RNA 바이러스의 대응의 면역 반응 조절 “MARCH5″기능 해명
신종 코로나 바이러스 감염 (코로나 19)에 전 세계가 사투를 벌이고있는 가운데, 코로나 19와 같은 RNA 바이러스 침입시 면역 체계의 중요한 조절 역할을 수행하는 “MARCH5 ‘단백질의 기능을 해명했다 연구가 발표되어 주목된다.
아주 의대 생화학 교실 죠히ェ손 교수 팀은 MARCH5 단백질이 인체의 선천성 면역 반응을 조절하는 기능을 가지고있는 것을 추가로 확인했다.
우리 몸은 외부에서 바이러스가 침입하면 즉시 대응하여 면역 물질 인 ‘인터페론’과 ‘카인’을 생산하고 분비하여 침입 한 바이러스의 증식을 억제하는 선천성 면역 반응 시스템을 가동한다. 많은 바이러스에 노출 되어도 건강을 유지할 수있는 것은 바로이 때문이다.
세포에 침입 한 외부 바이러스의 RNA 게놈을인지 한 RIG-I 단백질이 활성화되고 이러한 활성화가 다시 미토콘드리아 외부 막에 존재하는 MAVS (Mitochondrial AntiViral Signaling) 단백질을 활성화시키는 것으로 인터페론과 사이토 카인 생산을 촉진하는 것이다.
RIG-I 단백질과 MAVS 단백질은 활성화되었을 때 고체 여러 체 (oligomer)를 형성하는데 이는 사이토 카인 합성에 강력한 신호 촉진자 역할이 지속적으로 활성화 될 때 인터페론과 사이토 카인 를 과도하게 생산하는 ‘사이토 카인 폭풍 (cytokine storm) “을 유발할 수있다.
사이토 카인 폭풍 같은 과도한 면역 반응이 지속되면 정상적인 신체 조직을 심각하게 파괴하고 사망으로 이어질 수있다. 즉, 우리 몸에 외부 바이러스 침입시에 효과적인 면역 반응 시스템이 작동하고 있는지뿐만 아니라 차단시키는 것이 필요하다.
연구팀에 따르면, 바이러스 감염에 RIG-I 및 MAVS이 활성화되었을 때 MARCH5 단백질이 활성화 된 MAVS뿐만 아니라 RIG-I 활성 복합체를 선택적으로 인식 함과 동시에 분해시킴으로써, 과도한 인터페론의 생성을 효과적으로 억제하는 것을 규명했다.
MARCH5 단백질은 활성화 된 RIG-I 및 MAVS 복합체에 각각 유비퀴틴과 단백질을 접합시켜 표시하고 접합 된 RIG-I 및 MAVS 복합체는 단백질 분해 효소 복합체 (proteasome에, proteasome)에 이동 단백질 분해 효소에 의해 분해된다. 유비퀴틴은 아미노산 76 개로 구성된 단백질이다.
한편, MARCH5이 부족하면 활성화 된 RIG-I 및 MAVS 복합체가 분해되지 않고 지속적으로 존재하는 RNA 바이러스 감염시 인터페론과 사이토 카인의 생성이 현저하게 증가한다. 연구팀은 그 그 작용 기전을 제시했다.
바이러스는 DNA 바이러스와 RNA 바이러스로 나눌 수 RNA 바이러스는 유전 정보를 복제하는 과정에서 DNA 바이러스보다 변화가 더 백신과 치료제의 개발이 어렵다.
코로나 19, 사스 (SARS, Severe Acute Respiratory Syndrome)을 일으킬 코로나 바이러스 (Corona Virus) 및 독감을 일으키는 인플루엔자 바이러스 (Influenza Virus)가 RNA 바이러스에 속한다.
조 교수는 “이번에 새롭게 규명 한 MARCH5 단백질은 바이러스 감염시 면역 물질 인 인터페론과 사이토 카인의 과도한 생성을 효과적으로 억제하기 위해 매우 중요한 타이머의 역할을한다는 사실을 확인했다” 고 말했다.
조 교수는 “이번 연구 결과는 현재의 코로나 19에 나타낸 바와 같이, 인류에 위협이되고있는 신형 변종 바이러스 감염의 대응과자가 면역 질환의 원인 규명을위한 연구에 도움이 수 있다는 점에서 의의가있다 “고 덧붙였다.
한편 이번 연구 결과는 2015 년 세계적 학술지 Nature Communications에 게재 한 데 이어 2020 년 3 월에 국제 학술지 Cellular Signalling에 “Dual targeting of RIG-I and MAVS by MARCH5 mitochondria ubiquitin ligase in innate immunity (선천성 면역에 MARCH5 미토콘드리아 유비퀴틴 리가 아제에 의한 RIG-I 및 MAVS 이중 표적화) ‘라는 제목으로 게재되었다.