[기계신문] KAIST 생명과학과 오병하 교수 연구팀이 계산적 항체 디자인을 개발하고 이를 적용, 오미크론을 포함해 현재 유행 중인 모든 코로나19 변종 바이러스에 뛰어난 효과를 나타내는 중화항체를 개발했다. 중화항체란 병원체가 신체에 침투했을 때 생화학적으로 미치는 영향을 중화하여 세포를 방어하는 치료용 항체를 의미한다.
코로나19 감염을 유발하는 바이러스로 알려진 SARS-CoV-2 바이러스는 스파이크 당단백질 부위에 있는 수용체 결합 부위(이하 항원)를 인간 세포막에 붙어있는 hACE2(human Angiotensin Converting Enzyme2) 수용체에 결합시켜 세포 내로 침입하는 기전을 보인다. 이러한 기전에 착안해 세계 유수의 제약회사들의 연구진은 수용체 결합 부위에 붙는 중화항체 에테세비맙(Etesevimab), 밤라니비맙(Bamlanivimab) 등을 개발했다.
하지만 이 항체들은 최초에 유행한 코로나 바이러스에 효과적인 것과 다르게 알파, 베타, 델타 등과 같은 변이에는 중화능이 없거나 떨어지는 것으로 보고됐다. 변이 바이러스의 등장으로 기존 항체들의 중화능이 떨어지는 이유는 바이러스의 항체 인식부위 서열에 변이가 생겨 항체가 더이상 제대로 결합하지 못하게 되기 때문이다.
오병하 교수 연구팀은 계산적 단백질 디자인 방법으로 바이러스 항원에서 변이가 생기지 않는 부분에 강력하게 결합하는 항체를 개발했다. 결과적으로, 이번에 개발한 항체는 오미크론을 포함해 알려진 SARS-CoV-2의 모든 변이 바이러스뿐만 아니라 SARS-CoV-1, 천산갑 코로나 바이러스에도 강력한 결합력을 보이며 우수한 중화 능력 지표도 확인했다.
연구팀이 개발한 항체는 미래에 출현할지 모르는 새로운 중증호흡기증후군 유발 코로나 바이러스에도 대응할 수 있는 범용 코로나 치료항체 후보로 기대된다. 또한, 이번에 개발된 계산적 항체 디자인 기술은 항원의 특정 부위에 결합하는 항체를 발굴하는 새로운 방법으로서 그 응용성이 넓고 기술적 가치가 높다.
KAIST 오병하 교수는 “이번에 개발한 항체는 아미노산 서열이 거의 바뀌지 않는 표면에 결합하기 때문에 향후 출현할 수 있는 신·변종 코로나 바이러스에 즉각 대응할 수 있는 치료 물질이 될 수 있다”며 “이번 연구를 통해 개발한 계산적 항체 디자인 방법은 실험적으로는 얻기 어려운 항체를 개발하는데 널리 이용될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
한편, KAIST 생명과학과 정보성 박사과정이 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 항체 전문 학술지 ‘mAbs’에 게재됐으며, 연구에는 연세대학교 조현수 교수 연구팀과 한국화학연구소 김균도 박사 연구팀이 참여했다.
참고로, 상기 논문 발표 후 오미크론이 새롭게 출현하였으며, 연구팀은 개발한 중화항체가 이 변종에도 효과가 있음을 실험적으로 입증하였다. 이번 연구는 KAIST 코로나대응 과학기술뉴딜사업단과 한국과학재단 기초과학연구실 사업의 지원을 받아 수행됐다.
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