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논란의 밍크 유래 추정 코로나 변이 살펴보니 "관찰 필요하지만 과대 해석 금물"

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논란의 밍크 유래 추정 코로나 변이 살펴보니 "관찰 필요하지만 과대 해석 금물"

2020.11.10 07:55
덴마크 제기 4개 변이 가운데 2개 집중 분석..."감염, 중증 영향 몰라...항체 결합 등은 가능성"
이번에 덴마크 연구소가 제기해 국제적 관심을 불러 일으킨 밍크 유래 추정 코로나19 바이러스 변이 가운데 하나인 스파이크 단백질 Y453F 변이 주변의 단백질 구조를 추정한 그림이다. 가운데 453번 숫자가 붙은 분자가 변이로 타이로신 대신 들어간 페닐알라닌이다. 코비드3D 화면 캡쳐
이번에 덴마크 연구소가 제기해 국제적 관심을 불러 일으킨 밍크 유래 추정 코로나19 바이러스 변이 가운데 하나인 스파이크 단백질 Y453F 변이 주변의 단백질 구조를 추정한 그림이다. 가운데 PHE 453번 숫자가 붙은 분자가 변이로 타이로신 대신 들어간 페닐알라닌이다. 코비드3D 화면 캡쳐

유럽에서 새로운 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19, 코로나19) 변이가 발견돼 화제다. 이 변이를 지닌 바이러스는 밍크 수십 마리와 전세계 수백 명의 사람에게 공통적으로 발견돼 밍크를 통해 처음 인간에게 감염된 것으로 추정된다. 일각에서는 이 변이를 지닌 바이러스가 나머지 바이러스에 비해 감염력이 높거나 중증을 유발할 가능성이 높으며 백신의 효능도 낮을 것이라고 주장하고 있다. 하지만 아직 이 변이가 중증도나 전파력을 증가시킬 것이라는 어떤 증거도 없다는 게 현재까지 전문기관들의 결론이다. 다만 항체 결합 등에 영향을 미칠 가능성이 제기된 만큼 추적 관찰은 필요할 것으로 보인다.

 

●총 4개 변이 요주의 제기…그 중 2개가 집중 관심

 

문제의 변이는 덴마크 국립혈청연구소가 이달 5일(현지시간) 처음 공개한 변이들이다. 코로나19 바이러스가 인체세포에 침투할 때 개시 역할을 하는 돌기 단백질인 ‘스파이크 단백질’에서 4가지 변이를 발견해 ‘클러스터 5’라고 이름 붙였다. 전세계 바이러스 게놈 정보를 공유하는 국제기구로 코로나19 바이러스의 변이를 매일 모니터링하고 있는 ‘국제인플루엔자데이터공유이니셔티브(GISAID)’가 5일(현지시간) 공개한 데이터에 따르면, 이들 변이는 이 날까지 전세계에서 310명의 사람과 덴마크 및 네덜란드 등의 밍크 39마리에서 공통적으로 발견됐다.

 

밍크와 관련해 발견된 변이는 총 4개지만, 이 가운데 특별히 관심을 받는 변이는 크게 두 가지다. 하나는 바이러스의 2만2920번 염기서열을 아데닌(A)에서 티민(T)로 대체한 변이다. 453번 아미노산을 타이로신(Y)에서 페닐알라닌(F)로 바꿔서 Y453F 변이라고 불린다. 바이러스 게놈 데이터를 분석하는 국제 공동프로젝트인 ‘넥스트스트레인’의 분석 결과를 보면 이 변이는 4월 말까지 전혀 보이지 않는다. 4월 말 또는 5월 초 이후 처음 유럽에서 등장한 것으로 추정된다. 다만 이 변이가 차지하는 비율은 매우 낮아서 가장 많을 때에도 전체의 1%를 넘긴 적이 없다. 

 

엠마 호드크로프트 넥스트스트레인 설립자는 5일 트위터를 통해 “이들을 상세히 분석해 보면 모두 밍크에서 유래했음을 알 수 있다”며 “(한 번이 아니라) 여러 차례에 걸쳐 변이가 발생했으며 데덜란드 외에 덴마크에서도 유래한 것으로 보인다”라고 말했다.

 

유럽의 게놈 2700여 개를 분석한 결과 중 2만2920번 염기서열이 A인 경우(녹색)과 T로 변한 변이(노란색)를 찾은 계통도다. 위에 한 계통에 집중적으로 발견된 게놈은 덴마크에서 나온 변이고, 그 살짝 위에 있는 변이는 러시아에서 발견된 변이다. 아래 하나 떨어져 있는 게놈은 네덜란드의 밍크에서 나온 변이다. 넥스트스트레인 화면 캡쳐
유럽의 게놈 2700여 개를 분석한 결과 중 2만2920번 염기서열이 A인 경우(녹색)과 T로 변한 변이(노란색)를 찾은 계통도다. 위에 한 계통에 집중적으로 발견된 게놈은 덴마크에서 나온 변이고, 그 살짝 위에 있는 변이는 러시아에서 발견된 변이다. 아래 하나 떨어져 있는 게놈은 네덜란드의 밍크에서 나온 변이다. 넥스트스트레인 화면 캡쳐

호주 멜번대가 운영하는 코로나19 변이 단백질 3차원 구조 정보 데이터베이스 ‘코비드3D’의 정보를 보면 453번 아미노산의 변이는 주변 다른 아미노산과의 수소결합 등 결합 관계를 약간 변형시키고 분자의 유연성을 증가시키는 것으로 추정된다(아래 그림). 제시 블룸 미국 프레드허치암센터 교수팀이 분석해 홈페이지에 공개한 결과에 따르면, 이 변이는 바이러스의 스파이크 단백질을 인체 세포의 ‘관문’인 안지오텐신전환효소2(ACE2)’의 결합부위(RBD)와 좀더 잘 달라붙게 하는 것으로 나타났다. 

 

하지만 이것이 감염력을 높이는 등의 임상적 결과로 이어졌다는 증거는 없는 상태다. 호드크로프트 연구원은 “변이가 발견된 게놈을 보면 서로 ‘클러스터’를 이루지 않고 산발적으로 밍크로부터 발생했다”라며 “사람들 사이에서 공통적으로 발견되지도 않는다”라며 확대해석을 하지 말아야 한다고 지적했다.

 

Y453F 변이를 지닌 바이러스의 스파이크 단백질 일부(오른쪽)와 변이가 없는 원래 바이러스의 스파이크 단백질 일부 구조를 비교했다. 가운데 453번 아미노산을 놓고 주변부와의 수소결합(빨간 점선) 등이 달라져 있다. 이것의 의미는 구조만으로는 이해하기 어렵다. 다만 일부 연구에서 인체세포 ACE2와의 결합력이 강해질 수 있다는 분석이 나온 상태다. 코비드3D 화면 캡쳐
Y453F 변이를 지닌 바이러스의 스파이크 단백질 일부(오른쪽)와 변이가 없는 원래 바이러스의 스파이크 단백질 일부 구조를 비교했다. 가운데 453번 아미노산을 놓고 주변부와의 수소결합(빨간 점선) 등이 달라져 있다. 이것의 의미는 구조만으로는 이해하기 어렵다. 다만 일부 연구에서 인체세포 ACE2와의 결합력이 강해질 수 있다는 분석이 나온 상태다. 코비드3D 화면 캡쳐

●항체 효과 떨어뜨릴 가능성 제기된 6개 염기서열 결손 변이

 

또 하나의 유력한 새 변이는 2만1766번 염기부터 2만1771번 염기까지 6개의 염기가 사라진 변이다. 스파이크 단백질 69번과 70번 아미노산을 제거했다. GISAID에 따르면 이 변이는 보다 많은 1706명의 사람에게 발견됐다. 이 변이는 그 자체보다도 이 변이를 지닌 다른 변이의 영향이 더 중요하다. 

 

이 변이는 스파이크 단백질의 439번 아미노산을 아스파라긴(N)에서 라이신(K)로 바꾼 N439K에서 집중적으로 발견됐다. N439K는 7월 이후 유럽에서 수가 증가한 변이인데 10월 ‘네이처’와 ‘이라이프’ 등의 논문에서 항체의 중화 효능을 떨어뜨릴 가능성이 제기됐다. 일부 언론에서 “백신 효능이 떨어질 가능성이 있다”고 주장한 근거다. 하지만 호드크로프트 연구원은 “항체에 저항이 생기는 것이 꼭 백신 효능에 영향을 미치는 것은 아니다”라고 지적했다.

 

GISAID 역시 5일(현지시간) 이례적으로 빠르게 이 변이의 존재와 특성을 공지했지만, 큰 영향은 없을 것으로 전망했다. GISAID는 “이 변이가 숙주(인체세포)의 수용체나 항체에 약간의 영향을 미칠 수도 있지만 현재까지 사람들 사이에서 유통된 과정을 보면 역학적으로 큰 영향은 주지 않을 것으로 예상된다”라고 밝혔다. GISAID는 특히 “이들이 정말 밍크 농장에서 유래했다면 밍크 사이의 전파를 강화하도록 적응했겠지만 사람에게도 비슷한 효과가 있을 가능성은 낮다”고 덧붙였다.

 

호드크로프트 연구원은 “스파이크 단백질의 변이는 중요하기 때문에 책임감있게 소통돼야 한다”라며 “맥락 없는 발표는 우려와 공포 섞인 기사를 양산할 뿐 도움이 되지 않으며 과학자들로 하여금 제대로 된 평가나 해석을 하지 못하게 한다”라고 지적했다. 
 

이번에 위협이 될지 모른다고 제기된 스파이크 단백질 변이를 표시해 분석한 GISAID의 자료다. D614G를 제외한 4개 변이가 이번에 문제가 될 가능성이 제기된 변이다. 이 가운데 2개(I692V, M1229I)는 영향이 없을 것으로 추정되지만 Y453F와 H69 및 V70 결손은 수용체 결합이나 항체 효능 등에 영향이 미칠 가능성이 제기됐다. 하지만 이조차 큰 영향은 없을 가능성이 높다는 게 현재까지의 결론이다. 다만 잠재성은 있으므로 모니터링은 필요하다. GISAID 제공
이번에 위협이 될지 모른다고 제기된 스파이크 단백질 변이를 표시해 분석한 GISAID의 자료다. D614G를 제외한 4개 변이가 이번에 문제가 될 가능성이 제기된 변이다. 이 가운데 2개(I692V, M1229I)는 영향이 없을 것으로 추정되지만 Y453F와 H69 및 V70 결손은 수용체 결합이나 항체 효능 등에 영향이 미칠 가능성이 제기됐다. 하지만 이조차 큰 영향은 없을 가능성이 높다는 게 현재까지의 결론이다. 다만 잠재성은 있으므로 모니터링은 필요하다. GISAID 제공

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