[KOSEN 동향] 코로나 바이러스와 사람 세포 간의 상호작용에 대한 새로운 연구결과

코로나 바이러스와 사람 세포 간의 상호작용에 대한 새로운 연구결과

Mechanism discovered how the coronavirus hijacks the cell


스위스 취리히 연방공과대학 (ETH Zurich)과 베른대학 (University of Bern)의 연구진은 코로나 바이러스가 자체 복제를 위해 인간 세포를 어떻게 조작하는지에 대한 새로운 메커니즘을 발견했다. 이 연구결과는 코로나 바이러스에 대한 약물 및 백신 개발에 도움을 줄 수 있을 것이다.


해적이 배를 납치하는 것처럼 바이러스는 감염된 세포를 통제한다. 모든 바이러스는 증식을 위해 인간 세포의 분자 역학과 자원을 갈취한다. COVID-19 대유행의 원인인 SARS-CoV-2도 이와 같은 행동을 보인다. 이번 연구진은 코로나 바이러스에 의해서 감염된 세포가 어떻게 바이러스성 단백질을 생산하는지에 대한 새로운 메커니즘을 발견했다. 이 메커니즘에 따르면, 감염된 세포는 자신의 단백질 생산을 크게 감소시키고 거의 바이러스성 단백질만을 생산한다. 이것은 신종 바이러스의 생성을 촉진하고 코로나 감염에 대한 면역 반응을 억제한다.


SARS-COV-2에 감염되면, 코로나 바이러스는 인간 세포에 들어간 후에 바이러스 단백질인 NSP1을 생성한다. NSP1은 세포 자체의 단백질 생산을 억제한다고 다른 코로나 바이러스 연구로 이미 알려져 있지만, 이것은 어떻게 발생하는지는 아직 명확하지 알고 있지 않다. 이번 연구진은 NSP1이 세포 단백질 생산을 어떻게 억제하는지에 대한 새로운 결과를 발견했다.


리보솜은 단백질을 생산하는 세포 기계이다. 리보솜은 단백질에 대한 메신저 RNA를 판독해서 해당 순서대로 아미노산을 조립한다. 판독하는 동안에, 메신저 RNA는 리보솜의 채널을 통과한다. 이번 연구진은 NSP1이 채널과 결합되어 리보솜을 차단한다는 것을 발견했다. 극저온 전자 현미경을 사용해서 리보솜 채널과 NSP1이 결합되어 있는 것을 발견했다. 이 연구결과는 리보솜 기능을 방해하지 않으면서 NSP1 결합을 방지할 수 있는 약물을 설계하는데 중요한 역할을 할 것이다. NSP1이 리보솜과 더 이상 상호작용할 수 없다면, 이것은 바이러스 복제를 중지할 수 있는 세포 방어 시스템을 활성화시킬 수 있다.


이번 연구진은 생화학 및 세포 실험을 통해서 NSP1만으로도 단백질 생산을 억제하는데 충분하다는 것을 보여주었다. NSP1의 결합 방식을 변화시킴으로써 억제 효과를 잃어버린 변형된 NSP1 변이체를 생산할 수 있었다. 비활성 NSP1 단백질을 가진 SARS-CoV-2 바이러스는 더 이상 심각한 질병을 유발할 수 없도록 약화될 것이다. 이렇게 약화된 바이러스는 잠재적으로 백신으로 사용될 수 있을 것이다.


이번 연구진은 NSP1에 의한 리보솜 기능 억제에도 불구하고 바이러스성 단백질이 대량으로 생산되는 원인을 조사했다. 원인은 바이러스 RNA가 세포 메신저 RNA에 비해 리보솜에 의해 매우 효율적으로 판독되기 때문이다. NSP1에 의해 리보솜이 차단됨으로써 기능성 리보솜은 희소해지고 바이러스 RNA가 세포의 전체 RNA의 거의 절반을 차지한다.


이 연구는 코로나 바이러스의 백신 및 치료제를 개발하는데도 중요할 뿐만 아니라 향후에 발생될 다른 전염병 예방에도 중요한 역할을 할 것이다. 


관련연구자: Katharina Schubert

관련기관: ETH Zurich

과학기술분류: 생명과학

본문키워드(한글): 코로나, 백신

본문키워드(영문): corona, vaccine

원문언어: 영어

국가: 스위스

원문출판일: 2020-09-09

출처: https://phys.org/news/2020-09-mechanism-coronavirus-hijacks-cell.html