🧬 mRNA 수명 3배 늘려 백신 성능 높인다

🧬 mRNA 수명 3배 늘려 백신 성능 높인다

 

 

 

국내 연구진이 바이러스의 독특한 ‘RNA 생존 전략’을 활용해 mRNA의 세포 내 수명을 약 3배 늘리는 기술을 개발했다. 이 기술이 상용화되면 mRNA 백신은 물론 암·희귀질환 치료제의 효과를 높이고 약효 지속시간을 늘리는 데 활용될 수 있다.

이번 연구는 김빛내리 기초과학연구원(IBS) RNA연구단장 연구팀이 수행했으며, 연구 결과는 국제학술지 ‘셀(Cell)’에 발표됐다.

mRNA는 왜 쉽게 사라질까?

mRNA는 우리 몸의 세포에 특정 단백질을 만들도록 지시하는 일종의 ‘설계도’다. 백신에서는 바이러스의 특징을 나타내는 단백질을 만들게 해 면역계가 바이러스를 기억하도록 돕는다.

하지만 mRNA는 세포 안에서 쉽게 분해되는 약점이 있다. 특히 mRNA 끝부분의 폴리(A) 꼬리가 짧아지면 안정성이 떨어져 빠르게 사라진다.

폴리(A) 꼬리는 아데닌이라는 염기가 반복해서 연결된 구조로, mRNA 설계도를 보호하는 ‘안전마개’와 비슷하다.

바이러스 337종에서 생존 비법 찾았다

연구팀은 척추동물을 감염시키는 바이러스 337종의 유전체를 약 20만개의 RNA 조각으로 나눠 분석했다.

그 결과 바이러스가 숙주세포의 효소를 이용해 자신의 RNA 꼬리를 보호하거나 다시 늘리는 여러 조절 요소를 발견했다. 연구팀은 이러한 RNA 안정화 요소에 ‘테일론(tailon)’이라는 이름을 붙였다.

특히 뱀장어 피코르나바이러스에서 발견된 ‘Pt1’이라는 조절 요소가 강력한 효과를 보였다.

짧아진 꼬리를 다시 늘리는 ‘Pt1’

Pt1은 폴리(A) 꼬리를 만드는 PAP 효소를 직접 불러들인다. mRNA 꼬리가 짧아지면 다시 연장해 분해되는 속도를 늦추는 원리다.

실험 결과는 다음과 같았다.

구분Pt1 적용 전Pt1 적용 후

폴리(A) 꼬리 길이	아데닌 60개	194개
mRNA 반감기	7.6시간	23.1시간
안정성	쉽게 분해	원형 RNA에 가까운 수준

즉, Pt1을 붙인 선형 mRNA의 반감기가 7.6시간에서 23.1시간으로 약 3배 늘어났다. RNA가 오래 살아남으면서 단백질을 생산할 수 있는 시간도 길어진 것이다.

백신에는 어떤 이점이 있을까?

mRNA 안정성이 높아지면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

• 적은 양으로도 충분한 단백질 생산 가능
• 백신의 면역반응 강화 가능성
• 약효 지속시간 연장 가능성
• 투여량과 접종 횟수 감소 가능성
• 암 백신·유전자 치료제 개발에 활용
• 제조가 비교적 쉬운 선형 mRNA의 장점 유지

특히 제조가 간편한 선형 mRNA를 그대로 사용하면서 안정성이 높은 원형 RNA와 비슷한 수준을 확보했다는 점에서 의미가 크다.

당장 새로운 백신이 나온다는 뜻은 아니다

이번 결과에서 ‘3배’는 사람의 면역력이 3배 높아졌다는 의미가 아니다. 실험에서 측정된 mRNA의 세포 내 반감기가 약 3배 길어졌다는 뜻이다.

실제 백신으로 사용하려면 앞으로도 다음 과정이 필요하다.

• 다양한 동물실험을 통한 효능·안전성 확인
• 과도한 면역반응이나 부작용 검증
• 최적 투여량과 전달체 연구
• 사람을 대상으로 한 단계별 임상시험
• 대량생산과 품질관리 기술 확립

따라서 현재는 완성된 백신이 아니라 백신과 RNA 치료제의 성능을 높일 수 있는 원천기술을 확보한 단계로 보는 것이 정확하다.

바이러스가 수백만 년 동안 갈고닦은 생존 기술이 이제는 인류의 백신과 치료제를 발전시키는 도구가 될 가능성이 열린 셈이다. 바이러스의 꼬리를 잡았더니, mRNA의 수명이 길어졌다.

출처: 동아사이언스 관련 기사, 뉴시스 연구 보도

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