박현호 중앙대 교수팀이 박테리아의 면역체계를 공격하는 바이러스를 무력화시키는 단백질을 찾아냈다. 추후 인간 유전자 치료 기술에도 접목할 수 있을 것으로 전망된다.

6일 한국연구재단에 따르면 박 교수팀은 박테리아의 면역체계인 ‘크리스퍼-카스’를 공격하는 바이러스의 유전자를 조절해 면역 시스템을 회복하는 새로운 메커니즘을 규명했다. 유전자 가위로 불리는 크리스퍼-카스는 박테리아가 자신을 공격하는 바이러스의 유전정보를 기억하고 있다가 유사 유전자를 가진 바이러스가 침투할 경우 바로 제거하는 방어 시스템이다.

바이러스는 크리스퍼-카스를 억제하는 다양한 ‘항-크리스퍼’ 단백질을 갖고 박테리아의 면역체계를 무력화 시키며 진화했다. 박테리아 역시 바이러스를 무력화하는 방어 체계를 갖추고 있을 것으로 추정됐으나 지금까지 관련 기전은 알려지지 않았다.

이에 연구팀은 바이러스의 항-크리스퍼 유전자와 밀접한 관계를 보이는 박테리아의 ‘Aca (anti-CRISPR associate)’ 단백질에 주목, 항-크리스퍼 단백질과의 상호작용을 연구했다. 그 결과 Aca 단백질이 항-크리스퍼 단백질의 발현을 저해하는 전사인자로 작용함을 밝혔다. Aca 단백질이 항-크리스퍼 유전자의 특정 프로모터에 결합하는 방식으로 항-크리스퍼의 발현을 막아 크리스퍼-카스를 정상 작동시키는 것도 확인했다.

또 Aca 단백질은 항-크리스퍼 유전자의 특정 프로모터에 결합하는 방식으로 항-크리스퍼의 발현을 막아 크리스퍼-카스를 정상 작동시키는 것을 확인했다. Aca 단백질의 3차원 구조를 규명하고 어떻게 이 단백질이 특정 프로모터에 결합하여 바이러스의 무기가 되는 단백질 유전자 발현을 저해할 수 있는지도 분자 수준에서 규명했다.

박 교수는 “이번 연구는 바이러스의 면역 회피 시스템에 대항하는 박테리아의 또 다른 생존 전략을 규명한 연구”라며 “항-크리스퍼 단백질, Aca 단백질은 실제 크리스퍼-카스 시스템을 조절하는 단백질들이기 때문에 인간 유전자 치료 기술로 주목받는 크리스퍼-카스의 정교한 조절 등에 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구 및 기초연구실사업 등의 지원으로 수행됐다. 연구 성과는 국제학술지 ‘뉴클레익 애시즈 리서치’에 지난 8월 26일 게재됐다.