서강대학교 바이오계면연구소 신관우 교수 공동 연구팀,

인공 코로나 바이러스 합성에 성공

- 코로나 바이러스와 동일한 단백질 구조와 유전정보 포함 -

- PCR이나 진단키트로는 바이러스로 진단되나 전염성은 없어 -

▲서강대 바이오계면연구소 신관우 교수

   서강대학교(총장 심종혁)는 지난 5월 30일, COVID-19으로 불리는 코로나 바이러스와 3차원 구조, 단백질 특성, 유전정보까지 유사하지만 전염성은 없는 인공 바이러스를 실험실에서 합성했다고 보고하였다.

이번 연구는 서강대 바이오계면연구소 신관우 교수 연구팀과 중앙대 융합공학과 민준홍 교수팀의 공동 연구로 수행되었으며, 코로나 바이러스의 분자 배열 형태와 생화학적 특성을 그대로 모사한 인공 바이러스 제작에 성공했다.

▲ 인공바이러스와 실제 바이러스의 구조 전자현미경 사진

이번에 인공적으로 합성에 성공한 바이러스는 전자현미경으로 관찰한 결과 형태적으로 실제 바이러스와 매우 흡사하다. 세포막 외부에는 코로나로 불리는 S-단백질(스파이크 단백질)이 붙어 있고, 세포막 내부에는 COVID-19의 RNA로 구성된 유전정보와 N-단백질(뉴클레오캡시드 단백질) 등이 실제 바이러스와 동일하게 포함되어 있다.

현재 시판 중인 대부분의 신속 진단키트는 S-단백질이나 N-단백질의 항원-항체 반응이나, RNA를 이용한 유전정보 증폭을 통해 바이러스를 판별한다. 실제로 현재 시판 중인 대부분의 COVID-19 진단기기들은 이 인공 코로나 바이러스를 모두 실제 바이러스로 진단함이 확인되었다.

그러나 실제 바이러스와 달리, 이 인공 바이러스는 대부분의 단백질과 RNA가 진단키트에 검출만 가능한 국부적인 단편만을 가지고 있어, 실제 질병을 유발하거나 전염성은 전혀 없다.

본 연구를 수행한 서강대 바이오계면연구소 신관우 교수는 “바이러스의 특징적인 단백질들을 하나씩 인공 세포막에 조립해 가는 합성생물학의 인공세포 기술을 활용하여 성공했다”면서, “새로운 변종의 코로나 바이러스가 나왔을 때 그 대응으로 개발된 진단키트나 PCR 시약의 검출 감도 등을 일반 실험실에서 손쉽게 검증할 수 있다”고 밝혔다.

코로나 등 바이러스는 시기에 따라 지속적으로 변종이 나타나며, 그 감염 여부를 진단하기 위해서는 새로운 진단키트가 필요하다. 이때 새로운 변종이 나올 때마다 환자에게서 채취한 검체를 이용해 진단 정확도를 확인해야 하며, 이는 엄격히 관리되는 시설에서만 실험할 수 있다. 그러나 이 인공 바이러스는 일반 실험실에서도 진단키트의 검출 감도나 진단 여부를 손쉽게 검증하는 데 활용될 수 있다.

▲ 본 논문이 발간된 저널(Advanced Therapeutics 2025년 6월호)의 표지 사진

이번 연구 성과는 세계적인 학술지 Wiley의 Advanced Therapeutics 2025년 6월호에 표지 논문으로 선정되었다.

▶논문 링크: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adtp.202400401