전세계의 연구원들은 SARS-Cov-2라는 새로운 코로나 바이러스와 싸우기 위해 잠재적 인 백신과 약물을 개발하기 위해 경쟁하고 있습니다. 연구팀은 코로나 바이러스가 인간 세포를 침범하기 위해 사용하는 주요 단백질의 분자 구조를 알아 내서 잠재적으로 백신 개발의 문을 열었다 고 밝혔다.
이전 연구에 따르면 코로나 바이러스는 소위 "스파이크 (spike)"단백질을 통해 세포를 침범하지만, 그 단백질은 다른 코로나 바이러스에서 다른 모양을 취합니다. 오스틴에있는 텍사스 대학 (University of Texas)의 분자 생물 과학 부교수 인 Jason McLellan은 SARS-Cov-2에서 스파이크 단백질의 형태를 파악하는 것이 바이러스를 표적으로하는 방법을 알아내는 열쇠라고 말했다.
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코로나 바이러스는 세포를 복제하고 침범하기 위해 많은 다른 단백질을 사용하지만 스파이크 단백질은 수용체에 결합하는 데 사용되는 주요 표면 단백질입니다. 이는 인간 세포의 출입구처럼 작용하는 또 다른 단백질입니다. 스파이크 단백질이 인간 세포 수용체에 결합한 후, 바이러스 막은 인간 세포 막과 융합하여 바이러스의 게놈이 인간 세포로 들어가 감염을 시작하게한다. McLellan은 Live Science에 "첨부 및 융합을 막을 수 있다면 진입을 막을 수있다"고 말했다. 그러나이 단백질을 표적으로하려면 모양이 무엇인지 알아야합니다.
이달 초, 연구원들은 SARS-Cov-2의 게놈을 발표했습니다. McLellan과 그의 팀은이 게놈을 사용하여 NIH (National Institutes of Health)와 협력하여 스파이크 단백질을 코딩하는 특정 유전자를 확인했습니다. 그런 다음 그 유전자 정보를 유전자를 만든 회사로 보내서 다시 보냈습니다. 그 후이 그룹은 실험실 접시에서이 유전자들을 포유류 세포에 주입했고, 그 세포들은 스파이크 단백질을 생산했습니다.
다음으로 극저온 전자 현미경이라고하는 매우 상세한 현미경 기술을 사용하여이 그룹은 스파이크 단백질의 3D "지도"또는 "청사진"을 만들었습니다. 청사진은 분자의 구조를 밝혀 내고, 각 원자의 위치를 공간에 매핑합니다.
이번 연구에 참여하지 않은 미시간 대학교 (University of Michigan) 역학 부교수 인 오브리 고든 (Aubree Gordon)은“이 연구자들이 구조를 매우 빨리 얻을 수 있다는 점이 인상적이다. "이것은 매우 중요한 발전이며 SARS-COV-2에 대한 백신 개발에 도움이 될 수 있습니다."
컬럼비아 대학교 Mailman School of Public Health의 교수 인 Stephen Morse도이 연구에 참여하지 않았다. 스파이크 단백질은 "백신 항원의 신속한 개발을위한 선택이 될 것"과 치료제를 이메일로 Live Science에 전했다. 그 구조를 알면이 단백질을 대량으로 생산할 수있는 "좋은 활성을 가진 백신과 항체를 개발하는데 매우 도움이 될 것"이라고 덧붙였다.
이 팀은 SARS-CoV-2를 표적으로하는 백신 및 약물 개발을 위해 노력하고있는 전 세계 수십 개의 연구 그룹에이 원자 "좌표"를 전송하고 있습니다. 한편 McLellan과 그의 팀은 스파이크 단백질지도를 백신의 기초로 사용하기를 희망합니다.
박테리아 나 바이러스와 같은 외래 침입자가 신체를 침범 할 때 면역 세포는 항체라는 단백질을 생성하여 반격합니다. 이 항체는 외래 침입자의 특정 구조, 즉 항원이라고합니다. 그러나 항체 생산에는 시간이 걸릴 수 있습니다. 백신은 신체가 바이러스에 노출되기 전에 면역 체계를 훈련시켜 이러한 항체를 생성하도록하는 죽은 또는 약화 된 항원입니다.
이론적으로, 스파이크 단백질 자체는 "백신 또는 백신의 변이체 일 수있다"고 McLellan은 말했다. 이 스파이크-단백질 기반 백신을 주사 할 때 "인간은 스파이크에 대해 항체를 만든 다음 생 바이러스에 노출 된 경우 몸을 준비 할 것"이라고 덧붙였다. 그들은 이전의 다른 코로나 바이러스에 대한 연구를 기반으로 돌연변이 또는보다 안정적인 분자를 만들기 위해 변화를 도입했습니다.
McLellan은“분자는 정말로 좋아 보인다. 실제로는 잘 작동한다. 구조의 종류는 분자가 우리가 바랐던 정확한 확인에 안정적이라는 것을 보여준다”고 말했다. "이제 우리와 다른 사람들은 우리가 만든 분자를 백신 항원의 기초로 사용할 것입니다." NIH의 동료들은 이제이 스파이크 단백질을 동물에 주입하여 단백질이 항체 생산을 얼마나 잘 유발하는지 확인할 것입니다.
그러나 McLellan은 백신이 약 18 개월에서 24 개월 정도 떨어져있을 것으로 생각합니다. 그는 "정상 백신 개발에 비해 여전히 10 배 정도 걸릴 정도로 빠르다"고 말했다.
이번 연구 결과는 오늘 사이언스 지에 발표되었다 (2 월 19 일).
