연구진 : 국제 오리 컨소시엄 (중국 주도하에 9개국 50여명 참가) 한국 대표 (서울대학교 농업생명과학대학 김희발 교수팀)
내용 및 의의
- ●H5N1은 인플루엔자 A 바이러스의 아형으로 조류 인플루엔자로 알려져 있다. 이 조류 인플루엔자는 사람을 포함한 포유류에 감염되는 능력이 점점 더 커지도록 진화하고 있으며 현재까지 알려진 인플루엔자 중에서도 가장 높은 치사율을 보이고 있어 2013년 3월 기준으로 H5N1 바이러스는 60개 국가의 가금에서 발병하였으며 622명의 사람에 감염되었고 371명이 사망하여 치사율이 60%를 육박하고 있다.
- ●조류인플루엔자를 예방하기 위한 백신의 개발에 많은 노력이 있었음에도 불구하고 아직까지 확실한 백신은 개발되지 않았고 오셀타미비어(타미플루)와 자나미비어(릴렌자)등의 치료제가 쓰이고 있다.
- ●그러나 조류인플루엔자의 진화 속도가 빨라 최근 (2013년 5월) 중국에서 신종 (H7N9) 조류독감은 타미플루에 내성이 있고 36명이 사망하였고 6조 5천억의 경제손실이 일어났다. 또한 2013년 5월에 평양에서는 H5N1 조류독감으로 160,000 마리의 오리가 집단폐사 하였다.
- ●따라서 조류인플루엔자에 대응하는 숙주의 생물학적 기작을 이해하는 것이 조류독감을 예방하는 근본적인 해결책이 된다는 공감 하에서 국제 컨소시엄이 중국의 주도하에 영국 한국 캐나다 독일 호주 네덜란드 미국 덴마크의 연구자들 중심으로 구성되었으며 지난 4년간 연구가 수행되었다.
- ●조류인플루엔자를 방어하는 기작을 연구하기 위한 모델 동물로 오리가 선정되었는데 그 이유는 오리가 거의 모든 종류의 조류독감 바이러스 (Influenza A virues)를 함유하고 있는 자연 저장소 역할을 하고 있기 때문이다. 이것은 마치 AIDS 바이러스가 침펜치에 감염되어도 영향이 없지만 사람에게 감염되면 치명적인 현상을 이용하여 AIDS 바이러스의 백신을 개발하는데 이용한 것과 비슷한 논리이다.
- ●오리는 오랜 진화기간 동안 대부분의 조류독감 바이러스의 자연 저장소 역할을 하였고 조류독감 바이러스가 오리에는 무해한 경우가 대부분 이었는데 H5N1 바이러스가 출연하면서 오리도 이 바이러스에 영향을 받게 된다.
- ●이는 오리와 조류독감 바이러스가 진화적으로 군비경쟁(arms race)을 치열하게 벌이고 있으며 고병원성 H5N1에게 오리가 군비경쟁에서 밀리고 있는 현상을 보이고 있다.
- ●따라서 인간에게 조류독감 바이러스의 이례적인 독성과 조류와 조류독감 바이러스의 현재 진행중인 진화작용을 밝히고 조류독감에 대한 숙주(오리)의 면역반응을 이해하기 위해서 본 연구에서 오리의 유전체 전체의 염기서열을 결정하였고 또한 H5N1 바이러스 중에서 고병원성과 저병원성을 감염 실험을 통해서 유전자의 발현이 오리의 폐에서 어떻게 반응하는지를 연구하였다.
- ●본 연구를 통해서 오리가 조류독감 바이러스 감염을 방어하는 기작은 베타-디펜신(β-defensin)과 BTNL (butyrophilin-like) 유전자군에 의해서 최적화 되었다는 것을 밝혔다.
- ●이번 연구를 통해서 유전체와 전사체의 데이터를 통합분석 하여 숙주인 오리와 조류 독감 바이러스의 상호작용을 규명하였고 이러한 결과는 향후 조류독감 바이러스를 예방하고 백신을 개발하는데 중요한 기초자료로 이용될 것으로 예상된다.
- ●본 연구는 50여명의 국제 오리 컨소시엄을 통해서 이루어졌으며 우리나라에서는 서울대학교 농생명공학부 김희발 교수팀 (김희발 교수 이태헌박사 김규원 박사과정)이 참여 하였으며 김 교수팀은 오리의 유전체 진화분석을 수행하였다.
- ●본 연구의 결과는 유전학 분야에서 최고의 과학지인 Nature Genetics 6월 10일 온라인 판에 실렸다.
연구진 소개 : 김희발 교수, 이태헌 박사, 김규원 (박사과정)
연구비 지원 프로그램 : Brain Korea 21 사업 (서울대학교 농생명공학부)
관련사진(연구책임자 및 연구관련 사진) : 김희발 교수 (서울대학교 농생명공학부 동물생명공학 전공)
그림 설명: 2013년 현재 조류인프루엔자 (H5N1)에 의한 인간 및 조류의 감염국 현황 및 H5N1의 감염 개요