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[이기자의 유레카!] 코로나19, `유전자`에 그 답이 있다

매일경제 2020.04.04 06:01 댓글0

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[이기자의 유레카!-12]지난해 11월 중순 중국 우한 지역에서 신종 감염병인 코로나19(COVID-19) 발병 사례가 첫 보고된 이후 코로나19는 무서운 속도로 전 세계를 감염시켰습니다. 지금까지 경험해보지 못한 새로운 바이러스의 출현에 과학자들은 바이러스의 정체를 분석하는데 집중하고 있습니다. '지피지기 백전불태(知彼知己 百戰不殆)', 상대를 알고 나를 알아야 백 번 싸워도 위태롭지 않기 때문입니다.

바이러스의 유전체 정보를 분석해 온라인으로 공개하는 오픈소스 분석 프로그램인 '넥스트스트레인(Nextstrain)'은 지금도 분주하게 돌아가고 있습니다. 분석 결과를 토대로 전세계 바이러스 전염과 동향을 국가·지역·유전체로 분석해 실시간 모니터링할 수 있죠. 넥스트스트레인은 2019년 12월부터 2020년 3월까지 전 세계에서 수집한 2489개의 코로나19 바이러스 게놈 정보 데이터 분석결과를 공개했습니다. 게놈은 유전자와 염색체를 합한 말로 하나의 세포 속에 들어 있는 염기서열 전체를 의미합니다. 바이러스 게놈을 해독해 시간대·지역별로 비교한다면 바이러스의 전파 경로를 추적할 수 있습니다.4_2.jpg

◆최소 8종…코로나19는 15일마다 변이 중지난해 11월 중순 중국 우한에서 코로나19가 처음 발병한 것으로 보고된 이후 3개월여가 흘렀습니다. 그동안 바이러스는 어떻게 변했을까요.

평균 15일, 최소 8종. 전 세계에서 수집된 넥스트스트레인 분석 결과 코로나19 바이러스는 평균 15일마다 유전 변이가 일어났습니다. 이로 인해 현재 최소 8종의 코로나19 바이러스가 전 세계를 감염시키고 있습니다. 바이러스는 끊임없이 진화하기에 이 숫자는 향후 더 늘어날 수도 있습니다.중국 우한에서 코로나19가 처음 발병한 것으로 보고됐지만, 정작 과학자들은 중국 당국의 정보 통제로 인해 바이러스의 유력한 발원지인 중국 내 바이러스의 정보에 대해 아는 바가 많지 않습니다.

코로나19에 대한 중국 연구팀의 첫 유전자 분석 결과는 지난 1월 발표됐습니다. 이에 대해 찰스 추 미국 샌프란시스코 캘리포니아대(UCSF) 약학·전염병학 교수는 외신과의 인터뷰에서 "중국에서 유행한 코로나19가 단지 한 종이었는지 아니면 더 많은 숫자였는지 알 길이 없다"며 "단순히 검체 수가 적었을 수도 있고, (중국 당국의 압박 등) 정치적인 이유로 인해 (연구팀이)더 많이 분석하지 못했을 수도 있다"고 평가했습니다.

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◆증증·경증 차이…개개인의 유전자에 달렸다?우리나라를 기준으로 코로나19의 치명률은 1%대입니다. 기저질환이 있는 고령층이 위험하 것으로 알려져 있지만, 젊다고 마냥 안심할 수도 없습니다. 프랑스에선 16세 소녀가, 포르투갈에서는 14세 소년이, 벨기에에선 12세 소녀가 코로나19 치료를 받다 숨졌습니다.

과학자들은 환자들의 게놈에 주목하고 있습니다. 코로나19에 감염됐을 때 중증·경증으로 증세가 달리 나타나는 이유가 개개인의 유전자 차이 때문으로 추정된다는 것입니다.

전 세계적으로 과학자들은 코로나19에 감염된 사람들을 포함해 수십만 명의 DNA를 분석하는 연구에 돌입했습니다. 당뇨나 심장·폐질환처럼 기저질환이 없는 코로나19 중증환자의 DNA와 경증환자의 DNA, 건강한 사람의 DNA를 비교 분석하는 작업입니다.

안드레아 가나 헬싱키대 핀란드 분자의학연구소(FIMM) 박사는 "환자들 간 증세의 차이가 '유전 소질(유전 감수성)' 때문으로 보인다"고 밝혔습니다. 유전 소질은 질병 발생 위험이 유전적으로 증가된 상태를 의미합니다. 암 환자의 경우 유전적으로 특정한 암에 잘 걸릴 경우 암에 대한 유전 소질이 있다고 할 수 있죠.

일각에서는 코로나19의 스파이크 단백질이 결합하는 ACE2 수용체의 유전 변이를 통해 바이러스가 더 쉽게 증식할 가능성이 있다는 점에서 유전자 변이로 인한 증상의 차이를 연구하는 것이 필요하다는 주장도 나오고 있습니다. 이탈리아에서 환자 데이터 분석에 나선 알레산드라 레니에리 시에나대 교수는 "연구팀이 11개 병원에서 동의한 환자들을 대상으로 검체를 확보할 수 있도록 당국의 허가를 기다리는 중"이라며 "유전 감수성이 코로나19 환자들에게서 나타나는 급성 폐렴 증상의 원인으로 보인다"고 강조했습니다.

FIMM은 전 세계적인 유전자 분석 프로젝트인 '코로나19 호스트 제네틱스 이니셔티브'를 시작했습니다. 연구소는 전 세계 주요 바이오뱅크(혈액·세포 등 인체자원을 수집해 보관하다 연구기관에서 요청하면 제공하는 인체자원은행)의 도움을 받아 연구를 진행할 계획입니다. 최소 10여 곳의 바이오뱅크들이 이 프로젝트에 관심을 보이고 있습니다. 인체자원 제공자의 동의를 얻어 데이터를 공유하겠단 것이죠.

2017년부터 전체 국민의 10분의 1인 약 50만명의 유전자 정보를 수집해 분석하는 핀젠(FinGenn) 프로젝트를 진행 중인 핀란드, 5만여 명의 유전정보를 보유한 미국 마운트 시나이 아이칸 의과대학, 50만명의 DB를 구축한 영국 바이오뱅크 등이 관심을 보이고 있습니다. 이들은 코로나19 확진자들의 데이터 확보에 나섰습니다. 아이슬란드 정부의 코로나19 진단 검사를 돕고 있는 디코드 제네틱스도 분석 데이터와 환자의 증세 등을 DB로 구축할 수 있도록 정부 허가를 받았죠.

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◆백신 하나면 코로나19 예방 가능할 것코로나19가 계속 변이를 일으킨다니 불안한 분들도 있을 텐데요. 걱정은 잠시 접어두셔도 될 것 같습니다. 넥스트스트레인에 참여하고 있는 프레드 허친슨 암연구센터의 트레버 베드포드 연구원은 분석결과를 소개하며 "유전 변이가 일어나고 있지만 매우 느리고, 작은 수준에 불과하다"고 밝혔습니다. 코로나19의 바이러스 게놈은 약 3만개(인간의 게놈은 약 30억개입니다)로 과학자들은 지금까지 가장 많은 변이가 발생한 코로나19 변종에서도 11개의 변이를 발견했습니다. 최소 8종의 코로나19 변종이 나타났지만, 이들 간 차이점은 크지 않았습니다.

국가별로 치명률이 다르다는 것 들어보셨을 겁니다. 우리나라는 2%가 안되지만 이탈리아는 12%를 넘어섰죠. 과학자들은 바이러스의 변이가 치명률과는 관련이 없는 것으로 보고 있습니다. 나라별로 유행 중인 코로나19 바이러스가 조금씩 다르지만 바이러스 간 (유전적인) 차이가 거의 없기에 오히려 연령, 기저질환의 유무 등이 치명률 차이의 주요 변수라는 설명입니다.

변이가 느리고, 그 변화 정도가 작다는 것은 백신개발에 있어 좋은 소식입니다. 인플루엔자 예방접종을 매년 하는 이유는 인플루엔자 바이러스가 매년 변이를 일으키기 때문입니다. 코로나19는 변이 속도가 매우 느리고, 변이 정도가 작아서 백신을 접종한다면 면역력이 수 년, 길게는 평생 이어질 수 있습니다. 인플루엔자 바이러스가 코로나19에 비해 8~10배 빠르게 변이를 일으킨다는 분석도 있습니다.

피터 틸렌 존스홉킨스대 응용물리연구소(APL) 박사는 "코로나19는 수두, 홍역처럼 느리게 진화하고 있다"며 "매년 새로운 백신을 개발할 필요 없이 한 가지 백신만 있어도 충분할 것으로 보인다"고 전망했습니다. 많은 과학자들은 1년~18개월이 지나면 백신을 받아볼 수 있을 것으로 내다보고 있습니다.

이영욱 기자[ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]

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