"코로나 등 신종 감염병 이제 막는다"… RNA바이러스 면역체계 규명

전세계가 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)와 사투를 벌리고 있는 가운데 국내 연구팀이 코로나19와 같은 RNA 바이러스가 우리 몸에 침입시 이를 이겨내는 면역체계에 있어 매우 중요한 조절 역할을 수행하는 ‘MARCH5’ 단백질의 기능을 규명했다. 이번 연구로 신종·변종 바이러스 감염병의 대응 및 자가면역질환의 원인 규명할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
15일 아주대학교에 따르면 조혜성 의과대학 생화학교실 교수팀은 ‘MARCH5’ 단백질이 인체 내 선천성 면역반응을 조절하는 기능을 갖고 있음을 추가로 확인했다.

우리 몸은 외부에서 바이러스가 침입하면, 즉각적으로 대응해 면역물질인 ‘인터페론’과 ‘사이토카인’을 생산 및 분비한다. 이후 침입한 바이러스의 증식을 억제하는 선천성 면역반응체계를 가동한다. 수많은 바이러스에 노출돼도 건강을 유지할 수 있는 것은 바로 이 때문이다.


세포에 침입한 외부 바이러스의 RNA 게놈을 인지한 RIG-I 단백질이 활성화되고, 이러한 활성화가 다시 미토콘드리아 외막에 존재하는 MAVS (Mitochondrial AntiViral Signaling) 단백질을 활성화시킴으로써 인터페론과 싸이토카인의 생산을 촉진한다.

이로 인해 단단한 다중체(oligomer)를 형성하게되며 이는 싸이토카인 합성에 강력한 신호촉진자로 작용하지만 지나친 활성화로 ‘싸이토카인 폭풍’(cytokine storm)을 유발할 수 있다. 싸이토카인 폭풍과 같은 과도한 면역반응이 지속되면 정상의 신체 조직을 심각하게 파괴해 사망에 이르게 할 수 있다. 즉 우리 몸에 외부 바이러스 침입시 효과적으로 면역반응체계가 가동되는 것 뿐만 아니라 차단시키는 것이 반드시 필요하다.

연구팀은 바이러스 감염으로 RIG-I와 MAVS가 활성화됐을 때 MARCH5 단백질이 MAVS 뿐만 아니라 RIG-I를 선택적으로 인지해 분해시킴으로써 과도한 인터페론의 생성을 억제하는 것을 규명했다.

MARCH5 단백질은 활성화된 RIG-I와 MAVS 복합체에 각각 유비퀴틴이란 단백질을 접합시켜 표시하고, 접합된 RIG-I와 MAVS 복합체는 단백질분해효소복합체(프로테아좀)로 이동하여 단백질 분해효소들에 의해 분해된다. 유비퀴틴은 아미노산 76개로 구성된 단백질이다.


반면 MARCH5가 결핍되면 활성화된 RIG-I와 MAVS 복합체가 분해되지 않고 지속적으로 존재해 RNA 바이러스 감염시 인터페론과 싸이토카인 생성이 현저히 증가하는 것을 발견했다.

바이러스는 DNA 바이러스와 RNA 바이러스로 나뉜다. RNA 바이러스는 유전 정보를 복제하는 과정에서 DNA 바이러스 보다 변이가 더 많아 백신이나 치료제 개발이 힘들다. 코로나19, 사스(SARS, Severe Acute Respiratory Syndrome)를 일으키는 코로나 바이러스(Corona Virus)와 독감을 일으키는 인플루엔자 바이러스(Influenza Virus)가 RNA 바이러스에 속한다.

조혜성 교수는 “이번에 새롭게 규명한 MARCH5 단백질은 바이러스 감염시 면역물질인 인터페론과 사이토카인의 과도한 생성을 효율적으로 억제하는 매우 중요한 ‘타이머’ 역할을 수행한다는 것을 확인했다”고 밝혔다. 이어 그는 “이번 연구결과는 현재 코로나19와 같이 인류에 위협이 되고 있는 ‘신종·변종 바이러스 감염병의 대응 및 자가면역질환의 원인 규명을 위한 연구’에 도움이 될 수 있다는 점에서 의의가 있다”고 덧붙였다.