(An image of lung cancer cells infected with the SARS-CoV-2 virus. Blue represents DNA, green shows the SARS-CoV-2 nucleocapsid protein, and red represents double-stranded RNA, which occurs when the virus replicates its genome. A new study from the Jaenisch lab suggests that some virus RNA can be reverse transcribed and inserted into the human genome, which may explain why some patients continue to test positive for COVID-19 even after recovery. Credit Alexsia Richards/Whitehead Institute)
코로나 19 진단의 기준은 PCR을 이용한 SARS-CoV-2 바이러스 유전자 증폭 검사입니다. 매우 소량의 RNA만 있어도 대량으로 증폭이 가능하기 때문에 정확도가 높다는 장점이 있습니다. 그런데 일부 환자들은 분명 SARS-CoV-2 바이러스가 없어진 이후에도 몇 달 동안 PCR 검사에서 양성이 나오거나 혹은 나중에 양성으로 다시 나타나기도 합니다.
MIT의 루돌프 제니쉬 교수 (Whitehead Institute Member and MIT professor of biology Rudolf Jaenisch)가 이끄는 연구팀은 이런 장기 PCR 양성 환자의 원인을 조사했습니다. 연구팀은 바이러스 자체는 사라졌지만, 바이러스의 유전자가 인간 세포에 남아 위양성을 계속해서 일으킬 가능성에 주목하고 인간 DNA를 조사했습니다.
바이러스 유전자가 인간 DNA에 들어온다는 이야기는 섬뜩해 보이지만, 실제로 인간 뿐 아니라 많은 생명체의 DNA 중 상당수는 바이러스에서 유래된 것입니다. 인간의 경우 약 8%의 유전자가 바이러스 유래로 생각됩니다. 특히 레트로바이러스(retrovirus)의 경우 자신의 유전자 증폭을 위해 사람 DNA에 의도적으로 삽입됩니다. 그리고 레트로바이러스 이외의 바이러스 역시 자신의 RNA와 DNA를 세포 안에서 증폭시키는 과정에서 실수로 유전자 일부를 남겨두기도 합니다.
연구팀은 LINE1 retrotransposon라는 인간 유전자에 주목했습니다. 이 유전자가 RNA 역전사와 DNA 절단과 관련된 트랜스포손(transposon)으로 매우 유력한 용의자이기 때문입니다. 그 결과 실제로 SARS-CoV-2 RNA 유전자가 DNA로 역전사된 흔적을 세포 안에서 찾을 수 있었습니다. 이 DNA를 RNA로 읽는 과정에서 나온 일부 RNA가 위양성을 일으킨 것입니다.
다만 이 경우 바이러스 유전자가 통째로 들어간 게 아니라 여러 조각으로 분리되어 반복되었기 때문에 바이러스 자체가 생산될 가능성은 희박합니다. 또 이런 경우 자체가 매우 드물어 SARS-CoV-2 바이러스 유전자를 지닌 사람 역시 매우 드물 것으로 예상됩니다. 단지 워낙 감염자가 많다보니 이런 경우가 나오는 것입니다.
하지만 여기서 모든 의문이 끝나지는 않습니다. 이렇게 삽입된 바이러스 유전자가 혹시 지속적인 면역 반응을 유발해 특이한 합병증을 유발하지는 않는지, 아니면 일부 바이러스 항원이 생산되는지 알아야할 필요가 있습니다. 큰 문제를 일으키지 않았으면 좋겠지만, 혹시 지금까지 알려지지 않았던 위협이 숨어 있을 수 있는 만큼 후속 연구가 반드시 필요해 보입니다.
참고
https://medicalxpress.com/news/2021-05-reveals-patients-positive-covid-recovery.html
Liguo Zhang et al. Reverse-transcribed SARS-CoV-2 RNA can integrate into the genome of cultured human cells and can be expressed in patient-derived tissues, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2105968118
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