코로나바이러스가 짧은 시간 안에 빠르게 확산하는 원리를 국내 연구진이 밝혀냈다.

한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 이광록 교수 연구팀이 사스코로나바이러스의 헬리케이스(나선효소·DNA나 RNA의 이중나선을 풀어주는 효소)인 'nsp13 단백질'이 사스코로나바이러스의 유전물질인 리보핵산(RNA) 복제를 촉진한다는 것을 규명했다고 17일 밝혔다.

코로나바이러스로 인한 감염병은 2003년 사스(SARS), 2015년 메르스(MERS), 2019년 신종 코로나바이러스 감염병(코로나19) 등으로 지속해 발생하고 있다. 그동안 코로나19의 백신 개발 등에 대한 연구는 있었지만, 인체에 감염된 뒤 짧은 시간 안에 급격히 복제돼 빠르게 전염되는 원리에 대해서는 정확히 알려지지 않았다.

nsp13은 우선 디옥시리보핵산(DNA)이나 RNA와 같은 이중 가닥 핵산을 단일 가닥으로 풀어줌으로써 복제나 전사 과정을 촉진한다. 연구팀은 nsp13이 헬리케이스 역할을 할 뿐만 아니라 샤페론(단백질이 3차원으로 올바로 접히도록 하고, 잘못 접힌 단백질의 응집을 막아 제 기능을 할 수 있도록 돕는 역할을 하는 단백질) 활성을 통해 잘못된 RNA를 교정하는 방법으로 세포 내 RNA 대사 과정을 돕는다는 사실을 확인했다.

nsp13은 우선 인산 3개를 가진 고에너지 인산염 '아데노신 삼인산'(ATP)을 분해해 나온 에너지를 이용해 유전물질인 RNA의 꼬인 구조를 풀어준다. 이 과정에서 부산물로 인산 2개 구조의 '아데노신 이인산'(ADP)이 만들어진다. 이때 생성된 ADP와 nsp13이 재결합하게 되면 nsp13의 샤페론 기능을 활성화해 RNA 이차구조를 추가로 불안정화하게 만든다는 사실을 알아냈다.

결과적으로 헬리케이스 활성과 샤페론 활성이 동시에 일어나 RNA 복제를 촉진하게 되는 새로운 작용 원리를 규명했다.

이광록 교수는 "사스코로나바이러스의 다양한 변이에 대응할 효과적인 치료제와 백신 개발에 기여할 것"이라고 연구 의의를 밝혔다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '핵산 연구' (Nucleic Acids Research) 지난달 29일 자 온라인판에 실렸다.