“코로나 백신이 몸속에서 정확히 어떻게 작동하는지는 아무도 몰랐죠. 이번에야 퍼즐 한 조각이 맞춰진 겁니다.”

4일 과학기술정보통신부가 공개한 연구 결과는 바이오 과학계에 큰 파장을 던졌다.

김빛내리 기초과학연구원(IBS) RNA 연구단장 연구팀이 코로나 백신에 사용된 mRNA의 작동 과정을 세계 최초로 규명했다고 밝힌 것이다.

그동안 효능만 믿고 쓰이던 기술에 대한 원리를 직접 들여다본 것은 이번이 처음이다.

이 연구는 mRNA 백신의 안전성과 효과를 높이는 데 결정적인 단서를 제공할 것으로 기대된다.

‘mRNA 백신’은 코로나 백신인 화이자와 모더나를 통해 대중화되며 널리 알려졌다.

mRNA는 일종의 단백질 생산 설계도로, 이 설계도를 세포에 넣으면 세포는 거기에 맞춰 특정 단백질을 만든다. 그런데 설계도를 세포에 넣는 일이 말처럼 쉽지 않다.

김빛내리 단장 연구팀은 유전자 가위인 ‘크리스퍼’를 이용해 약 2만 개에 달하는 유전자를 하나씩 제거하며 실험했다.

그 결과, ‘황산 헤파란’이라는 당단백질이 mRNA를 세포 안으로 데려오는 데 중요한 역할을 한다는 사실이 드러났다.

하지만 모든 mRNA가 무사히 작동하는 것은 아니다. 우리 몸은 외부에서 들어온 mRNA를 침입자로 판단해 제거하려 한다.

이때 등장하는 것이 ‘TRIM25’라는 단백질이다. TRIM25는 바이러스나 외부 RNA를 감지해 잘라내는 역할을 한다.

연구진은 이 단백질이 mRNA가 담긴 소포체가 터질 때 나오는 ‘양성자 이온’에 반응해 활성화된다는 사실도 새롭게 발견했다.

암 백신 등 치료제에 확장 기대

이번 연구는 단순히 코로나 백신에 국한되지 않는다.

연구팀은 “mRNA를 안정적으로 전달하고 분해를 피할 수 있는 방법을 알게 된 만큼, 향후 다양한 치료제와 백신 개발에 중요한 기반이 될 수 있다”고 설명했다.

김빛내리 단장은 “mRNA가 어떻게 작동하고, 어떤 조건에서 제거되는지를 알게 됨으로써 약물의 양을 줄이면서도 더 안전한 백신과 치료제를 개발할 수 있게 됐다”며 “이해의 폭이 넓어질수록 RNA 기술이 적용될 분야도 무궁무진하게 확장될 것”이라고 강조했다.

이번 연구는 국제학술지 ‘사이언스’ 4월 4일자 온라인판에 실렸으며, RNA 기반 신약과 면역 치료 플랫폼을 한층 업그레이드할 수 있는 이정표로 평가된다.

단순히 ‘잘 들었다’에서 ‘왜 잘 듣는가’로 나아간 이번 발견은, 백신과 치료제 개발의 새로운 전기를 여는 전환점이 될 것으로 보인다.

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