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과연 노벨상 후보…김빛내리 코로나19 치료제 열쇠 찾았다

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장혜식 교수와 연구, 세계 첫 성과

코로나 RNA 전사체 최초로 분석

고해상도 유전자 지도 완성 발표

김 “새 치료제 개발에 기여할 것”

중앙일보

코로나19의 원인병원체인 사스코로나바이러스-2의 RNA 전사체를 세계 최초로 분석한 공동연구팀의 김빛내리(왼쪽)·장혜식 서울대 생명과학부 교수. 이번 연구는 계산생물학자인 장 교수의 기여가 결정적이었다. 장 교수는 제11회 홍진기 창조인상 과학부문 수상자다. 변선구 기자

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국내 과학계에서 노벨상 수상자 후보로 꼽히는 김빛내리(51) 서울대 생명과학부 교수가 이끄는 공동 연구팀이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 RNA 전사체를 세계 최초로 분석해 내는 성과를 올렸다. 향후 코로나 바이러스의 고정밀 진단시약과 치료제 개발에 결정적 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

기초과학연구원(IBS)은 RNA 연구단을 이끄는 김빛내리 교수와 장혜식 생명과학부 교수(40·IBS 연구위원 겸임) 연구팀이 질병관리본부와 공동 연구로 코로나19의 원인병원체인 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 고해상도 유전자 지도를 완성했다고 9일 밝혔다. 연구결과는 이날 세계적 학술지 셀의 온라인판에 우선 게재됐다.

연구팀은 차세대 염기서열 분석법을 활용해 사스코로나바이러스-2 바이러스의 유전체와 숙주세포로 침투해 생산한 RNA전사체를 모두 분석했다. 이로써 바이러스 유전자의 정확한 위치를 찾아내는 한편, 숨겨져 있던 RNA들과 여러 가지 RNA의 변형도 발견했다. 또 바이러스의 전사체(세포 안에서 생산된 RNA)가 어떻게 구성되어 있는지 이해할 수 있게 됐다. 사스코로나바이러스-2의 복잡하면서도 숨겨진 비밀들을 밝혀주는 지도를 제시한 셈이다.

사스코로나바이러스-2는 RNA 형태의 유전자를 지니고 있다. 바이러스는 숙주세포에 침투해 유전정보가 담긴 RNA를 복제하는 한편, 유전체RNA를 바탕으로 다양한 하위 유전체RNA를 만들어낸다. 이 하위 유전체는 스파이크와 외피 등 바이러스 입자 구조를 구성하는 여러 단백질을 합성하며, 복제된 유전자와 함께 숙주세포 안에서 바이러스 완성체를 이룬다. 이후 세포를 탈출해 새로운 세포를 감염시킨다.

지난 1월 중국 상하이 공중 보건 임상센터 등을 통해 사스코로나바이러스-2의 DNA 유전체 정보가 처음 공개되면서 이를 바탕으로 DNA 기반 진단키트가 개발됐지만, 유전체RNA 정보를 기반으로 유전자 위치를 예측하는 수준에 머물렀다. 김 단장 연구팀은 이번 연구에서 유전체RNA로부터 생산되는 하위유전체 RNA를 실험적으로 규명하는 한편, 각 전사체의 유전정보를 모두 분석해 유전체RNA 상에 유전자들이 어디에 위치하는지 정확하게 찾아냈다.

김빛내리 단장은 “이번 연구는 사스코로나바이러스-2에 대한 풍부한 정보와 세밀한 지도를 통해 바이러스의 증식원리를 이해하고 이를 바탕으로 향후 코로나 계열의 바이러스에 대한 더 정확한 진단키트와 새로운 치료제를 개발하는 데 기여할 것”이라고 말했다.

최준호 과학·미래 전문기자 joonho@joongang.co.kr

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