호주 과학자들은 최근 광견병 바이러스가 어떻게 인간 세포를 성공적으로 "탈취"하는지 처음으로 밝혔습니다. 이번 혁신으로 새로운 항바이러스제와 백신 개발의 초석이 마련될 것으로 기대된다. 모나쉬 대학교와 멜버른 대학교가 이끄는 연구팀은 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 광견병 바이러스가 아주 적은 수의 단백질만 생산하지만 세포 내의 많은 주요 활동을 조절할 수 있다는 논문을 발표했습니다.
전문가들은 니파 바이러스, 에볼라 바이러스 등 고위험 바이러스에도 동일한 메커니즘이 악용될 수 있다고 보고 있다. 확인되면 일반적인 바이러스 전략을 차단하는 약물 개발이 가능해집니다.
공초점 현미경으로 관찰한 인간 세포의 이미지는 광견병 바이러스 P3 단백질(녹색)이 세포 핵(파란색)에서 물방울 모양의 구조를 형성하고 핵소체에 위치하며 세포의 구조적 뼈대인 미세소관(빨간색)과 결합하여 다발 모양의 구조를 형성한다는 것을 보여줍니다. 이미지 출처: Stephen Rawlinson, Monash University
이번 연구의 공동 저자이자 모나쉬 생물의학발굴연구소(BDI)의 바이러스 병인 연구소장인 모슬리 부교수는 "광견병과 같은 바이러스가 치명적인 이유는 이들이 감염된 세포의 많은 생명 활동을 완전히 장악할 수 있기 때문"이라고 강조했습니다. 예를 들어 단백질 제조 메커니즘을 가로채고, 세포 내 정보 전달 '우편 시스템'을 방해하고, 심지어 신체의 안전을 보호해야 하는 방어 메커니즘을 차단하는 것까지 가능합니다."
"과학자들은 항상 의아해했습니다. 바이러스가 어떻게 그렇게 적은 유전자로 그렇게 복잡한 제어를 달성할 수 있습니까? 예를 들어, 광견병 바이러스에는 약 5개의 단백질만 있는 반면 인간 세포에는 20,000개 이상의 단백질이 있습니다."
논문의 공동 제1저자인 BDI Mosley Laboratory의 Rawlinson 박사는 아주 적은 수의 바이러스 단백질이 어떻게 그렇게 많은 작업을 수행할 수 있는지 이해하면 감염에 개입하는 새로운 방법을 찾는 데 도움이 될 것이라고 말했습니다. "우리의 연구가 답을 제시합니다. 우리는 광견병 바이러스의 핵심 단백질인 P 단백질이 변형되고 RNA에 결합하는 능력으로 인해 여러 기능을 가지고 있음을 발견했습니다."
"RNA가 현재 차세대 RNA 백신의 핵심 구성 요소라는 점은 언급할 가치가 있습니다. 세포 내에서 RNA는 유전 정보 전달, 면역 반응 조절, 생명 구성 요소 제조와 같은 중요한 역할을 담당합니다."
멜버른 대학의 Gooley 연구소장인 Gooley 교수가 논문의 공동 저자입니다. 그는 덧붙였습니다: 광견병 바이러스 P 단백질은 RNA 시스템을 잠김으로써 세포 내에서 다양한 물리적 "상태"를 전환하고, 여러 액체 세포 구획에 침투하고, 중요한 연결을 인계받아 세포를 매우 효율적인 바이러스 공장으로 전환할 수 있습니다.
"이 연구는 광견병 바이러스에 초점을 맞추고 있지만 니파 및 에볼라와 같은 고위험 바이러스에서도 유사한 전략이 사용될 가능성이 높습니다. 이 새로운 메커니즘을 이해하면 바이러스 변이성을 특별히 차단하는 새로운 항바이러스제 또는 백신 개발에 대한 큰 희망을 갖게 될 것입니다."
롤린슨 박사는 이번 발견이 "다기능성 바이러스 단백질"에 대한 과학계의 이해를 재정의할 것이라고 강조했습니다. "과거에 이러한 유형의 단백질은 각 '캐리지'(모듈)가 자체 역할을 수행하는 많은 '캐리지'로 조립된 기차와 자주 비교되었습니다. 전통적인 관점에 따르면 단백질을 짧게 하면 해당 기능을 잃어야 합니다. 그러나 현실은 일부 짧은 바이러스성 단백질이 새로운 기능을 얻은 것입니다. 우리 연구에 따르면 다기능성은 모듈의 조합뿐만 아니라 이러한 모듈이 서로 상호작용한 후 새로운 RNA 결합 능력의 형성과 같은 모듈의 전반적인 구조적 변화에서 비롯되는 것으로 나타났습니다."
Mosley 부교수는 이러한 RNA 결합 능력으로 인해 바이러스 단백질이 세포 내의 다양한 액체 구획 사이를 자유롭게 이동할 수 있다고 덧붙였습니다. "이런 방식으로 면역 방어 및 단백질 합성과 같은 주요 과정을 제어하는 많은 세포 구획에 들어가 조작할 수 있습니다. 우리 연구는 바이러스가 제한된 유전자를 사용하여 유연하고 유연하며 복잡한 제어 단백질을 만드는 메커니즘에 대한 새로운 설명을 제공합니다."
이번 연구에는 모나쉬 대학, 멜버른 대학, 호주 핵과학기술기구(호주 싱크로트론 방사선 광원), 도허티 감염면역연구소, 호주 연방과학산업기구(CSIRO), 호주 질병통제예방센터(ACDP), 디킨 대학 등 다수의 호주 최고의 과학 연구 기관이 참여했다.
/ScitechDaily에서 편집됨