손상된 DNA 조각에 mRNA 붙였더니…혈전 등 문제 원천 해결

mRNA는 코로나19 백신으로 널리 알려졌지만, 치명적인 단점이 있다. mRNA를 투여하면 극히 일부 사례에서 단백질이 지나치게 생성되며 폐색전증·뇌졸중·혈전증·자가면역질환 등 심각한 부작용을 일으킬 수 있다. 국내 연구진이 이 문제를 원천적으로 해결했다. 단백질 생성 속도를 처음부터 조절하는 기술을 확보한 것. KAIST는 화학과 전용웅 교수 연구팀이 mRNA가 단백질을 만드는 시작 시점과 속도를 조절할 수 있는 새로운 전략을 제시했다고 1일 밝혔다. 이 방법을 사용하면 환자의 상태에 맞게 단백질이 만들어지는 속도를 조절할 수 있다. 전용웅 교수는 " mRNA는 사실 '치료제'가 아니다. 우리 몸에 바이러스 단백질의 설계도를 전달, 필요한 단백질을 만드는 기술"이라며 "그동안 mRNA를 치료제로 투여할 때 발생하는 과도한 단백질 생성을 막을 길이 없었다"고 말했다. 전 교수는 또 "mRNA 치료제의 부작용을 근본적으로 줄여줄 뿐 아니라, 뇌졸중·암·면역질환 같은 정밀한 단백질 조절이 필요한 치료 분야까지 응용될 수 있다"며 "차세대 mRNA 치료제 개발의 중요한 전환점이 될 것"으로 기대했다. 연구팀은 이번 연구에 일부 손상된 DNA 조각을 활용했다. 이를 mRNA에 붙여 하이브리드 구조를 만든 것. 손상된 DNA 조각이 작은 '방패'처럼 작용해 단백질 제조 기계가 mRNA에 바로 달라붙지 못하도록 만들어 단백질 생성 시작 속도를 늦추는 방식이다. 연구팀은 손상 DNA가 저렴한데다고, 주사 직전 mRNA와 섞기만 하면 되기 때문에 실제 의료 현장에서 쓰기에도 적합하다고 설명했다. 연구팀은 손상 DNA의 길이와 손상 정도를 조절해 단백질 생성이 언제, 얼마나 천천히 시작될지 정밀한 설계가 가능함을 확인했다. 또 여러 종류의 mRNA를 한 번에 넣더라도 각 단백질이 원하는 순서로 차례대로 생성되도록 만들었다. 전용웅 교수는 “화학적 접근으로 단백질 생성 과정을 정밀하게 조절할 수 있었다”며 “이번 기술은 mRNA 치료제의 안전성을 높일 뿐 아니라, 암·유전병 등 다양한 질환에 맞춘 정밀 치료로 확장될 수 있는 기반이 될 것”이라고 말했다. 연구에는 KAIST 화학과 최지훈 및 정태웅 박사과정 연구원이 공동 제1 저자로 참여했다. 연구결과는 화학 분야 국제 학술지(앙게반테 케미)에 게재됐다.