[과학1열] 코로나19 백신 주역 mRNA 작동원리 세계 최초 규명

■ 이성규 / 과학뉴스팀 기자

[앵커]
기자들의 취재 아이템을 좀 더 깊이 있게 들여다보는 과학 1열 코너입니다.

이번 시간에는 코로나19 백신으로 잘 알려진 mRNA 백신의 작동 원리를 취재한 이성규 기자와 함께 자세한 내용 알아보겠습니다.

이 기자, 안녕하세요.

코로나19 대유행 때 다들 한 번쯤 백신 접종했을 텐데요. 우선 백신이 무엇인지부터 설명해주시죠?

[기자]
네, 코로나 대유행을 겪으면서 많은 분이 백신을 맞았을 텐데요.

백신은 코로나19와 같은 감염병을 예방하기 위해 접종합니다.

원리는 이렇습니다.

병을 일으키지 않는 바이러스 일부를 우리 몸에 주입합니다.

그러면 우리 몸의 면역계가 반응해 주입한 바이러스 일부를 인지하고 공격하는 항체라는 단백질이 만들어집니다.

그런 뒤 나중에 실제 바이러스에 감염되면 백신 접종으로 미리 만들어진 항체가 바이러스를 인지하고 공격해 없애는 원리입니다.

[앵커]
네, 그렇군요. 그런데 백신 가운데 mRNA 백신이라는 게 있어요. 이건 또 뭔가요?

[기자]
네, 백신은 바이러스 일부를 우리 몸에 주입하는 거라고 설명했잖아요.

바이러스 일부를 우리 몸에 넣을 때 mRNA 형태로 주입하는 백신을 mRNA 백신이라고 합니다.

생명체는 유전물질인 DNA를 청사진으로 중간에 mRNA를 거쳐 단백질을 만드는데요.

바이러스 일부를 mRNA 형태로 우리 몸에 넣으면요.

바이러스의 mRNA가 우리 몸속에서 바이러스 단백질로 만들어집니다.

그런데 바이러스 단백질은 원래 우리 몸의 것이 아니잖아요.

우리 면역계는 이를 외부에서 침입한 적으로 간주하고, 이를 공격하는 항체를 만듭니다.

[앵커]
네, 그렇군요. 국내 연구진이 mRNA 백신의 작동원리를 세계 최초로 규명했는데요.

구체적으로 어떤 내용인가요?

[기자]
연구진은 mRNA 백신의 세포 내 전달과 분해 원리를 밝힌 건데요.

mRNA 백신을 우리 몸에 주입하면, 일단 mRNA가 세포 안으로 들어가야 하는데요.

그래야 세포 안에서 단백질로 만들어지거든요.

연구진은 mRNA가 세포 안으로 유입되는데 도움을 주는 핵심 물질들을 밝혀냈습니다.

2가지 물질이 중요한 역할을 하는데요.

황산헤파란 단백질과 양성자 이온 펌프입니다.

용어가 다소 어려운데, 이 2개 물질이 mRNA와 결합해 세포 안으로 쑥 들어오게 돕는 겁니다.

[앵커]
네, 지금 mRNA가 세포 내로 유입되는 과정에서 핵심 역할을 하는 물질까지 설명했는데요.

그럼 mRNA의 분해 원리는 어떻게 되는 건지요?

[기자]

mRNA 분해 과정에서는 TRIM25(트림25)라는 단백질이 중요한 역할을 하는데요.

트림25 단백질이 우리 몸에 주입한 mRNA를 침입자로 인식하고 달라붙어 절단하고 분해한다는 겁니다.

[앵커]

mRNA 백신을 연구한 과학자들이 2023년 노벨생리의학상을 받았잖아요. 노벨상 수상의 핵심 기술이 mRNA의 백신의 효능을 올리는 역할을 하는 변형 염기인데요.

그동안 원리가 분명하지 않았던 변형 염기의 작용 원리를 국내 연구진이 풀었다죠?

[기자]
네, 그렇습니다.

변형 염기의 이름은 N1-메틸수도유리딘인데요. 이 물질은 mRNA를 보호하는 역할을 합니다.

연구진은 트림25가 mRNA를 제거한다는 점을 규명했잖아요.

그런데 변형 염기를 mRNA에 도입하면 트림25가 mRNA에 달라붙는 결합력이 현저하게 떨어진다는 점을 확인했습니다.

결과적으로 트림25가 mRNA에 결합하지 못하니깐 mRNA가 분해되지 않고 보호되는 거죠.

[앵커]
네, 잘 알겠습니다. 앞서 설명한 황산 헤파란 단백질, 양성자 이온 펌프, 트림25가 이런 기능을 한다는 점은 어떻게 규명한 건가요?

[기자]
연구진은 mRNA의 세포 내 유입을 촉진하는 물질과 mRNA를 분해하는 물질을 각각 찾은 건데요.

이렇게 mRNA를 제어하는 세포 내 물질들을 찾기 위해 낫 아웃 스크리닝이라는 기법을 활용했습니다.

낫 아웃 스크리닝은 개별 유전자를 제거한 뒤 이 유전자의 기능이 무엇인지를 살펴보는 기법인데요.

이번 연구에서는 약 2만 개의 유전자를 대상으로 낫 아웃 스크리닝을 진행했습니다.

[앵커]
이번 연구를 통해 어떤 점을 기대해 볼 수 있는 건가요?

[기자]
mRNA 백신은 코로나19 대유행 때 처음 상용화된 백신인데요.

연구진이 mRNA의 세포 내 작동 원리가 새롭게 규명함으로써 이를 활용한 치료제 개발도 탄력을 받을 것으로 기대됩니다.

예를 들어 mRNA의 세포 내 전달과 안정성을 높일 수 있다면 상대적으로 소량의 mRNA만 써도 많은 양을 쓴 것과 같은 효능을 기대할 수 있거든요.

세포 내로 전달이 잘 되고, 분해되는 것도 막을 수 있기 때문이죠.

여기에 더해 적은 양을 쓰면 상대적으로 부작용도 줄 것으로 기대할 수 있는 겁니다.

[앵커]
네, 오늘 말씀 감사합니다.

YTN 사이언스 이성규 (sklee95@ytn.co.kr)