"RNA 유전자 가위로 코로나19 바이러스 증식 99.9% 차단"

카이스트·전북대와 협업 성과…코로나19 바이러스 급소 '슈도낫' 타깃

RNA 유전자 가위 기반의 코로나19 바이러스 유전체 표적 전략[사진=카이스트]

카이스트가 전북대와 RNA 유전자 가위 기술을 활용해 코로나19 바이러스 증식을 억제할 수 있는 효과를 입증했다. 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)는 변이가 매우 빈번하고 빠른 RNA 바이러스의 일종이다.

1일 카이스트에 따르면 허원도 생명과학과 교수 연구팀과 강상민 전북대 교수 연구팀은 RNA 유전자 가위 기술로 RNA 바이러스 유전체 내 슈도낫 부위를 타깃, 바이러스 증식을 차단할 수 있는 핵심 부위를 발견했다. 또한 허 교수 연구팀이 이를 기반으로 전북대 인수공통감염병 연구소와 협업한 결과 동물 모델에서 코로나19 치료 효과를 입증했다.

이번 연구에는 카이스트 자연과학연구소 유다슬이 연구조교수, 전북대 한희정 박사과정, 카이스트 생명과학과 유정혜 박사과정, 카이스트 생명과학과 김지혜 선임연구원이 공동 제 1저자로 참여했다. 카이스트 코로나대응 과학기술뉴딜사업과 보건복지부 감염병 예방 치료기술개발 사업의 지원을 받아 연구를 수행했다. 관련 연구 논문은 국제 학술지 '몰레큘러 테라피'에 지난 3월 21일자로 온라인 출판됐다.

SARS-CoV-2는 세포 내 감염 후 빠른 속도로 바이러스 단백질을 복제·증식해 숙주 세포의 기능을 망가뜨린다. 연구팀은 RNA 유전자 가위 기술로 코로나19 바이러스 내 유전자 발현 조절 중추 역할을 하는 슈도낫 부위를 잘라냈다. 이는 99.9%의 바이러스 증식 억제 효과가 있다고 입증했다. 슈도낫 부위가 코로나19 바이러스의 가장 취약한 급소임을 보여주는 결과기도 하다.

본 기술은 메신저RNA(mRNA) 기반 유전자 치료제를 전달하는 방식이다. DNA 기반 유전자 치료제에 비해 전달 효율이 높고 치료제 발현 시간도 빠르다. 이를 통해 감염 세포에 2시간 이내, 감염 동물에 6시간 이내에 RNA 유전자 가위 기술 발현을 유도할 수 있었다는 게 카이스트 측의 설명이다.

슈도낫 부위는 메르스(MERS)·SARS-CoV 유전체 내에서 보존성이 높은 염기서열을 가졌다. SARS-CoV-2 변이체인 알파·베타·감마·델타·오미크론 모두에서 동일한 염기서열을 가졌다. 카이스트 연구진은 전북대 인수공통연구소와 공동으로 SARS-CoV-2 (Hu-1) 뿐 아니라 변이체 증식도 효과적으로 억제, 해당 기술의 범용성을 증명했다. SARS-CoV-2 감염 쥐 모델에 해당 치료제 기술이 투여된 쥐에서 코로나19 치료 효과를 입증했다.

허원도 교수는 "mRNA 백신으로 인류가 빠르게 팬데믹을 극복했듯 mRNA 치료제 개발로 미래에 출현할 바이러스 감염병에 신속한 대응을 하도록 본 기술을 발전시키겠다"고 말했다.