과학기술
자연계의 많은 물질들은 외부의 특별한 도움이나 간섭 없이도 스스로 구조를 만들어나간다.
우리 몸을 구성하고 있는 단백질의 경우 스스로 조립해 다양한 구조를 만들면서 단백질의 역할을 하고 있다.
이런 현상을 ‘자기조립(self-assembly)’이라고 하는데 과학자들이 이 원리를 이용해 코로나19를 유발하는 신종 바이러스(SARS-CoV-2)를 퇴치하는 데 있어 막대한 잠재력을 지닐 것으로 예상되는 백신을 개발하고 있다.
스스로 조립해 다양한 구조를 만드는 단백질의 특성을 활용해 강력한 효능의 코로나19 백신이 개발되고 있다. 동물 실험 결과 코로나19 완치자에 비해 10배에 달하는 항체를 생산하는 것으로 확인됐다. ⓒ게티이미지
2개 제약사 통해 최종 개발 단계 진입
3일 ‘사이언스 데일리’에 따르면 워싱턴 의대에서는 자기조립 단백질 나노입자로 백신을 개발 중이다.
최근 동물(쥐) 실험 결과에서는 이 나노입자를 통해 코로나19에서 회복된 사람들과 비교해 약 10배에 달하는 바이러스 중화 항체(virus-neutralizing antibody)를 생산하고 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
이 후보 백신은 현재 치료제를 개발 중인 2개 제약사로 옮겨져 사람을 대상으로 한 실험 단계를 준비 중이다. 제약사는 미국 생명공학 기업인 ‘Icosavax, Inc.’로 미 식품의약국(FDA)의 우수 의약품 관리 기준에 따라 실험을 진행하고 있는 중이다.
관계자들은 이 백신이 완성될 경우 코로나19를 퇴치하는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 보고 있다.
논문은 최근 생명과학 저널 ‘셀(Cell)’ 지에 게재됐다. 제목은 ‘Elicitation of potent neutralizing antibody responses by designed protein nanoparticle vaccines for SARS-CoV-2’이다.
신종 바이러스가 인체 세포에 침투할 때 바이러스 표면에 돌기처럼 솟아 있는 ‘스파이크 단백질’이 중요한 역할을 한다.
세포 표면에 있는 특정 단백질에 달라붙어 유전자가 침투할 수 있는 길을 열어주기 때문이다. 최근 개발되고 있는 백신 중 대다수는 이 스파이크 단백질을 타깃해 면역 효과를 검증하고 있는 중이다.
인체 내에 신종 바이러스가 침투하지 않았지만 바이러스가 침투한 것처럼 착각하게 만든 후 스파이크 단백질이 활동을 시작하게 되면 어떻게 대응할지 사전 훈련을 시키는 것을 목표로 하고 있다.
연구 결과에 따르면 자기조립된 단백질 백신 나노입자를 주입했을 때 항체를 만드는 B세포의 활동이 특히 활발해지는 것으로 나타났다. 세포 내 침투 능력을 무력화하는 중화 항체 생성을 강력하게 촉진하고 있는 것으로 나타났다.
효능 높지만 생산 과정은 더 간편해
세계보건기구(WHO)에 따르면 현재 196건의 코로나19 백신 연구가 진행되고 있는 중이다.
그중 42건은 사람을 대상으로 한 임상시험을 진행하고 있으며, 8건은 최종 단계인 임상 3상을 진행하고 있는 중이다.
백신 후보 물질은 수백 개에 이른다. 후보 백신 대다수는 복잡한 제조과정을 거쳐야 하고 많은 양의 약물을 투여해야 하며, 수송과 보관을 위해서는 철저한 저온 유지망(cold chain)을 유지해야 한다.
그런 만큼 이들 백신을 세계 전역에서 접종할 경우 수요량에 맞춘 생산 차질이 우려되고 있다. 또한 경우에 따라서는 수차례 접종해야 하는 사례가 발생할 수 있으며, 백신 운송‧보관의 어려움은 세계적인 백신 보급에 난제로 부상할 수 있다.
이에 워싱턴대 의대 연구팀은 자기조립 단백질 나노입자 백신을 사용할 경우 이런 문제들을 해소할 수 있다고 말했다.
연구를 이끈 워싱턴대 의대 알렉산드라 월스(Alexandra Walls) 교수는 “생산과정이 간편한 데다 적은 양의 약물로 백신 효능이 가능하고, 냉동 상태가 아니더라도 보관이 가능하다.”고 설명했다.
연구팀은 이 후보 백신 개발을 위해 자체적으로 개발한 구조적 기반(structure-based)의 백신 설계 기술을 적용했다.
닐 킹(Neil King) 교수는 “실험을 통해 자기조립 단백질 나노입자가 면역세포를 대상으로 사전에 복제한 신종 바이러스의 스파이크 단백질 결합부위(RBD)를 약 60회 시현하고 있음을 확인할 수 있었다.”고 말했다.
이를 인체에 침투한 항원으로 여기는 세포들은 스파이크 단백질에 대한 대응을 거쳐 실제로 신종 바이러스가 침투했을 때 위력을 발휘하게 된다.
최근 코로나19 백신 개발은 막바지 단계에 도달한 것으로 관측되고 있다. 미국의 경우 올해 안에 백신 4종이 임상시험을 완료할 수 있을 것으로 기대되고 있으며, 영국‧중국‧러시아 등 다른 국가들 역시 최종 시험을 서두르고 있다.
그러나 백신 효능 면에서 이처럼 강력한 약물이 제시되기는 이번이 처음이다. 다른 백신에 비해 늦게 개발이 되고 있지만 백신 세계화를 위해 필요한 특성을 지니고 있어 의료계 등으로부터 깊은 관심을 불러일으키고 있다.
(6290)
- 이강봉 객원기자
- aacc409@hanmail.net
- 저작권자 2020.11.04 ⓒ ScienceTimes
관련기사
목록 보기전체 댓글 (0)
로그인후 이용 가능합니다.
-
적색초거성 ‘베텔게우스’ 표면 일부 날아가는 대폭발 겪어
광도(밝기)가 급격히 떨어졌던 오리온자리의 가장 밝은 α별인 적색초거성 '베텔게우스'가 별의 표면인 광구(光球)의 일부가 대형 폭발로 날아가는 '표면질량분출'(SME)을 겪고 서서히 회복 중이라는 연구 결과가 나왔다. 베텔게우스의 SME는 태양의 바깥 대기에서 플라스마를 대량 방출하는 '코로나질량분출'(CME)의 약 4천억 배에 달하는 관측 사상 전례가 없는 것으로 제시됐다.
-
KAIST “콜레스테롤 치료제 로미타피드, 항암효과도 있어”
한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 김세윤 교수 연구팀이 가족성 고콜레스테롤혈증 체료제인 '로미타피드'가 항암 효과까지 있음을 확인했다고 12일 밝혔다. 연구팀은 인공지능에 기반한 약물 가상 스크리닝 기술을 이용해 이런 성과를 냈다. 기존 약물의 새로운 적응증을 찾는 약물 재창출은 신약 개발에 투입되는 시간과 비용을 크게 줄이지만, 모든 약물을 실험적으로 검증하기에는 시간과 비용이 많이 드는 어려움이 있다.
-
화성 적도 인근 지하에 기대와 달리 물 흔적 없어
화성 지질탐사선 '인사이트'(InSight)호가 착륙한 적도 인근 지하에 기대와 달리 물의 흔적이 없는 것으로 나타났다. 미국 샌디에이고 캘리포니아대학에 따르면 이 대학 '스크립스 해양학연구소' 지구물리학자 바샨 라이트 박사가 이끄는 연구팀은 인사이트호가 '화진'(Marsquake)을 통해 수집한 지진파 자료를 분석해 얻은 결과를 '지구물리학 연구 회보'(Geophysical Research Letters)에 발표했다.
-
나이 들면 심장병 위험이 커지는 진짜 이유
국내 질병 사망 1위는 암이다. 하지만 세계적으로는 심혈관 질환이 압도적인 1위다. 국내에서도 평균 수명이 늘고 생활 습관이 서구화하면서 심혈관 질환 환자가 상당히 빠르게 증가하고 있다. 심혈관 질환은 대략 심근경색, 협심증, 동맥경화, 고혈압, 부정맥, 선천성 심장병 등 6가지다. 과학자들은 심혈관 질환을 일종의 노화 질환으로 본다. 보통 혈압과 콜레스테롤 수치가 높으면 심혈관 질환 위험도 커지는 것으로 알고 있다.
-
국내 연구진, 2∼3개월 후 미세먼지 농도 예측 기법 개발
국내 연구진이 2∼3개월 후 미세먼지 농도를 예측할 수 있는 기법을 개발했다. 16일 지스트에 따르면 지스트 윤진호 교수, 전남대 정지훈 교수, 서울대 김상우 교수, 국립환경과학원 연구진 등이 참여한 연구팀은 기후 예측 모델에서 생산되는 기후전망 정보 통계를 활용해 장기 미세먼지 농도를 예측할 수 있게 됐다.
-
“채식 여성, 고관절 골절 위험↑”
채식 다이어트가 고관절 골절 위험과 연관이 있을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 고관절 골절은 허벅지 뼈(대퇴골)의 위쪽 끝(골두)이나 목 부분(경부)에서 발생하는 골절로 주로 노인들의 낙상이 원인으로 회복이 매우 어렵다. 영국 리즈(Leeds) 대학 식품과학·영양학 대학의 제임스 웹스터 영양역학 교수 연구팀이 35~69세 여성 2만6천318명을 대상으로 거의 20년에 걸쳐 진행된 '여성 코호트 연구'(Women's Cohort Study) 자료를 분석한 결과 이 같은 사실이 밝혀졌다고 의학 뉴스 포털 메드페이지 투데이(MedPage Today)와 메디컬 익스프레스(MedicalXpress)가 11일 보도했다.
-
쓰레기 매립지는 메탄 ‘슈퍼 배출원’…기존 추정치 1.4∼2.6배
쓰레기 매립지에서 음식물 쓰레기 등이 썩으면서 내뿜는 온실가스인 메탄이 지금까지 매립지 규모와 부패율 등을 토대로 추정해온 것보다 훨씬 더 많은 것으로 나타났다. 로이터통신 등 외신에 따르면 네덜란드 우주연구소 대기과학자 요아네스 마사커스가 이끄는 연구팀은 인도 뭄바이를 비롯한 4개 도시의 첨단위성 자료를 분석한 결과, 2018∼2019년 쓰레기 매립지의 메탄 배출량이 이전 추정치의 1.4∼2.6배에 달했다고 과학저널 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에 발표했다.