료법이 없었다.

바이러스는 숙주의 면역시스템을 피하기 위해 저마다 생존전략을 세우는데, B형간염바이러스와 거대세포바이러스가 자신을 보호하는 원리와 메커니즘이 밝혀지지 않았기 때문이다.

연구진은 바이러스의 RNA 연구를 통해 이 문제를 해결했다. 우선 RNA 안정화에 중요한 RNA 꼬리를 살펴보기 위해, 자체 개발한 RNA 염기서열 분석법인 꼬리서열분석법(TAIL-seq)을 적용했다. 꼬리서열분석법은 RNA 말단에 긴 아데닌 꼬리를 마치 책 읽듯 문자로 해독하여 분석하는 기술이다.

그 결과 B형간염바이러스와 거대세포바이러스의 RNA에 다양한 염기로 이뤄진 '혼합꼬리'가 존재함을 발견했다. 혼합꼬리는 원래 세포가 자신의 RNA를 보호하기 위해 활용하는 시스템이다. 

RNA 연구단은 이전 연구에서 혼합꼬리가 RNA의 분해를 막아 유전자를 활성화하는 데 기여한다는 사실을 밝힌 바 있다. 요컨대 일부 바이러스 역시 RNA 안정성을 높이고자 숙주세포의 자원을 활용하고 생존 전략을 모방하여 혼합꼬리를 만들어낸다는 것이다.

혼합꼬리는 특정 RNA는 아데닌 염기로 이뤄진 꼬리를 갖는다고 알려져 있었다. 하지만 본 연구단이 2018년에 출판한 논문에서, 아데닌뿐만 아니라 다양한 염기로 이뤄진 혼합 꼬리가 존재하며, 이 혼합꼬리는 분해가 잘 되지 않기 때문에 RNA 안정화에 기여한다는 것을 밝혔다.

나아가 혼합꼬리 생성에 TENT4 단백질과 ZCCHC14 단백질 복합체가 이용됨을 규명했다. 바이러스 RNA의 일부에는 실핀 모양의 '헤어핀'이라는 구조물이 있는데, 이 구조물에 단백질 복합체가 결합하면 TENT4 단백질이 혼합꼬리를 만들어낸다. 즉 헤어핀이 혼합꼬리 생성 유도의 도화선 역할을 한다는 의미다.

이번 연구로 혼합꼬리 형성을 돕는 단백질과 헤어핀을 표적으로 삼는 새로운 감염 치료법 개발이 가능할 것으로 보인다. 헤어핀과 단백질 복합체의 결합을 막으면 바이러스의 안정성을 낮출 수 있기 때문이다.

김빛내리 단장은 "B형간염바이러스와 거대세포바이러스의 생존 전략인 혼합꼬리 생성 원리를 규명했다"며 "이는 혼합꼬리를 이용한 유전자 치료 기술에도 활용될 수 있을 것"이라고 전했다.

이번 연구결과는 국제 학술지 Nature Structural & Molecular Biology (IF 12.109) 5월 25일 온라인 판에 게재됐다.

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