[인사이트코리아=도다솔 기자] 기초과학연구원(IBS)이 세계 최초로 코로나19의 RNA 전사체를 분석해내는 쾌거를 이뤘다. 이로써 전 세계를 공포로 몰아넣은 코로나19 치료제 개발에 결정적인 기여를 할 것으로 보인다.

9일 IBS는 RNA연구단을 이끌고 있는 김빛내리 서울대 생명과학부 교수(단장)와 장혜식 생명과학부 교수(IBS연구위원 겸임)를 비롯한 연구팀과 질병관리본부 국립보건연구원과의 공동 연구를 통해 코로나19의 원인인 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 고해상도 유전자 지도를 완성했다고 밝혔다. 연구결과는 이날 세계적 생명과학 분야 권위지 셀 온라인판에 우선 게재됐다.

연구팀은 두 종류의 차세대 염기서열 분석법(나노포어 직접 RNA 시퀀싱, 나노볼 DNA 시퀀싱)을 활용해 사스코로나바이러스-2가 숙주세포 내에서 생산되는 RNA 전사체를 모두 분석했다. 이 분석에서 바이러스 유전자의 정확한 위치를 찾아내는 한편, 기존 분석법으로는 확인되지 않았던 RNA들을 찾고 바이러스의 RNA에 화학적 변형(최소 41곳)이 일어난다는 사실을 발견했다.

RNA란 핵산의 일종으로 유전자가 지닌 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 직접적으로 작용하는 고분자 화합물이다. 유전 정보를 전달하거나 유전자의 발현을 조절하는 역할을 한다. 이를 통해 바이러스 전사체가 어떻게 구성됐는지 이해하고 바이러스 유전자들이 유전체 상의 어디에 위치하는지를 정확히 파악할 수 있게 됐다.

이전 연구에서 코로나19 바이러스의 게놈 정보가 보고된 적은 있지만, 이를 기반으로 유전자 위치를 예측하는 수준에 머물렀다. 이번 연구를 통해 사스코로나바이러스-2 유전자의 복잡하면서도 숨겨진 비밀들을 풀 수 있는 지도를 확보할 수 있게 된 것이다.

김빛내리 교수는 “이번 연구는 사스코로나바이러스-2 유전자에 대한 풍부한 정보와 세밀한 지도를 제시함으로써 바이러스의 증식 원리를 이해하고 새로운 치료 전략을 개발하는 데 기여할 것”이라고 말했다.

국내 과학계에서 노벨상 수상에 가장 가까운 과학자로 꾸준히 거론돼 온 김빛내리 교수는 이번 코로나19의 숨겨진 비밀을 밝혀내면서 향후 코로나19 치료제 개발에 큰 기여를 하게 됐다. 더불어 우리나라가 염원해온 노벨상 수상에도 한 발짝 다가섰다는 전망도 조심스럽게 제기되고 있다.

네이처 “김빛내리, 동아시아의 과학 스타”

이번 연구를 성공적으로 이끈 김빛내리 교수는 미국, 일본 등 해외에 비해 기초과학 분야 투자가 더딘 국내 사정에도 불구하고 세계적으로 RNA 분야 연구를 선도하고 있다.

RNA 분야에 대한 본격적인 연구는 김 교수가 거의 처음으로 시작한 것으로 알려졌다. 다소 생소한 RNA는 암과 같은 질병의 원인을 밝히고 치료제를 개발하는 단초가 된다. 또 진단이나 치료 분야 등 다양하게 응용될 수 있다.

1969년 전라남도 영광에서 태어난 김 교수는 1992년 서울대 미생물학과를 졸업하고 1994년 같은 대학 대학원에서 미생물학 석사 학위를 받았다. 1998년 영국 옥스퍼드 대학 대학원에서 박사 학위를 취득한 그는 해외유학 시절부터 마이크로 RNA 연구에 매달리기 시작했다. 1999년부터 미국 펜실베이니아대에서 연구원으로 일하다 2004년 서울대로 자리를 옮겨 관련 연구를 꾸준히 이어가면서 세계적인 과학자 반열에 올랐다.

김 교수는 세계 최초로 마이크로RNA의 생성과 작용 메커니즘을 밝혀냈다. 세포의 분화와 발생, 대사를 조절하는 마이크로RNA가 형성되는 중요한 단계를 규명해 전 세계 생물학 발전에 크게 기여했다.

또한 배아줄기세포에서 만들어져 줄기세포 유지를 도와주는 마이크로RNA를 발견해 줄기세포에서 마이크로RNA가 어떻게 조절되는지 밝혀내 줄기세포의 유전자 조절에 대한 이해를 넓혔다. 암세포의 성장과 사멸을 조절하는 마이크로RNA 발견으로 암생물학 발전에도 기여했다는 평가다.

그는 2004년 한국분자세포생물학회 마크로젠 신진과학자상을 수상했으며 2006년 같은 학회 여성과학자상을 받았다. 2008년 여성과학계의 최고상으로 꼽히는 ‘로레알 유네스코 세계 여성과학자상’, 2007년 한국과학재단·과학논문인용색인(SCI) 주관사 미국 톰슨사이언티픽이 선정한 ‘올해 세계 수준급 연구영역 개척자상, 2013년 대한민국 최고과학기술인상, 2016년 올해의 과학자상, 지난해 아산의학상을 수상하는 등 매년 과학계의 굵직한 상을 휩쓸고 있다.

김 교수는 2018년 한국연구재단이 조사한 '과학기술 논문 평가에 자주 이용되는 피인용수' 보고를 통해 지난 10년간 노벨과학상 수상자 수준에 도달한 한국 과학자 7인 중 한명으로 꼽혔다. 같은 해 국제학술지 ‘네이처’는 RNA분야에서 뛰어난 연구업적을 내고 있는 점을 주목해 김 교수를 ‘동아시아 과학의 스타’로 선정하기도 했다.