의사
바이러스는, DNA 복제 등에 관여하는 숙주 세포 기제를 조작해 자신의 유전자를 가진 바이러스 입자(viral particle)를 만들어 퍼뜨린다. 이런 과정은 결과적으로 숙주 세포의 효소 등 주요 단백질 작용을 방해한다.
여러 가지 심각한 감염증을 일으키는 신종 코로나바이러스(SARS-CoV-2)도 활발한 복제와 감염을 위해서는 숙주 세포를 이용해야 한다.
그런데 신종 코로나바이러스가 구체적으로 인간 숙주세포의 어떤 효소를 건드려 단백질 작용이 변하게 하는지를 유럽과 미국 과학자들이 공동 연구를 통해 밝혀냈다.
감염세포 표면에 형성된 '실 모양' 돌기도 발견
과학자들은 또한 신종 코로나바이러스에 감염된 세포 표면에서 가늘고 긴 '사상위족(絲狀僞足·filopodia)'이 돌기처럼 뻗어 나오는 걸 발견했다.
잔가지가 있는 나무줄기처럼 보이는 이 구조는 신종 코로나의 인접 세포 감염 등에 이용될 것으로 과학자들은 추정한다.
이번 연구를 주도한 유럽 분자생물학연구소(EMBL) 산하 유럽 생물정보학연구소(EBI) 과학자들은 29일(현지시간) 저널 '셀(Cell)'에 관련 논문을 발표했다.
이 연구엔 미국 샌프란시스코 캘리포니아대(UCSF) 약학대학의 양적 생명과학연구소, 하워드 휴스 의학연구소, 프랑스 파스퇴르 연구소, 독일 프라이부르크대 CIBSS 등도 참여했다.
인체 내 효소는 단백질 구조를 화학적으로 바꿔 단백질 작용의 변화를 유도한다.
예를 들면 세포 간 신호 교류, 세포의 성장 및 사멸 등의 조절에 핵심 작용을 하는 인산화(phosphorylation ) 작용도, 키나아제(효소)가 단백질에 포스포릴 기(基)를 추가해 일어나는 것이다. 구조적으로도 키나아제는 좋은 약물 표적의 특징을 가졌다.
공동 연구팀은 먼저, 신종 코로나바이러스가 감염한 뒤 인산화 패턴에 변화를 보인 숙주 세포 단백질과 바이러스 단백질을 질량분석 기법으로 전수 검사했다.
이를 통해 바이러스와 접촉해 상호작용한 숙주 세포 단백질의 12%에서 인산화 패턴이 달라진 걸 확인했다.
과학자들은 이런 변화를 일으켰을 가능성이 높은 복수의 키나아제도 발견했다.
EMBL- EBI의 그룹 리더인 페드루 벨트라우 박사는 "바이러스는 인간 세포 주기의 특정 포인트에서 세포 분열을 차단해, 계속해서 입자를 복제하기에 안정적이고 여유 있는 환경을 만든다"라고 설명했다.
주목할 대목은, 이들 키나아제 가운데 일부는 이미 표적 약물이 개발돼 있다는 것이다. 연구팀은 이들 약물의 항바이러스 효과를 서둘러 테스트하도록 임상 연구자들에게 의뢰했다.
코로나19 환자 가운데 일부는 과도한 면역 반응과 함께 심한 염증을 일으킨다. 이런 환자는 먼저 바이러스의 복제를 중단시킨 뒤 염증을 치료하는 게 이상적이다.
따라서 이번에 찾아낸 키나아제를 표적으로 개발된 약물은, 코로나19 등의 염증 치료에 유력한 해법이 될 수 있다고 연구팀은 강조한다.
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