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분홍색 돌기들이 춤추듯 꿈틀거린다. 카메라가 안으로 들어가자 동아줄처럼 꼬인 단백질을 RNA가 휘감고 있음. 코로나 바이러스의 외부는 물론 안쪽까지 생생하게 보여주는 3D(입체) 영상이 처음으로 개발됐음.

사우디아라비아 킹압둘라공대(KAUST)의 이반 비올라 교수 연구진은 지난 8일(현지 시각) “코로나 바이러스를 원자 단위에서 정밀하게 구현한 3D 구조를 만들었다”고 발표했음. 연구 결과는 ‘국제전기전자공학회(IEEE) 시각화와 컴퓨터 그래픽 연보’에 실렸는데, 코로나 바이러스의 모습을 가장 정확하게 구현했다는 평가를 받았음.

◇단백질 정보와 전자현미경 사진으로 입체 구현

연구진은 코로나 바이러스의 전자현미경 사진과 단백질 구조 정보를 모은 데이터베이스를 이용해 3D 모델을 만들었음. 이는 앞으로 데이터베이스에 새로운 정보가 추가되면 3D 모델 역시 갱신할 수 있다는 의미임.

코로나 바이러스는 밖에는 돌기처럼 돋은 스파이크 단백질이 있고, 껍질은 막 단백질과 외피 단백질로 구성됨. 그 안쪽에는 유전물질인 RNA와 이를 둘러싼 단백질 껍질(캡시드)이 결합된 뉴클레오캡시드가 있음.

연구진은 먼저 코로나 바이러스를 찍은 전자현미경 사진들로 외부 형태와 크기를 정하고, 뉴클레오캡시드 정보를 담은 데이터베이스를 이용해 내부 구조를 만들었음. 다음에는 바이러스를 구성하는 각 부분들이 상호 작용하는 방법에 따라 3D 모델도 작동하도록 했음.

그 결과 실제 바이러스를 촬영한 것처럼 생생하게 움직이는 모습을 볼 수 있음. 3D 모델은 코로나 바이러스 내부의 뉴클레오캡시드 구조까지 선명하게 보여줬음.

◇바이러스 연구 결과 반영해 구조 업데이트 가능

연구진은 “이번 3D 모델은 기존 모델과 달리 스파이크와 막 단백질의 위치를 정확하게 구현했다”며 “다른 모델이 구현하지 못한 내부 모습까지 보여준다”고 밝혔음. 내부 구조는 미국 스크립스 연구소가 제시한 가설에 따라 구현했는데, 새로운 정보가 나오면 다시 갱신하면 된다고 연구진은 밝혔음.

연구진은 “3D 모델을 만들 때 사용한 접근법은 코로나 바이러스 감염을 막을 방법을 찾는 데 방향을 제시할 수 있다”며 “연구자들은 새로 발견된 정보를 바로 3D 구조에 대입해 코로나 바이러스의 최신 구조를 알 수 있다”고 밝혔음.