박만성 고려대 의대 교수 김윤기 고려대 생명과학과 교수, 백대현 서울대 생명과학부 교수 공동 연구진은 “코로나의 원인인 사스코로나바이러스-2(SARS -CoV-2)의 감염 후 시간에 따른 단백질을 생산하는 양상을 측정한 고해상도의 지도를 제작했다”고 25일 밝혔다. 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐다.
코로나를 이해하고 백신과 치료제를 개발하기 위해선 바이러스 유전자 발현의 원리를 밝히고, 감염 후 인간·바이러스 유전자 발현 패턴의 변화를 관찰하는 것이 필수적이다. 사스코로나바이러스-2는 스파이크 같은 특징적인 구조 단백질과 유전체를 숙주에 퍼트리기 위한 복제 단백질 등에 대한 정보를 담은 12개의 유전자를 가지고 있다.
이들 유전자로부터 단백질을 만드는 중간과정인 전령RNA(mRNA)를 만드는 전사과정은 비교적 잘 알려지지만 전령RNA로부터 단백질이 생성되는 번역과정은 많이 알려지지 않았다. 감염 후 시간에 따른 숙주와 바이러스의 유전체 발현의 변화를 측정한 데이터도 부족해 병리학적 기전 이해에 어려움이 있었다.
연구진은 사스코로나바이러스-2 감염 후 다양한 시간대에 걸쳐 인간 세포와 바이러스 유전체의 번역, 전사 양상을 측정하고 대규모 차세대 염기서열 분석 데이터를 얻는 데 성공했다. 나아가 이렇게 얻은 사스코로나바이러스-2 번역체 지도를 토대로 바이러스의 단백질 생성 효율을 조절하는 신규 인자를 발굴하고 ‘TIS-L’이라 이름 지었다.
또한 인간 유전자의 발현 패턴 변화를 분석해 바이러스 감염 후 시간에 따라 서로 유사한 발현 양상을 보이는 유전자 집단을 탐지했다. 감염 초기에는 세포 스트레스와 관련한 유전자들이, 후기에는 면역 반응과 관련한 유전자들이 크게 반응함을 확인했다.