김윤기 KAIST 생명과학과 교수.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 현재 널리 사용되고 있는 코로나바이러스 mRNA 백신은 선형 형태의 mRNA를 가지고 있어 세포내에서 매우 불안정하다. 반면 원형 형태의 RNA는 선형 RNA에 비해 매우 안정되기 때문에 수많은 국내외 제약회사에서 RNA 안정성을 높이기 위해 원형 RNA를 개발하고 있다. 때문에 원형 RNA에서 일어나는 단백질 합성 과정에 대한 연구가 필요한 상황이다.

카이스트(KAIST)는 생명과학과 김윤기(사진) 교수 연구팀이 세포 내에서 일어나는 원형 RNA(circular RNA)의 단백질 합성 과정에 대한 새로운 메커니즘을 규명했다고 23일 밝혔다.

분자생물학에서 ‘중심원리(central dogma)’라고 알려진 DNA로부터 시작해 RNA, 단백질로 이어지는 유전정보의 흐름은 다양한 생물학적 기능을 나타내는 중요 원리다. 이때 최종 생산 산물인 단백질은 번역 과정에 의해 생성되며 이와 관련한 메커니즘 연구는 활발히 진행되고 있었다.

특히 최근 mRNA 백신과 관련해 RNA의 안정성과 합성 효율을 극대화할 수 있는 기법에 관해 관심이 쏠리고 있다. 선형 mRNA는 세포내에서 매우 불안정하기 때문에, 항체 생성 효율을 높이기 위해서 부득이 고용량의 mRNA를 접종하고 있는 상황이다. 이러한 고용량 접종은 mRNA에 기인하는 많은 부작용을 초래할 수 있다.

이번 연구성과 모식도.[KAIST 제공]

연구팀은 원형 RNA에서 일어나는 새로운 형태의 단백질 번역 과정을 규명했다. 세포내에서 생성되는 대부분의 원형 RNA는 엑손 접합 복합체를 가지고 있음을 밝혔다. 엑손 접합 복합체는 단백질 합성을 담당하는 리보솜을 끌어오는 기능을 수행하는 단백질과 직접 결합함으로써, 최종적으로 리보솜을 끌어와 단백질 합성을 유도함을 규명했다.

김윤기 교수는 “이번 연구는 안정성이 높은 원형 RNA에서 일어나는 합성 과정을 규명한 데에 연구의 의의가 있다”면서 “이 작용과정을 이용해 부작용을 최소화하고, 고안정성 및 고효율 단백질 합성이 가능한 mRNA 백신을 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

김윤기 교수는 원형 RNA 기술 상용화를 위해 벤처회사 라이보텍(주)의 공동대표를 맡고 있다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘핵산 연구 저널’ 10월 9일 자로 게재됐다.