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코로나 바이러스가 각지에서 새로운 형태로 진화하고 있음. 미국 뉴욕에 퍼진 코로나 바이러스는 유럽의 대유행 진원지였던 이탈리아보다 프랑스와 중부 유럽 국가의 바이러스와 유사한 형태로 밝혀졌음.

과학자들이 코로나 바이러스의 유전자 변이에 일종의 바코드를 붙여 바로 알아볼 수 있는 방법을 개발했음. 코로나 바이러스의 변이 과정을 시간과 장소별로 추적할 수 있다면 방역 효과를 검증하고 치료제를 개발하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대됨.

◇바이러스 염기 20개로 변이 과정 신속 분석

미국 드렉셀대의 게일 로젠 교수는 최근 “코로나 바이러스에서 발생하는 돌연변이를 20개의 염기만 추적해 즉시 판별하는 방법을 개발했다”고 밝혔음. 연구 결과는 국제 학술지 ‘플로스(PLoS) 계산생물학’에 실렸음.

코로나 바이러스는 유전 물질인 RNA를 한 가닥 갖고 있음. RNA는 4가지 종류의 염기가 연결된 순서에 따라 다른 정보를 담음. 코로나 바이러스의 RNA는 3만 개의 염기가 이어진 형태임. 에이즈 바이러스의 RNA가 약 1만 개의 염기로 이뤄진 데 비하면 특이할 정도로 큰 RNA임.

드렉셀대 연구진은 코로나 바이러스의 대형 RNA를 모두 분석하는 대신, 일부만 해독해 변이 과정을 추적했음. 연구진은 여러 박테리아의 유전자가 섞여 있는 시료를 분류하는 방법을 응용해, 코로나 바이러스의 RNA에서 환경에 따라 자주 바뀌는 20개 정도의 염기로 구성된 부분을 ‘정보 하위 유형 마커(Informative Subtype Markers·ISM)’라는 일종의 유전자 바코드로 정했음.

로젠 교수는 “새 방법은 상품 번호를 모두 입력하는 대신 바로 바코드를 스캔하는 것과 비슷한 개념”이라며 “식료품점 계산대를 좀 더 빨리 통과하려고 노력하는 것처럼 과학자들이 훨씬 더 빠른 수준의 분석 수단으로 이동할 수 있음을 의미한다”고 설명했음.

◇지역별 바이러스 분류해 방역, 치료제 개발에 활용

연구팀은 ISM 유전자 바코드를 통해 올 4월 초부터 여름이 끝날 때까지 코로나 바이러스 유전자의 세 곳에서 동시에 변이가 나타났다는 사실을 알아냈음.

변이가 나타난 위치 중 한 곳은 세포 신호의 복제와 관련된 부분임. 코로나 바이러스 표면의 스파이크 단백질의 형성과 관련이 있는 부분에서도 변이가 나타났음. 코로나 바이러스는 스파이크를 인체 세포의 수용체에 결합시키고 침투함. 현재 치료제와 백신이 대부분 스파이크와 인체 수용체의 결합을 막는 데 집중함.

드렉셀대 방문 연구원인 바흐래드 소크한사니 박사는 “우리는 스파이크 단백질과 유전 물질을 조합하는 부분에서 큰 변이를 발견했다”며 “둘 다 신체의 면역 반응을 이해하고, 항바이러스 치료제를 찾아내고 백신을 설계하기 위한 핵심 공략 대상”이라고 말했음.

또 1차 분석에서 미국 뉴욕에서 발견된 바이러스의 ISM 조합은 이탈리아가 아닌 오스트리아, 프랑스, 중부 유럽에서 발견된 것과 가장 유사한 것으로 나타났음. 대유행 초기 아시아로부터 들어온 유형은 미국에 그다지 퍼지지 않았고, 미국에만 존재하는 새로운 하위 유형이 워싱턴주와 서부 해안에 퍼져 있다는 사실을 알아냈다고 연구진은 밝혔음.

로젠 교수는 “아시아와 유럽에서 발견되는 코로나 바이러스 유형은 미국에서 나타나는 유형과 다르다”며 “이런 유전적 차이를 식별하면 바이러스가 인구에서 인구로 이동함에 따라 어떻게 변했는지 확인할 수 있다”고 말했음. 또 “사회적 거리두기가 코로나를 차단하는 데 성공한 지역도 보여줄 수 있다”고 말함.