신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신 개발을 위한 중요한 열쇠가 나왔다. 미국 연구진들이 코로나19 바이러스의 원자 구조를 3차원(3D) 지도로 구현한 것이다.

20일 AFP 등 외신들에 따르면, 오스틴 텍사스대학과 미국 국립보건원(NIH) 공동 연구팀은 코로나19의 유전자 코드를 연구해 3D 원자 지도를 만들었다.

연구진은 중국 과학자들이 공개한 코로나19에서 바이러스의 핵심 부분인 '스파이크 단백질'의 안정적인 샘플을 개발했다. 이후 이들은 극저온 전자현미경을 이용해 이를 이미지로 구현하는 데 성공했다. 이는 과학전문지 사이언스에서 공개됐다.

연구를 주도한 텍사스대 소속 제이슨 맥라렌은 "이 스파이크 단백질은 우리가 인간에게 주입해보고 싶은 항원"이라며 "이 단백질을 주입하면 인간의 면역 체계를 자극해 항체를 만들 수 있을 것"이라고 설명했다.

이는 코로나바이러스가 인간의 몸에 침투했을 때 이미 준비 태세를 갖춘 면역 체계가 이에 맞서 싸울 수 있다는 얘기이다.

그는 자신의 연구팀이 수년 동안 사스(SARS·중증급성호흡기증후군), 메르스(MERS·중동호흡기증후군) 등의 바이러스를 연구해왔으며, 이러한 경험이 이번 연구에 큰 도움이 됐다고 전했다.

NIH는 이 연구팀이 설계한 스파이크 단백질이 그 자체로 잠재적인 백신이 될 수 있는지 시험 중이다.

연구팀은 이 스파이크 단백질의 분자구조 지도를 자신들과 협력하는 전 세계의 과학자들에게 보내 더 증강된 면역 반응을 유도할 수 있도록 하는 연구를 촉진할 방침이다. 이를 통해 과학자들은 스파이크 단백질의 여러 부분에 달라붙어 그 작용을 억제하는 새로운 단백질을 개발할 수도 있으며, 이는 이미 신종 코로나바이러스에 감염된 환자의 치료에 도움이 될 수 있다.

미국의 바이러스 전문가인 벤저민 노이만은 "이는 가장 중요한 코로나바이러스 단백질 중 하나의 선명한 구조를 보여준다"라며 "이는 코로나바이러스가 어떻게 세포를 발견하고 그 세포에 진입하는지를 이해하는 데 진정한 돌파구"라고 밝혔다.

그는 "이 구조는 스파이크가 세 개의 동일한 단백질로 이뤄져 있지만, 그 가운데 하나가 나머지 두 단백질보다 위로 튀어나와 코로나바이러스가 더 멀리 뻗어 나갈 수 있게 해준다는 것을 보여준다"고 설명했다. 이어 "이번 연구 결과는 코로나바이러스가 인간의 면역 체계에 탐지되는 것을 피하기 위해 이용하는 당(糖) 분자 사슬의 크기와 위치를 보여준다는 점에서도 중요하다"고 덧붙였다.

이번 연구에 이용된 극저온 전자현미경은 전자빔을 이용해 냉동 상태로 보존된 생체 분자의 원자 구조를 보여주는 기기다. 이 기술을 개발한 3명의 과학자는 2017년 노벨 화학상을 받았다.