드러나는 코로나19의 ‘전파’ 과정

5349개 신종 바이러스의 돌연변이 유전자 분석

코로나19를 유발하는 신종 바이러스(SARS-CoV-2)와 관련 유전자 연구가 활발하게 진행되고 있다.

지금까지 세계 62개국에서 발표된 유전자 관련 연구 논문이 5349여 건에 달하고 있다. 논문들이 공통적으로 지목하고 있는 것은 바이러스 유전자가 환경에 적응해 돌연변이를 이어가면서 견실한 힘을 발휘하고 있다는 것이다.

무엇보다 사람 세포에 침투할 때 중요한 역할을 하는 ‘스파이크 단백질(spike protein)’ 유전자에 두 차례에 걸쳐 변이가 있었던 것으로 나타나고 있다. 과학자들은 이 유전자 변이가 세포침투 과정에 영향을 미친 것으로 보고 있다.

그동안 발표된 5349여 건의 코로나19 신종 바이러스 유전자 관련 논문을 분석한 결과 다른 바이러스들처럼 신종 바이러스의 꾸준한 유전자 변이가 이루어지고 있으며, 전염 과정에서 중요한 역할을 하는 ‘스파이크 단백질’에서도 돌연변이가 발생한 것으로 나타났다. ⓒ Wikipedia

‘스파이크 단백질’에서도 유전자 변이 발견

과학자들은 유전자 변이와 유전자 변종을 구분하고 있다.

유전자가 변화해 생기는 돌연변이를 유전자 변이라고 하는데 바이러스들이 환경에 자연스럽게 적응해가는 과정이라고 보면 된다.

반면 유전자 변종은 과거 사스나 메르스, 지금의 코로나 바이러스처럼 과거에 볼 수 없었던 새로운 변종 바이러스가 탄생하는 것을 말한다. 의료진이 변종 바이러스에 대처하지 못해 지금처럼 팬데믹 사태를 몰고 올 수 있다.

그동안 런던 위생 열대 의학대학원(LSHTM, London School of Hygiene and Tropical Medicine) 연구진은 세계 62개국에서 발표한 5349개 신종 바이러스(SARS-CoV-2) 유전자 관련 논문을 분석해왔다.

그리고 최근 생명공학 논문 사전 게재 사이트인 ‘바이오 아카이브(BioRxiv)’에 게재했다. 논문 제목은 ‘Controlling the SARS-CoV-2 outbreak, insights from large scale whole genome sequences generated across the world’이다.

논문을 통해 신종 바이러스가 사람에 전염되는 과정에서 다른 바이러스들처럼 유전자 변이를 지속하고 있다고 밝혔다. 신종 바이러스의 돌연변이는 바이러스가 환경에 적응하는 자연스러운 과정이라는 것.

그러나 유전자 변이가 바이러스 확산에 있어 핵심적인 역할을 하는 ‘스파이크 단백질’에서도 유전자 변이가 발생하고 있다는 사실이 밝혀지고 있다고 말했다.

현재 개발 중인 백신과 치료제 대부분 이 ‘스파이크 단백질’을 표적으로 개발되고 있다. 이 단백질에 변이가 일어나고 있다는 것은 새로 개발되고 있는 의약품의 향방에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 말해주는 것이다.

“유전자 변이 상황 지속적으로 감시해야”

신종 바이러스를 확대해 보면 표면에 왕관 모양의 돌기들이 있는데 이 돌기들이 ‘스파이크 단백질’이다.

이 단백질을 지닌 신종 코로나바이러스는 사람 세포의 수용체(Receptor)에 결합해 세포 안으로 들어간다. 그리고 호흡기관을 중심으로 한 세포 속에서 왕성한 증식 활동을 함으로써 코로나19를 유발하게 된다.

과학자들은 5349개의 신종 바이러스의 유전자를 분석해 두 차례에 걸쳐 유전자 변이를 발견됐는데 첫 번째 유형은 788개에서, 두 번째 유형은 32개에서 발견됐다.

이번 메타 연구에 참여한 LSHTM의 전염병학자인 마틴 히버드(Martin Hibberd) 교수는 12일 언론과의 인터뷰를 통해 “‘스파이크 단백질’에 유전자변이에 대해 세계적인 감시가 필요하다.”고 말했다.

또한 히버드 교수는 “지금 유전자 변이가 미미하게 일어나고 있지만 속도가 빨라질 경우 ‘스파이크 단백질’을 타깃으로 현재 개발되고 있는 백신, 치료제 개발을 무용지물로 만들 수 있다.”는 것. 이에 히버든 교수는 “과학자들이 협력해 유전자 변이 상황을 지속적으로 감시할 필요가 있다.”고 말했다.

LSHTM 연구진은 코로나19를 유발한 신종 바이러스가 지난 2002년 발생한 사스(SARS)와 비교해 ‘스파이크 단백질’의 형태가 더 강력해 확산 속도가 이전보다 훨씬 더 빠른 것으로 보고 있다.

이에 따라 세계 각국 과학자들은 사스를 비롯한 다른 바이러스와 ‘스파이크 단백질’을 비교해 신종 바이러스의 전염 속도를 늦추고 면역력을 확보하는 것은 물론 환자 치료제로 활용하려는 노력을 기울이고 있다.

과학자들이 가장 우려하는 것은 ‘스파이크 단백질’의 돌연변이가 더 광범위하게(extensive) 일어나 신종 바이러스의 활동을 크게 변화시키는 것이다. 그렇게 될 경우 ‘스파이크 단백질’을 타깃으로 백신, 치료제를 개발해오던 연구 방향에 변화를 주어야 한다.

그럴 경우 모든 사람이 고대하고 있는 백신과 치료제 개발 기간이 지금보다 더 길어질 가능성이 있다. 특히 ‘스파이크 단백질’의 활동을 억제하는 데 초점을 맞추고 있는 항체 개발에 있어 큰 차질을 빚게 된다.

LSHTM의 히버드 교수는 그러나 ‘스파이크 단백질’의 돌연변이가 전염 과정에 어떤 영향을 미쳤는지 구체적인 내용은 아직 밝혀내지 못하고 있다고 밝혔다.

한편 과학자들은 그동안 각국에서 채취한 신종 바이러스를 대상으로 유전자 분석을 진행해왔다. 그리고 최근 유형에 따라 바이러스를 분류하고 있다.

(3663)

뉴스레터 구독신청
태그(Tag)

전체 댓글 (0)

과학백과사전