바이러스서 새 단백질 4208개 발견…"백신 개발 단서될 것"

인간 세포에 감염을 일으키는 바이러스들에서 새로운 단백질들이 발견됐다. 게티이미지뱅크 제공.

감염병을 일으키는 바이러스에서 수천 개의 새로운 단백질들이 발견됐다. 바이러스에 들어있는 단백질은 백신 표적이 된다는 점에서 새 백신 개발의 실마리가 될 것으로 기대된다. 

시라 와인가르텐-가베이 미국 하버드대 생물학·진화생물학과 교수 연구팀은 독감 바이러스, 에이즈 바이러스 등에서 이전에 발견되지 않았던 단백질 4208개를 새롭게 발견하고 연구 결과를 12일 국제학술지 ‘사이언스’에 발표했다. 

오랫동안 과학자들은 우연히 새로운 단백질들을 발견했다. 1840년 독일 화학자인 프리드리히 루드윅 휘네펠트는 지렁이 혈액을 채취해 유리 슬라이드에 올려놓고 현미경으로 관찰하던 중 ‘헤모글로빈’을 발견했다. 헤모글로빈은 철을 함유한 색소인 ‘헴’과 단백질 ‘글로빈’으로 이뤄진 화합물이다. 

1990년대에는 DNA 염기서열을 분석하는 기술인 ‘유전체 시퀀싱’이 등장하면서 단백질 발견 속도가 더욱 빨라졌다. 과학자들은 유전체 스캔 과정에서 단백질을 합성하는 새로운 유전자들을 찾아냈다. 

미국 샌프란시스코 캘리포니아대 과학자들은 세포에서 리보솜을 채취해 리보솜에 붙어있는 메신저리보핵산(mRNA)를 검사하는 방법인 ‘리보솜 프로파일링’을 개발했다. 이를 통해 기존에 알려지지 않았던 mRNA들을 발견했다. 이 mRNA들이 만드는 새로운 단백질들이 함께 발견됐다. 
 
단백질은 아미노산 수백 또는 수천 개로 구성된 거대 분자로 알려졌다가 이후 수십 개의 아미노산으로 이뤄진 ‘미세 단백질’들이 있다는 사실이 확인됐다. 과학자들은 아직 발견되지 않은 미세 단백질들이 특히 많을 것으로 보고 있다. 

가베이 교수 연구팀은 인간에게 감염병을 일으키는 바이러스에서 새로운 미세 단백질들을 발견했다. 인간 관련 바이러스는 사람에게 감염병을 유발하기 때문에 연구팀은 바이러스 전체를 배양하는 위험을 수반한 실험 대신 리보솜 프로파일링 기법으로 바이러스 내 미세 단백질을 추적했다. 바이러스 유전체에서 미세 단백질로 번역되는 영역인 ‘오픈 리딩 프레임(ORF)’들을 새롭게 발견한 것이다. 

연구팀은 ”아직도 숨겨진 ORF와 단백질들이 많이 존재한다“며 ”새롭게 발견된 단백질들은 바이러스 감염 전략에 대한 이해를 높이고 새로운 백신이나 면역치료제 개발의 중요한 단서가 될 수 있을 것“이라고 말했다. 

<참고 자료>
doi.org/10.1126/science.ado6670

[문세영 기자 moon09@donga.com]