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전령 리보핵산(mRNA) 백신 작동원리 세계 최초 규명

- 기초과학연구원(IBS) 리보핵산(RNA) 연구단, 전령 리보핵산(mRNA) 백신의 전달･분해를 제어하는 단백질군 발견

- 전령 리보핵산(mRNA) 치료의 새로운 단초 마련, 사이언스(국제적 학술지 Science)지 게재

새로운 치료 체계(플랫폼)로 각광 받는 전령 리보핵산(mRNA) 백신을 더욱 효과적이고 안정적으로 개발할 수 있는 단초가 국내 연구진에 의하여 밝혀졌다.

* mRNA(messenger RiboNucleic Acid) : 전령 리보핵산, 단백질을 합성할 수 있는 디옥시리보핵산(DNA) 유전정보를 세포질 안의 리보솜에 전달하는 역할 수행

과학기술정보통신부(장관 유상임, 이하 ‘과기정통부’)는 기초과학연구원 리보핵산(RNA) 연구단 김빛내리 단장(서울대 생명과학부 석좌교수) 연구진이 전령 리보핵산(mRNA) 백신의 세포 내 전달과 분해를 제어하는 단백질 군을 찾아내고 그 작동원리를 최초로 규명했다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 세계 최고 권위 학술지 사이언스(Science, IF 44.7)에 4월 4일 온라인 게재되었다.

코로나19 백신으로 대표되는 전령 리보핵산(mRNA) 기반 기술은 감염병 대응뿐 아니라 암 백신, 면역 및 유전자 치료 등 다양한 활용이 가능하여 성장 잠재력이 매우 크다. 특히, 전령 리보핵산(mRNA) 합성 기법과 체내 전달 물질인 지질나노입자* 개발을 통해 전령 리보핵산(mRNA) 기술은 혁신적인 치료 체계(플랫폼)로 성장하였다.

* 지질나노입자 : 전령 리보핵산(RNA)을 보호하고 세포에 효율적으로 전달하는 나노크기의 지질기반 입자

그러나 치료용 리보핵산(RNA)이 체내에서 어떻게 작동･조절되는지 구체적인 기작은 충분히 알려지지 않았다. 또한 코로나19 백신의 주역인 N1-메틸수도유리딘* 변형 염기는 전령 리보핵산(mRNA) 백신의 효능 혁신과 상용화를 이끌었지만 무엇이 효능을 높였는지, 원리가 무엇인지는 분명치 않았다.

* N1-메틸수도유리딘(N1-methyl-pseudouridine, m1Ψ) : 유라실 염기의 화학구조를 변형한 유기분자로 선천면역반응을 회피하는 특성 보유, 지질나노입자 함께 코로나19 백신의 핵심물질

이에 기초과학연구원 연구진은 전령 리보핵산(mRNA)을 제어하는 세포 내 인자들을 찾아내고자 유전자가위를 이용한 녹아웃 스크리닝을 면밀하게 진행했다.

전령 리보핵산(mRNA) 치료제의 효능을 높이고 부작용을 없애려면 전령 리보핵산(mRNA)이 세포로 유입･조절되는 인자와 활용되는 과정을 이해해야 가능하기 때문이다.

* 크리스퍼(CRISPR) 녹아웃 스크리닝: 크리스퍼(CRISPR) 유전자가위를 이용해 유전자를 개별적으로 녹아웃(제거)한 후 특정 형질이나 세포 반응에 영향을 미치는 유전자를 분석하는 기술

- 이번 연구에서는 약 2만 개의 유전자를 포함한 크리스퍼(CRISPR) 라이브러리를 활용하여 전령 리보핵산(mRNA) 백신을 조절하는 세포 인자를 유전체 수준에서 스크리닝

그 결과 연구진은 발견①전령 리보핵산(mRNA)DL 세포 내로 전달･ 목록