코로나 유전자분석

신종 코로나바이러스(코로나19)의 RNA 전사체를 세계 최초로 분석

 

중국 상하이 공중보건임상센터 등이 1월 사스코로나바이러스2의 DNA유전체 정보를 처음 공개했지만 해당 정보로는 유전자 위치를 정확히 알 수 없었다. 김빛내리 교수 공동연구팀의 연구로 코로나19를 유발하는 바이러스 유전자의 정확한 위치를 확인하게 됐다. 사스코로나바이러스-2 유전자의 복잡한 비밀을 풀 지도를 확보한 셈이다. 
  

 

1969년생인 김 교수는 2004년 서울대 생명과학부 조교수가 된 이후 2006년 마크로젠 여성과학자상, 2007년 여성 과학자의 노벨상으로 불리는 로레알 유네스코 여성과학자상 등을 수상했다

 

한국의 대표적인 노벨상 후보로 꼽히는 김빛내리(51) 서울대 생명과학부 교수 공동연구팀이 세계 최초로 신형 코로나바이러스(코로나 19)의 RNA 전사체를 분석·공개했다. 향후 고정밀 진단 시약 개발 및 코로나바이러스 치료제 개발에 결정적인 기여를 할 것으로 기대된다. 

 

전자현미경으로 본 신종 코로나바이러스

  
바이러스에 의해 생성된 모든 RNA 전사체 분석, 바이러스의 숨겨진 비밀을 드러내는 지도, 고정밀 진단 키트 및 치료제 개발에 기여, 계산생물학자 장혜식 교수의 공헌이 결정적이다. 장혜식 교수는 지난달 16일 바이오아카이브에 완벽한 전사체와 후성전사체 지도를 세계 최초로 올린 학자이다. 학부에서 컴퓨터과학을 전공했으며, 빅데이터 분석에 사용되는 프로그래밍 언어인 파이썬 개발의 주역 중 한 사람이다. 장혜식교수는 자신의 전공을 이용해 통상 6개월 걸릴 이번 RNA전사체 분석을 3주만에 끝냈다. 이처럼 짧은기간안에 전사체 분석을 마무리함으로써, 코로나 바이러스의 치료제에 대한 연구는 더욱 가속화 될것으로 예상된다.

 

코로나19의 전파 원리

기초과학연구원(IBS)은 9일 RNA 연구팀을 이끌고 있는 김빛내리 교수와 장혜식(40) 생명과학부 교수 연구팀이 사스코로나 바이러스-2(SARS-Cov2)의 고해상도 유전자 지도를 완성했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적인 국제 학술지인 셀 온라인판에 처음 실렸다.

 

노벨상 수상 후보로 해마다 거론되는 김빛내리 교수가 또 하나의 놀라운 성과를 거둔 것이다. 

 

코로나 바이러스는 DNA가 아니라 RNA 형태의 유전자를 가지고 있다. 연구팀은 바이러스 유전자의 정확한 위치를 찾아내는 한편 기존 분석법으로는 확인되지 않았던 RNA들을 찾고, 바이러스의 RNA에 최소 41곳의 화학적 변형이 일어나는 것을 발견해냈다. 

 

사스코로나바이러스2는 DNA가 아닌 RNA 형태의 유전자로 구성되며 숙주에 침투해 해당 세포에서 RNA를 복제하는 형태의 바이러스다. 그 하위 유전체는 바이러스 입자구조를 구성하는 여러 단백질을 합성해 복제된 유전자와 더불어 숙주세포 속에서 바이러스 완성체를 이루게 되는것을 확인했다. 이것이 세포를 탈출하면 새로운 세포를 감염시키는 방식으로 확산되는 것이다. 

 

 

연구팀은 나노포어 직접 RNA 시퀀싱 등 두 종류의 차세대 염기서열 분석법을 활용해 사스코로나바이러스-2 바이러스의 유전체와 숙주세포로 침투해 생산한 RNA전사체를 모두 분석했으며, 2만9천900개의 유전정보가 담긴 코로나19 바이러스의 유전체 RNA를 절단하지 않고도 통째로 분석하는 방법을 찾아냈다고 밝혔다. RNA전사체를 분석함으로써 바이러스 유전자의 정확한 위치를 찾아내는 한편, 숨겨져 있던 RNA들과 여러 가지 RNA의 변형을 발견했다. 또한 바이러스의 전사체(세포 안에서 생산된 RNA)가 어떻게 구성되어 있는지 이해할 수 있게 됐다. 사스코로나바이러스-2의 복잡하면서도 숨겨진 비밀들을 밝혀주는 지도를 제시한 셈이다. 유전체와 전사체에 대한 빅데이터를 생산하여 후속 연구를 위한 다양한 정보 또한 제공했다.

 

 

기초과학연구원(IBS)이 전 세계를 공포로 몰아넣은 신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19)의 비밀을 풀어내는 쾌거를 이뤄냄으로써, 코로나19의 RNA전사체의 비밀을 풀어낸 IBS의 성취는 향후 코로나19 치료제 개발에 크게 기여할 뿐만 아니라 우리나라가 염원해온 노벨상 수상에도 한 발짝 더 다가가도록 한 것으로 분석돼 더욱 주목된다. 또한, 김빛내리 교수는 새로 발견된 RNA 유전체가 바이러스 복제와 면역 반응에 중요한 역할을 하는지 확인하기 위해 RNA 변형을 연구해야 한다며 이번 연구가 바이러스를 보다 효과적으로 퇴치하기위한 진단 및 치료법 개발에 기여할 것이라고 확신한다고 밝혔다.

 

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