노로 RNA 접힘 구조가 수명주기 조절…약독화 백신 길 열어

노로바이러스의 RNA는 단순한 유전정보 전달체가 아니라, 3차원으로 접힌 구조를 통해 바이러스의 수명주기를 조절한다는 연구 결과가 나왔다. 이 구조를 활용하면 유전적으로 안정한 감염성 약독화 백신을 설계할 수 있다는 설명이다.

19일(현지시간) 국제학술지 셀(Cell)에 따르면 예일대 애나 마리 파일(Anna Marie Pyle) 교수팀은 감염 세포 안에서 마우스 노로바이러스(MNV) 게놈 RNA의 구조를 직접 측정한 연구 결과를 발표했다.

노로바이러스는 전 세계 급성 위장염의 주요 원인으로, 매년 약 6억8500만명을 감염시키고 20만명의 사망을 유발한다. 그러나 인간 노로바이러스는 대규모 세포 배양 체계와 동물 모델이 없어 백신·항바이러스제 개발이 더뎠다.

연구팀은 SHAPE-MaP와 fbDMS-MaP라는 두 가지 세포 내 화학 탐침 기법으로 7.4kb 길이의 MNV 게놈 전체 RNA 2차 구조를 분석했다. 그 결과 노로바이러스 속에서 진화적으로 보존된 고도 구조화 RNA 요소가 다수 확인됐다.

연구팀은 특정 구조 요소를 표적으로 삼는 반의식 잠금핵산(LNA)을 설계해 바이러스 복제를 유의미하게 억제했다. 또 코딩 서열은 그대로 두고 점 돌연변이로 RNA 구조만 푼 '구조 해리 돌연변이체'를 제작했다.

이 돌연변이체는 야생형 마우스에서 바이러스 RNA 수치가 낮아졌고, 면역결핍 마우스에서는 체중 감소와 치사율이 완화되는 약독화 특성을 보였다. 루시페라아제 실험에서도 특정 구조 요소가 구조 의존적으로 바이러스 번역을 조절한다는 점이 확인됐다.

연구팀은 구조 해리 돌연변이체가 연속 세포 배양 과정에서 회귀 돌연변이를 일으키지 않아 유전적으로 안정하며, 2차 감염 시 보호 면역 반응을 유도하고 바이러스 복제를 제한한다고 밝혔다.

이번 연구는 마우스 모델에서 검증된 만큼 인간 노로바이러스로의 확장 가능성은 추가 검증이 필요하다. 구조 해리 돌연변이체의 인체 안전성·면역원성과 LNA의 전달·비용 문제도 임상 적용의 과제로 남아 있다.

연구팀은 "이번 연구는 RNA 구조가 노로바이러스 생물학에서 핵심 역할을 한다는 점을 밝혔고, RNA 구조 기반 항바이러스 백신·치료제 설계의 보편적 틀을 제시했다"고 평가했다. 이 접근법은 코로나바이러스·플라비바이러스 등 다른 RNA 바이러스 백신 개발에도 활용될 수 있다는 설명이다.