분석과학기술대학원

코로나 바이러스의 침투를 막는다

- 코로나 바이러스의 감염을 막는 새로운 약제 개발 -

 관련내용

코로나-19 치료제는 현재까지 코로나바이러스의 세포내 증식을 억제하는 활성 (예: Remdesivir)에 초점을 맞추어 연구가 되어왔다. 이에 비해, 바이러스가 인체의 세포에 침투시 세포에 존재하는 다양한 기전을 하이재킹하는데 이를 억제하여 바이러스의 감염을 막고자 하는 연구도 활발하게 진행되고 있다. 특히 코로나바이러스 계열들의 외피 바이러스는 감염과정에서 세포에 존재하는 endocytosis 기작과 endosome 형성 과정의 일부를 이용하는 것이 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 endocytosis 기작과 endosome 형성과정을 조절하는 PIKfyve와 PIP5K1C 효소를 동시에 저해하는 신규 저분자 화합물을 발굴하여, 이 화합물 (UNI418로 명명)이 코로나바이러스의 세포 감염과정을 단계적으로 저해할 수 있다는 점을 세계 최초로 규명하여 논문으로 보고하였다. 

 (논문명) A dual inhibitor of PIP5K1C and PIKfyve prevents SARS-CoV-2 entry into cells.

               Experimental Molecular Medicine (IF: 12.8) In press

1. 연구배경

코로나-19 바이러스에 의한 감염은 호흡기를 통해 전파되어 전 세계 보건과 경제에 큰 피해를 야기하였다. 백신의 개발과 더불어 현재는 코로나바이러스의 팬데믹이 엔데믹으로 단계로 완화되고 있지만, 초기에 개발된 백신에 대한 저항성이 생긴 변종 코로나바이러스가 출현하였다. 또한, 신종 코로나바이러스의 유행 가능성이나, 다른 종류의 팬데믹 바이러스 발생에 관한 우려가 인류 건강의 위협인자으로 작용하고 있다. 이런 바이러스들의 감염을 근본적으로 차단하는 방법으로 바이러스가 세포에 침투하는 기전을 억제 방식의 치료 연구가 최근들어 새로운 방법론적 대안으로 대두되고 있다. 코로나바이러스를 포함한 여러 인체감염 바이러스들은 감염과정에서 endocytosis 기전을 이용한 세포내 이동과 그 후의 endosome 탈출과정을 거쳐 바이러스 유전물질을 세포질로 이동시킴으로써 증식을 시작한다. 이 과정들을 조절하는 다양한 세포 유래 인자들이 바이러스 감염과정을 억제할 타겟으로 활발히 연구되고 있다. 따라서, endocytosis를 이용한 세포내 바이러스 이동과 endosome 탈출 과정을 조절하는 효소의 저해제는 코로나바이러스를 포함하는 다양한 바이러스의 감염을 막을 수 있는 범용성 치료제가 될 가능성이 높다. 

2. 연구내용

UNIST에 위치한 기초과학연구원 (IBS) 유전체 항상성 연구단 (연구단장, 명경재)은 유전체의 항상성의 문제가 생기는 과정에서 세포가 반응하는 것을 저해하는 화합물들을 발견하였다. 이 화합물들 중에 한 화합물인 UNI418이 코로나-19 바이러스의 endocytosis 기작을 통한 세포내 이동과 그 이후 endosome 탈출과정을 조절하는 PIKfyve와 PIP5K1C를 저해하는 것을 밝혔다. 이 기작과 유전체 항상성에 대한 연구는 마무리 단계로 곧 논문이 발표될 예정이다. UNI418이 PIKfyve와 PIP5K1C를 저해한다는 점에 착안하여 유전체 항상성 연구단은 이 분야의 전문가인 충남대학교 이주용 교수와 한국화학연구원 김미현 박사팀과 공동 연구를 통해 UNI418에 의한 PIKfyve와 PIP5K1C의 저해가 코로나바이러스의 감염을 막을 수 있는 효능이 있음을 밝혔다.

3. 기대효과

UNI418과 이 화합물의 유도체들은 현재 개발 단계에 있으며, 기술이전을 통해 대상 질환 치료제로 개발을 할 예정이다. 합성 화합물은 향후 코로나바이러스나 이와 유사한 기전으로 인체에 침투하는 바이러스의 항바이러스제로 개발될 가능성이 있다.

용어설명(영어명)

1) Endocytosis: 세포내이입. 세포가 에너지를 이용하여 단백질 같은 분자를 세포 내로 옮기는 과정

2) Endosome: 엔도솜. 진핵세포 내부의 막으로 결합된 구조로 endocytosis로 인해 만들어진다. 

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