[주목! e기술] 코로나19 백신 핵심 mRNA

[이데일리 송영두 기자] RNA는 리보핵산이라 불리며 DNA(디옥시리보핵산)와 함께 대표적인 유전물질이다. DNA가 우리 몸 유전정보를 담고 있는 설계도 개념이라면 RNA는 DNA로부터 필요한 유전정보를 전달받아 단백질을 생산하는 역할을 한다.

기초과학연구원(IBS)에 따르면 RNA는 DNA로부터 복제되거나 전달받은 유전정보를 세포 내 리보솜(단백질 공장)으로 가져가 단백질을 생산한다. RNA 정보는 필요한 아미노산을 소환해 단백질을 만들게 된다. DNA 정보가 RNA로 옮겨지고, 단백질 생산으로 이어지는 과정을 센트럴 도그마라고 부른다. 유전정보를 전달하는 매개체 역할을 하는 RNA를 메신저RNA(mRNA)라고 부른다. 유전정보가 전달되는 분자생물학의 중심 원리라는 게 전문가들의 설명이다.

mRNA 백신 작용 기전.(자료=생물학연구정보센터)

코로나19 백신에서 자주 언급되는 mRNA는 정확히 어떤 단백질을 만들어야 하는지에 대한 암호화된 정보가 담겨있다. 인간 유전자 3만~3만5000개 정도가 mRNA를 통해 단백질을 만들어내는 것으로 추정된다. IBS는 리포트를 통해 사스코로나바이러스-2는 RNA를 유전자로 지닌 RNA 바이러스라고 설명하고 있다. IBS 심시보 연구원은 “mRNA 백신은 리 몸이 단백질을 만드는 과정을 활용한다”며 “단백질 생산 정보를 몸속에 주입해 바이러스 조각을 만들어내고 면역반응을 유도하는 것”이라고 말했다.

현재 화이자와 모더나가 코로나19 mRNA 백신을 개발해 전 세계적으로 접종되고 있다. 개발부터 상용화까지 약 11개월이 소요됐다. 역사상 전례 없는 개발 속도지만, 백신 개발을 위한 축적된 기초연구가 있었기 가능했다는 분석이다.

1961년 DNA 단백질 생성 메커니즘을 연구하던 과학자들이 mRNA 존재를 처음 규명했고, 1976년 헝가리에서 mRNA를 바이러스 퇴치에 사용하자는 아이디어가 나왔고, 이 아이디어를 낸 학생은 화이자-바이오엔테크의 코로나19 mRNA 백신 개발 주역 카탈린 카리코다. 1980년대에는 유전자증폭기술(PCR)이 개발돼 DNA 서열로부터 mRNA를 합성할 수 있게 됐다.

이후 2000년대 들어 지질나노입자(RNA를 감싸서 표적에 갈 때까지 파괴되지 않도록 보호하고 도착후 세포 안으로 들어가게 돕는 역할) 기술이 등장했다. 2005년에는 카리코 박사가 면역학 분야 석학인 드류 바이스만 박사와 면역 반응을 일으키지 않는 변형 mRNA를 개발해 백신 기반 기술을 완성했다.

코로나19 mRNA 백신은 화이자와 모더나 백신 외에도 독일 큐어백, 미국 아크투루스가 개발 중이다. 국내 기업들도 직간접적으로 mRNA 코로나19 백신 개발을 위한 연구를 진행하고 있다. 최근 SK바이오사이언스는 mRNA 백신 개발을 공식화했고, 아이진은 지난달 mRNA 코로나19 백신 비임상 결과를 발표했다. 진원생명과학도 미국 휴스턴 매소디스트 병원과 mRNA 코로나19 백신을 개발 중이다.

특히 에스티팜은 mRNA 백신 개발을 위해 이화여대 산학협력단과 손을 잡았다. mRNA 사업개발실장 양주성 상무와 이화여자대학교 약학대학 이혁진 교수가 개발의 책임을 맡아, mRNA 및 siRNA 등 RNA 유전자 백신과 치료제의 약물 전달체인 지질나노입자(LNP) 플랫폼 기술을 공동 개발한다. 에스티팜은 mRNA 합성과 항체 생성에 중요한 핵심 기술인 5’-Capping 플랫폼 기술을 이미 확보해 국내 특허출원을 완료하고 글로벌 특허를 준비 중이다. 상반기 중에는 mRNA 대량생산이 가능한 전용 GMP 공장 증설이 완료될 예정이다.