헤르페스 염증 ‘스위치’ 찾았다…반복 DNA 서열이 면역 반응 좌우

UNIST, poly(T) 서열이 숙주 면역센서 활성화 현상 규명
신종·재출현 바이러스 대응 면역 조절 치료 전략 토대
Nature Commun. 게재

입술 주변에 나타나는 헤르페스 염증이 단순한 감염 증상이 아니라, 바이러스에 감염된 세포를 제거하려는 면역계의 정교한 작동 결과라는 점이 다시 확인됐다. 특히 바이러스 유전체 내 특정 반복 서열이 이 반응의 강도를 결정짓는 핵심 요인으로 드러났다.

UNIST 생명과학과 이상준 교수 연구팀은 헤르페스 제1형 바이러스 DNA에 존재하는 'poly(T)' 반복 서열이 선천 면역 센서인 AIM2를 활성화해 염증 반응과 감염 세포 사멸을 유도한다는 사실을 규명했다. 이번 연구는 성균관대, 제주대, 기초과학연구원 한국바이러스기초연구소와 공동으로 수행됐다.

(좌측부터) 이상준 교수, 오수현 연구원, 오주은 연구원, 이지혜 연구원. 제공 유니스트.

헤르페스 제1형 바이러스는 전 세계 인구의 약 67%가 감염된 것으로 알려져 있으며, 평상시에는 신경절에 잠복해 있다가 면역 감시가 약해지면 피부 세포를 감염시킨다. 이 과정에서 대식세포 내부의 AIM2 단백질이 바이러스 DNA를 감지하며 면역 반응을 촉발한다.

연구진은 AIM2가 DNA 전체가 아니라, 티민(T) 염기가 길게 반복된 poly(T) 구간을 선택적으로 인식한다는 점을 확인했다. 동일한 바이러스라도 균주에 따라 면역 반응이 달랐는데, poly(T) 서열이 존재할 때만 AIM2가 활성화되며 염증 반응과 세포 사멸이 나타났다. 반대로 이 서열이 없거나 반복 길이가 20개 미만으로 짧은 경우에는 반응이 거의 일어나지 않았다.

또한 poly(T) 서열을 다른 균주에 삽입하자 기존에는 나타나지 않던 면역 반응이 새롭게 유도됐고, 반복 길이가 길수록 반응이 강해지는 '길이 의존성'도 확인됐다.

숙주의 면역 센서가 바이러스 DNA를 인식하는 원리. 제공 유니스트.

동물 실험에서도 이러한 차이는 분명했다. poly(T) 반복 서열을 가진 바이러스에 감염된 경우 염증 반응이 유도되며 바이러스 증식이 억제된 반면, 해당 서열이 제거된 바이러스는 면역 반응이 거의 일어나지 않아 빠르게 증식했고 치명적인 감염으로 이어졌다.

연구팀은 이 반복 서열이 특정 바이러스에 국한되지 않는다는 점에도 주목했다. 대규모 유전체 분석 결과, poly(T) 서열은 엠폭스바이러스, 아데노바이러스, 코로나바이러스 등 다양한 바이러스군에서 공통적으로 보존되어 있는 것으로 나타났다.

연구를 이끈 이상준 교수는 "면역 센서가 바이러스 유전체의 특정 패턴을 정밀하게 인식한다는 점을 확인했다"며 "면역 반응을 조절하는 방식의 치료 전략 개발에 중요한 이론적 기반이 될 수 있다"고 설명했다. 이어 "바이러스 유전체 서열과 질병 중증도의 연관성을 규명하면 감염병별 맞춤 치료 전략 설계에도 활용 가능할 것"이라고 덧붙였다.

이번 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 4월 13일 온라인 게재됐다.