기초과학연구원, 코로나 사이언스, 동아시아, 2020

코로나 사이언스 - 연구 현장의 최전선에서 써 내려간 과학자들의 코로나19 분석 보고서 ㅣ 코로나 팬데믹 시리즈 3
기초과학연구원(IBS) 기획 / 동아시아 / 2020년 10월

〇 기초과학연구원(IBS), 코로나 사이언스, 동아시아, 2020

일기예보를 확인하듯 매일 코로나19의 감염자와 사망자 수를 확인하고

휴대폰보다 먼저 마스크를 챙기는 생활이 벌써 일 년이다. 팬데믹과 인포데믹 속에서 살아가는 지금 우리에게 필요한 것은 원형을 탐구하는 일.

코로나 바이러스, 정확하게는 사스코로나바이러스-2, 당신은 누구인가?

제1부와 제2부가 핵심이다. 빨판 같은 스파이크 단백질로 상피세포에 달라붙어 폐를 비롯한 인체를 공격하고, 스스로 단백질 가위를 사용해 16조각으로 분해 후, 유유히 몸을 빠져나가는 바이러스의 활동을 살펴보고 있으면 경이롭다는 말 밖에 할 수 없을 것 같다. 바이러스는 생물도 무생물도 아닌 ‘비생물’인데 그들이 고등기관임을 자부하는 영장류 사피엔스를 쥐락펴락하는 과정에는, 내가 잠시 인간임을 망각한다면 흥미진진한 서스펜스 영화를 보는 것만 같은 착각마저 든다.

인수공통인 코로나 바이러스 감염경로에 대해 박쥐다, 천산갑이다 원인에 대해 갑론을박 하고 있지만 인간이 인간에게 가장 위협이 된다는 사실 자체만으로 세상은 전복되었다. 바야흐로 코로나 이후의 시대(A.C. After Corona)에 이 책을 보면 지금까지 인간이 무엇을 알고 무엇을 모르는지에 대해 알 수 있어 역설적으로 안심이 된다.

1부 신종 바이러스의 침투 경로와 방어전략

2부 가공할 전파능력, 궁극의 방어시스템

3부 코로나19에 맞서는 사회

코로나19에 심한 폐렴이 동반되는 이유는 사스코로나바이러스-2가 기관지의 섬모상피세포나 폐포 안의 2형 상피세포(Type 2 폐포상피세포)를 공격하기 때문이다. 이 세포들에는 사스코로나바이러스-2가 잘 달라붙도록 만드는 효소수용체가 다량으로 존재한다. ‘ACE2’, ‘TMPRSS2’ 등의 수용체가 사스코로나바이러스-2의 세포(18쪽)내 침투능력을 강화해준다. 19쪽

- 스파이크단백질과 단백질가위의 합작으로 침투하기 24쪽

코로나바이러스를 투과전자현미경으로 관찰하면, 바이러스 막표면에 돌기형태의 단백질(스파이크단백질)이 촘촘히 달려 있는 구조를 볼 수 있다. 그 형태가 태양의 코로나와 비슷해 코로나바이러스라는 이름이 붙었다. 축구화 밑바닥의 스파이크가 미끄러짐을 방지하는 것처럼, 스파이크단백질은 숙주세포와 강하게 결합하여 바이러스가 숙주세포로 빠르게 침투하도록 지지해준다.

‘가짜 스파이크단백질’과 ‘가짜 수용체’를 통한 예방과 치료 27쪽

mRNA-1273(전령RNA) 백신은 스파이크단백질의 유전정보를 담은 mRNA(27쪽)를 주사함으로써, 사스코로나바이러스-2의 스파이크단백질과 똑같이 생긴 ‘가짜 스파이크단백질’이 우리 몸에서 스스로 생성되도록 한다. 이것을 이용하여 우리 몸속 면역세포들이 바이러스와 싸울 수 있는 항체를 스스로 만들어내는 원리이다. 28쪽

유전자가위는 생명체의 특정 유전물질을 인지하여 절단하는 인공효소(단백질)이다. 세포의 DNA 염기서열 특정부위를 잘라내거나 다른 유전자로 교체할 수 있는 생명공학 기술이다. 31쪽

바이러스는 한마디로 ‘단백질로 둘러싸인 핵산’이다. 핵산의 종류에 따라 ‘DNA 바이러스‘와 ’RNA 바이러스‘로 나뉘는데, 그 중에서도 RNA 바이러스는 증식 과정에서 돌연변이를 자주 일으킨다. 치료제 내성이 잘 생기고, 백신도 무용지물이 된다. 게다가 돌연변이를 거쳐 숙주를 바꿀 수 있으므로 동물의 바이러스라도 종간 장벽을 넘어 인간에게 넘어올 수 있다. 59쪽

바이러스 설계자, gRNA(유전체 RNA)

사스코로나바이러스-2의 입자의 크리는 약 0.1마이크로미터로 지질막과 단백질로 만들어진 껍질 안에는 gRNA(유전체 RNA)라고 부르는 RNA 한 가닥이 들어 있다. RNA는 DNA처럼 네 종류의 염기(A, U, G, C)를 가진 뉴클레오티드 중합체이다. (···) 사스코로나바이러스-2의 gRNA는 약 3만 개의 염기가 일렬로 이어져 있다. 인간의 RNA염기가 평균 3,000개이고, HIV의 RNA가 약 1만 개의 염기로 이뤄져 있다는 것을 고려하면 사스코로나바이러스-2의 gRNA는 특이할 정도로 큰 RNA이다. 60쪽

면역세포들은 주변에 위험 신호를 알리는 물질인 사이토카인(cytokine)을 분비한다. 사이토카인은 다른 면역세포들을 활성화하여 바이러스와의 싸움으로 이끄는 동시에 더 많은 사이토카인을 생산하도록 유도한다. 하지만 만약 면역체계가 과도하게 반응하여 사이토카인이 급속하게 많은 양이 분비되면 바이러스뿐 아니라 정상조직까지 공격하게 된다. 이 같은 현상을 ‘사이토카인 폭풍’이라 한다. 84쪽