▲ 안티센스 올리고뉴클레오타이드 등을 통해 TIS-L의 기능을 저해함으로써 SARS-CoV-2 유전자 발현을 교란하여 바이러스의 감염성을 억제하려는 전략에 대한 모식도

한국연구재단은 25일 고려대 박만성, 김윤기, 서울대 백대현 교수 연구팀이 신종 코로나 바이러스감염증의 원인인 사스코로나바이러스-2(SARS -CoV-2)의 감염 후 시간에 따른 번역체 및 전사체의 양상을 측정한 고해상도의 지도를 제작했다고 밝혔다.
 
사스코로나바이러스-2는 스파이크 같은 특징적인 구조 단백질과유전체를 숙주에 퍼트리기 위한 복제 단백질 등에 대한 정보를 담은 12개의 유전자를 가지고 있다.
 
이들 유전자로부터 단백질을 만드는 중간과정인 전령RNA(mRNA)를 만드는 전사과정은 비교적 잘 알려진 반면 전령RNA로부터 단백질이 생성되는 번역과정은 많이 알려지지 않았다. 
 
감염 후 시간에 따른 숙주와 바이러스의 유전체 발현의 변화를 측정한 데이터도 부족해 병리학적 기전 이해에 어려움이 있었다.

연구팀은 사스코로나바이러스-2 감염 후 다양한 시간대에 걸쳐  인간 세포 및 바이러스 유전체의 번역 및 전사 양상을 측정하고 대규모 차세대 염기서열 분석 데이터를 얻는 데 성공했다.
  
나아가 이렇게 얻은 사스코로나바이러스-2 번역체 지도를 토대로 바이러스의 단백질 생성 효율을 조절하는 신규 인자를 발굴하고 TIS-L(translation initiation site located in the leader)이라 이름 지었다.
 
사스코로나바이러스-2 유전체의 리더 지역에 위치한 번역 시작 부위라는 의미를 담았다.

 연구팀은 TIS-L이 신종 코로나바이러스감염증 백신의 주요 표적인 스파이크 단백질을 비롯한 바이러스 단백질들의 번역 효율에 큰 영향을 미침을 실험적으로 검증했다. 

또한 인간 유전자의 발현 패턴 변화를 분석하여, 바이러스 감염 후 시간에 따라 서로 유사한 발현 양상을 보이는 유전자 집단을 탐지했다.
 
감염 초기에는 세포 스트레스와 관련한 유전자들이, 후기에는 면역 반응과 관련한 유전자들이 크게 반응함을 확인했다.

이번 연구결과는 사스코로나바이러스-2의 감염기작 및 병태생리의 이해를 돕는 한편 TIS-L을 표적으로 한 치료제 연구의 실마리가 될 것으로 기대된다.

이번 연구의 성과는 국제학술지 네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 8월 25일 게재되었다. (논문명 A high-resolution temporal atlas of the SARS-CoV-2 translatome and transcriptome)