[사이언스] 에이즈 백신 개발을 위한 HIV 단백질 설계

특허뉴스 선우정 기자 | 기사입력 2019/06/11 [13:28]

[사이언스] 에이즈 백신 개발을 위한 HIV 단백질 설계

특허뉴스 선우정 기자 | 입력 : 2019/06/11 [13:28]

 

인간 면역결핍 바이러스(HIV)는 후천성 면역 결핍증(AIDS)를 유발한다고 알려져 있다. HIV 바이러스는 표면의 당단백질인 외피(外皮) 단백질 삼량체(Envelope protein trimer, Env)를 이용하여 인간 면역세포 표면의 CD4 단백질과 결합하여 침투/감염시킨다. 따라서 HIV 외피 단백질이 인간 면역세포 표면의 CD4 단백질과 결합하지 못하도록 항체 등을 이용한 에이즈 치료법들이 개발되고 있다.

 

또한, 백신의 개념으로 HIV 외피 단백질 일부를 사람에게 미리 투입하면 인체내에서 스스로 HIV 외피 단백질을 타겟하는 항체를 생산하는 방법도 활발히 연구되고 있다. 문제는 HIV 대부분의 단백질들이 그렇듯이 변이가 매우 많이 발생하여 특정 항체, 백신을 개발하더라도 지속적으로 광범위하게 생기는 변이 바이러스를 모두 효과적으로 제어하는 것이 불가능하여 단일 치료법 등의 개발에 어려움이 있어 왔다.

 

한국연구재단은 서울대 한병우 교수 연구팀이 에이즈를 유발하는 인간면역결핍바이러스(HIV) 단백질의 대표적 구조를 설계해, 치료용 항체 유도 가능성을 제시했다고 밝혔다.

이번 연구는 미국 스크립스연구소, 네덜란드 암스테르담대학교 의학센터와 공동연구로 수행됐다.

 

연구팀은 인간면역결핍바이러스 변이를 모두 분석해서, 전체 외피 단백질을 가장 잘 대표하도록 설계된 단백질 '콘엠(ConM)'을 백신 개발에 최적화되게 추가 변형했다. 또한 이를 통해 광범위한 에이즈 변이에 대하여 치료 효과가 좋은 항체들을 유도하는데 성공했다.

 

연구팀은 2017년까지 알려진 6,000개 이상의 인간면역결핍바이러스 외피 단백질의 모든 서열을 분석해, ConM을 백신 개발에 최적화되도록 설계하고, 단백질의 3차원 구조를 밝혔다.

 

또한 설계된 ConM 단백질을 토끼와 짧은 꼬리원숭이에 주입하여 에이즈 치료 항체를 유도했고, 이로써 백신으로 개발될 수 있는 가능성을 규명했다.

 

한병우 교수는 이 연구는 변이체가 광범위하고 다양하여 효과적인 치료법 개발이 힘든 인간 면역결핍 바이러스 백신 연구에 직접 적용될 수 있을 것으로 기대한다라고 연구 의의를 설명하며, “향후 이 원리를 적용해서 변종이 심해 치료법 개발이 힘든 독감 바이러스, 에볼라 바이러스, C형 간염 바이러스 단백질에 대해서도 연구할 계획이다라고 후속 연구계획을 밝혔다.

 

연구 성과는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’530일 게재되었다.

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