설명: 바이러스의 '코로나'가 머리핀 모양으로 변하는 방법과 그 이유

SARS-CoV-2 스파이크 단백질의 동결 프레임은 인간 세포와 융합한 후 형태의 극적인 변화를 보여줍니다. 과학자들은 이것이 우리의 면역 체계를 산만하게 하는 데 도움이 될 수 있다고 제안합니다. 발견은 백신 개발에 중요할 수 있습니다

스파이크 단백질을 포함한 SARS-CoV-2의 구조. (출처: 위키피디아)

코비드-19 질병을 일으키는 코로나바이러스의 '코로나'인 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질이 새로운 비밀을 공개했습니다. 연구원들은 스파이크 단백질이 인간 세포에 부착된 후 형태가 변하여 스스로 접혀 단단한 머리핀 모양을 가정한다는 것을 발견했습니다. 연구자들은 연구 결과를 Science 저널에 발표했으며 그 지식이 백신 개발에 도움이 될 수 있다고 믿습니다.

스파이크 단백질이란?

왕관이나 코로나의 스파이크처럼 코로나바이러스의 표면에서 돌출된 단백질이기 때문에 '코로나바이러스'라는 이름이 붙었습니다. SARS-CoV-2 코로나바이러스에서 인간 세포에서 감염 과정을 시작하는 것은 스파이크 단백질입니다. 그것은 ACE2 수용체라고 불리는 인간 효소에 자신을 붙인 다음 세포에 들어가 여러 복제물을 만듭니다.

새로운 연구는 무엇을 발견했습니까?

극저온 전자현미경(cryo-EM) 기술을 사용하여 Boston Children's Hospital의 Dr Bing Chen과 동료들은 세포와 융합하기 전과 후에 스파이크 단백질을 두 가지 모양으로 동결 프레임화했습니다.

인간 세포와의 융합 전후 SARS-CoV-2의 Cryo-EM 이미지. Postfusion 모양은 단단한 머리핀과 같습니다. (출처: 보스톤 아동 병원 첸 박사 빙 제공)

이미지는 스파이크 단백질이 ACE2 수용체와 결합한 후 머리핀 모양의 극적인 변화를 보여줍니다. 사실, 연구원들은 바이러스가 세포에 전혀 결합하지 않고도 융합 전에 후 모양이 나타날 수 있음을 발견했습니다. 스파이크는 조기에 대체 형태로 들어갈 수 있습니다.

그것은 무엇을 의미합니까?

Chen 박사는 대체 모양을 가정하는 것이 SARS-CoV-2가 분해되는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다고 제안합니다. 연구에 따르면 바이러스는 다양한 기간 동안 다양한 표면에서 생존할 수 있습니다. Chen은 단단한 모양이 이것을 설명할 수 있다고 제안합니다.

더 의미심장하게도 연구자들은 융합 후 형태가 우리의 면역 체계로부터 SARS-CoV-2를 보호할 수도 있다고 추측합니다.

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어떤 방법으로 면역 체계로부터 바이러스를 보호할 수 있습니까?

융합 후 모양은 바이러스를 중화하지 않는 항체를 유도할 수 있습니다. 실제로, 이 형태의 스파이크는 면역 체계를 산만하게 하는 미끼 역할을 할 수 있습니다.

융합 후 상태를 특이적으로 표적으로 하는 항체는 막 융합(바이러스 진입)이 과정에서 너무 늦기 때문에 막 융합을 차단할 수 없습니다. 이것은 HIV와 같은 다른 바이러스 분야에서 잘 확립되어 있다고 Chen은 말했습니다. 이 웹사이트 , 이메일로.

원칙적으로 두 가지 형태가 중화 에피토프(항체에 의해 표적화된 바이러스의 일부)를 공유한다면, 융합 후 형태도 중화 항체를 유도할 수 있다고 Chen이 말했다. 그러나 특히 SARS-CoV-2와 HIV의 경우 두 구조가 매우 다른 경우가 많기 때문에 융합 후 형태가 면역원으로 유용할 가능성은 거의 없다고 그는 설명했다.

두 형식이 유사점을 공유합니까?

예, 전후 형태 모두 표면의 균일한 간격 위치에 글리칸이라고 하는 당 분자가 있습니다. 글리칸은 바이러스가 면역 탐지를 피하는 데 도움이 되는 또 다른 기능입니다.

대체 모양에 대한 지식이 어떻게 유용합니까?

연구자들은 이번 발견이 백신 개발에 영향을 미칠 것이라고 믿습니다. 현재 개발 중인 많은 백신은 스파이크 단백질을 사용하여 면역 체계를 자극합니다. 그러나 이들은 prefusion 및 postfusion 형태의 다양한 혼합을 가질 수 있다고 Chen은 말했습니다. 그리고 그것은 그들의 보호 효과를 제한할 수 있습니다.

Chen은 융합 후 상태로 이어지는 구조적 변화를 차단하기 위해 사전 융합 구조에서 스파이크 단백질을 안정화할 필요성을 강조했습니다. 단백질이 안정적이지 않으면 항체가 유도될 수 있지만 바이러스 차단 측면에서는 덜 효과적이라고 그는 말했다.

우리의 prefusion 구조를 가이드로 사용하여 prefusion 상태를 모방하기 위해 더 잘 할 수 있어야 한다고 Chen은 Indian Express에 말했습니다. 1차 백신이 우리 모두가 바라는 만큼 효과적이지 않을 경우에 대비하여 이 작업을 진행하고 있습니다.

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