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코로나 19 (SARS-CoV-2) 바이러스가 세포를 침투하는 장면을 실시간으로 본다




 (QD608-RBD binds ACE2 and induces endocytosis. In this figure, the top panel shows ACE2-GFP (yellow) expressing cells binding and internalizing QD608-RBD (magenta). In the bottom panel, an inhibitor is added to prevent binding of QD608-RBD to ACE2-GFP, and the presence of ACE2-GFP on the cell surface is strong with little to no QD608-RBD visible. Credit: NCATS)



 미 국립 보건원 (NIH) 산하의 국립 중개 과학 연구 센터 (National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) 과학자들이 코로나 19를 일으키는 SARS-CoV-2 바이러스가 ACE2 수용체와 결합하는 모습을 실시간으로 촬영하는데 성공했습니다. 이는 앞으로 항바이러스제 개발 및 백신 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대됩니다. 



 NCATS의 키릴 고르쇼코프 (Kirill Gorshkov)와 미 해군 연구소의 은크 오 (Eunkeu Oh, 한국계인지 아닌지 모르겠네요)는 바이러스의 돌기 단백질 (s protein)과 ACE2 수용체에 각각 표지자를 달아 결합과 세포 침투 과정을 최신 이미징 기술로 촬영했습니다. 우선 SARS-CoV-2 바이러스의 돌기 단백질에는 양자점 (quantum dot)을 붙여 가짜 바이러스 (pseudovirion)으로 만들었습니다. 그리고 ACE2 수용체에는 금 나노입자를 이용한 형광 물질을 붙여 현미경에서 볼 수 있게 만들었습니다. 



 바이러스의 돌기 단백질이 ACE2 수용체에 결합하면 세포 안으로 들어가는 endocytosis 과정이 일어납니다. 수용체 결합에서 내부 침투가 모두 성공적으로 이뤄지지 않으면 바이러스는 사람 세포를 감염시킬 수 없습니다. 이 과정을 이미징 기술로 실시간으로 파악하고 방해할 방법을 찾을 수 있다면 코로나 19 치료제 개발이 한결 편해질 것입니다. 



 연구팀은 실제로 억제제를 사용할 경우 바이러스 돌기 단백질이 ACE2 수용체에 결합하지 못한다는 것을 확인했습니다. 새로운 약물이나 기존의 약물이 바이러스 결합을 얼마나 방해하는지 쉽게 알 수 있다는 이야기입니다. 물론 이런 억제제라도 실제 인체에서는 효과적으로 목표에 도달하지 못하거나 혹은 부작용이 심해 사용하지 못할 수 있지만, 어떤 약물이 효과적일지 동물 및 인체 실험 전에 알 수 있다는 점에서 큰 진전이 기대됩니다. 



 이글을 쓰는 시점에서 인정된 코로나 19 치료제는 렘데시비르와 덱사메타손 뿐입니다. 하지만 경쟁적으로 수많은 약물이 개발 중이기 때문에 조만간 더 효과적인 치료제가 개발되어 인류를 코로나 19의 공포에서 벗어나게 만들 것으로 기대합니다. 



 참고 


 Kirill Gorshkov et al. Quantum-Dot-Conjugated SARS-CoV-2 Spike Pseudo-Virions Enable Tracking of Angiotensin Converting Enzyme 2 Binding and Endocytosis, ACS Nano (2020). DOI: 10.1021/acsnano.0c05975


https://phys.org/news/2020-09-real-time-imaging-sars-cov-human-cells.html

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