분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-05-04 10:56:53 , Hit : 5270
 HIV의 비밀 침투경로 발견


KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-05-01

이제까지 과학자들은 HIV가 먼저 세포 표면의 수용체에 결합한 다음, 세포막과 외피를 융합시켜 내용물(RNA 등)을 세포 안으로 집어넣으며, 이 과정은 약 10분이 소요된다고 생각해 왔다. 미국 메릴랜드 대학의 연구진은 5월 1일 Cell에 기고한 논문에서, "HIV는 이제껏 알려진 것보다 더욱 복잡한 과정을 거쳐 인간의 세포 안으로 침투한다는 사실을 알아내었다."고 발표하였다.

연구진은 수년 동안 HIV가 인간의 세포 안으로 침투하는 과정을 연구해 왔다. 연구진은 이번 연구를 위하여, HIV의 膜과 내용물을 각각 다른 염료로 염색한 다음, 하나의 HIV 입자가 세포 안에서 움직이는 과정을 추적하였다. 연구진은 이렇게 함으로써 HIV가 세포질 안에서 이동하는 동안 HIV의 외피와 내용물(유전물질)에 어떠한 일이 발생하는지를 파악할 수 있었다.

연구진이 이번 연구에서 알아낸 HIV의 세포내 침투과정은 다음과 같다: HIV는 세포 표면의 수용체에 결합한 후에, 세포내이입(endocytosis)을 통하여 엔도솜(endosomes)이라는 주머니에 둘러싸여 세포 안으로 들어간다. 엔도솜은 30분~1시간에 걸쳐 HIV를 세포질과 격리해 준다. 그 다음으로 바이러스는 외피를 엔도솜의 막과 융합시켜 자신의 내용물을 세포질 안으로 방출한다. 연구진은 세포내이입에 관여하는 다이나민(dynamin)을 다이나소어(dynasore)라는 저해제로 차단한 결과, HIV가 세포를 감염시키는 것을 막을 수 있었다. 이는 HIV가 세포내로 침투하는 과정을 마무리하기 위해서는 세포내이입과 관련된 인간 단백질의 도움을 필요로 한다는 것을 의미한다.

이번 연구는 HIV의 침투과정을 바라보는 패러다임을 변화시키는 획기적인 연구이다. 이는 특히 푸제온(Fuzeon)과 같은 `바이러스 침투저해제`(inhibitors of viral entry)의 작용 메커니즘과 관련하여 많은 시사점을 던진다. 푸제온은 엔푸버타이드(enfuvirtide)의 상품명으로서 스위스의 다국적 제약사인 로슈社에 의해 판매되고 있다. 푸제온은 `침투(융합) 저해제`로 분류되며, HIV가 세포 표면의 수용체와 결합하는 것을 저해함으로써 HIV 감염을 예방하도록 설계되었다.

구체적으로 푸제온은 HIV의 외피단백질인 gp41에 결합한다. 그런데 이러한 결합과정이 세포 표면이 아닌 엔도솜 안에서 이루어진다면, 푸제온의 효과는 제한적일 수 밖에 없다. 따라서 세포내이입이 발생하기 전에 `침투(융합) 저해제`를 먼저 바이러스와 약하게 결합시켜 바이러스와 함께 엔도솜 안으로 들어가게 한 다음, 엔도솜 안에서 gp41에 강력하게 결합하게 할 수 있다면, `침투(융합) 저해제`의 효능을 증강시킬 수 있을 것이다. 이번 연구는 HIV 감염의 초기과정에 대한 의문을 해결함으로써, 새로운 HIV 감염치료제를 개발하는 데 기여할 것으로 보인다.

SOURCE: "HIV Enters Cells via Endocytosis and Dynamin-Dependent Fusion with Endosomes", Cell, Volume 137, Issue 3, 433-444, 1 May 2009.








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