| 기관명 |
NDSL |
| 작성자 |
KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 |
2020-09-07 00:00:00.000 |
| 내용 |
독일 유럽 분자 생물학 연구소(European Molecular Biology Laboratory), 막스 플랑크 연구소(Max Planck Institute of Biophysics), 독일 연방 생물의약품 평가원(Paul-Ehrlich-Institut), 괴테 대학(Goethe University Frankfurt)의 연구진은 백신을 개발하고 감염된 환자를 효과적으로 치료하기 위한 용도로 바이러스 표면 구조를 조사했다. COVID-19 감염이 시작될 때, 코로나바이러스인 SARS-CoV-2는 스파이크와 같은 표면 단백질을 사용해서 인간 세포와 결합된다. 스파이크 단백질은 인간의 면역 반응을 정지시키기 때문에 백신 개발의 핵심이다. 이번 연구진은 저온 전자 단층 촬영(cryo-electron tomography), subtomogram averaging, 분자 역학 시뮬레이션(molecular dynamics simulation) 기법을 결합해서 원자에 가까운 분해능으로 바이러스 위에 존재하는 스파이크 단백질의 분자 구조를 분석하는데 성공했다. 약 1000 개의 서로 다른 바이러스의 표면을 관찰해서 이것의 표면 위에 평균적으로 약 40 개의 스파이크가 존재한다는 것을 확인했다. 분자 역학 시뮬레이션과 이미지 처리 기술로 이러한 스파이크에 대한 중요하고 새로운 구조 정보를 확인할 수 있었다. 이 연구를 통해서 다음과 같은 놀라운 사실을 알게 되었다: 스파이크 단백질의 제일 위에 존재하는 구형 부분이 바이러스와 유연한 줄기로 연결되어 있다는 것을 확인했다. 구형 부분은 표적 세포와 융합하는 역할을 한다. 기존에 이런 줄기 부분은 매우 단단할 것으로 예상되었다. 그러나 컴퓨터 모델을 바탕으로 하는 이번 연구에서는 이런 줄기가 매우 유연하다는 것을 발견했다. 분자역학 시뮬레이션과 극저온 전자 단층 촬영으로 스파이크 단백질은 매우 유연한 세 개의 부분으로 존재한다는 것이 발견되었다. 줄에 묶여 있는 풍선처럼 스파이크는 바이러스 표면을 움직이고, 연결될 수 있는 표적 세포를 찾는다. 감염을 방지하기 위해서는 이러한 스파이크가 항체의 표적이 되어야 한다. 그러나 스파이크 단백질에는 글리칸(glycan)-당과 같은 분자 사슬로 덮여 있다. 이런 사슬은 항체를 중화시키는 스파이크를 숨겨주는 일종의 보호막으로 작용한다. 이 연구결과는 효과적인 백신과 의약물을 만드는데 매우 중요한 역할을 할 것이다. |
| 출처 |
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| 원문URL |
독일 유럽 분자 생물학 연구소(European Molecular Biology Laboratory), 막스 플랑크 연구소(Max Planck Institute of Biophysics), 독일 연방 생물의약품 평가원(Paul-Ehrlich-Institut), 괴테 대학(Goethe University Frankfurt)의 연구진은 백신을 개발하고 감염된 환자를 효과적으로 치료하기 위한 용도로 바이러스 표면 구조를 조사했다. COVID-19 감염이 시작될 때, 코로나바이러스인 SARS-CoV-2는 스파이크와 같은 표면 단백질을 사용해서 인간 세포와 결합된다. 스파이크 단백질은 인간의 면역 반응을 정지시키기 때문에 백신 개발의 핵심이다. 이번 연구진은 저온 전자 단층 촬영(cryo-electron tomography), subtomogram averaging, 분자 역학 시뮬레이션(molecular dynamics simulation) 기법을 결합해서 원자에 가까운 분해능으로 바이러스 위에 존재하는 스파이크 단백질의 분자 구조를 분석하는데 성공했다. 약 1000 개의 서로 다른 바이러스의 표면을 관찰해서 이것의 표면 위에 평균적으로 약 40 개의 스파이크가 존재한다는 것을 확인했다. 분자 역학 시뮬레이션과 이미지 처리 기술로 이러한 스파이크에 대한 중요하고 새로운 구조 정보를 확인할 수 있었다. 이 연구를 통해서 다음과 같은 놀라운 사실을 알게 되었다: 스파이크 단백질의 제일 위에 존재하는 구형 부분이 바이러스와 유연한 줄기로 연결되어 있다는 것을 확인했다. 구형 부분은 표적 세포와 융합하는 역할을 한다. 기존에 이런 줄기 부분은 매우 단단할 것으로 예상되었다. 그러나 컴퓨터 모델을 바탕으로 하는 이번 연구에서는 이런 줄기가 매우 유연하다는 것을 발견했다. 분자역학 시뮬레이션과 극저온 전자 단층 촬영으로 스파이크 단백질은 매우 유연한 세 개의 부분으로 존재한다는 것이 발견되었다. 줄에 묶여 있는 풍선처럼 스파이크는 바이러스 표면을 움직이고, 연결될 수 있는 표적 세포를 찾는다. 감염을 방지하기 위해서는 이러한 스파이크가 항체의 표적이 되어야 한다. 그러나 스파이크 단백질에는 글리칸(glycan)-당과 같은 분자 사슬로 덮여 있다. 이런 사슬은 항체를 중화시키는 스파이크를 숨겨주는 일종의 보호막으로 작용한다. 이 연구결과는 효과적인 백신과 의약물을 만드는데 매우 중요한 역할을 할 것이다. |
| 내용 |
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| 첨부파일 |
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