국내서 ‘코로나 백신 작동원리’ 첫 규명

김빛내리 단장 이끄는 IBS 연구진
mRNA 백신 효능·안정 요인 밝혀

국내 연구진이 새로운 치료 플랫폼으로 각광받는 mRNA(전령 리보핵산) 백신을 더 효과적이고 안정적으로 개발할 수 있는 단초를 밝혀냈다.

과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(사진) 단장이 이끄는 연구진이 mRNA 백신의 세포 내 전달·분해를 제어하는 단백질군을 찾아내고 그 작동원리를 최초로 규명했다고 4일 밝혔다. 이 연구 결과는 최고 권위 학술지 사이언스에 이날 온라인 게재됐다.

코로나19 백신으로 대표되는 mRNA 기반 기술은 성장 잠재력이 크지만 치료용 RNA가 체내에서 어떻게 작동·조절되는지 구체적인 기작은 충분히 알려지지 않았다. 또 N1-메틸수도유리딘 변형 염기는 코로나19 백신을 포함해 mRNA 백신의 효능 향상을 이끌었지만 무엇이 효능을 높였는지 분명치 않았다.

IBS 연구진은 mRNA를 제어하는 세포 내 인자들을 찾기 위해 유전자 가위로 유전자를 개별적으로 제거하며 연구했다. 그 결과 mRNA가 세포 내로 전달·유입되는 데 필요한 핵심 단백질 인자들과 조절 경로를 밝혀냈다. 연구진에 따르면 세포막 표면에 있는 황산 헤파란이 mRNA를 감싼 지질나노입자가 세포 내 소포체로 들어갈 수 있도록 촉진했다. 또 양성자 이온 펌프인 V형 ATP 가수분해효소(V-ATPase)는 소포체 막을 일시적으로 파열시켜 mRNA가 단백질로 발현할 수 있게 도왔다.

연구진은 또 외부 RNA의 침입을 경고하는 양성자 이온이 N1-메틸수도유리딘 변형 염기에는 결합력이 현저히 감소해 mRNA를 절단·분해하지 못한다는 사실도 발견했다. 코로나19 mRNA 백신의 효능과 안정성을 향상시킬 수 있었던 요인과 원리를 이해하게 된 것이다.

송은아 기자 [e-mail]