2023 노벨생리의학상, mRNA 백신 개발 주역들이 수상

2005년부터 이어져 온 mRNA 백신 개발의 성과

두 과학자 코로나 백신 개발에 큰 공을 세워

[객원 에디터 6기 / 이채은 기자] 오는 12월 스웨덴 스톡홀름에서 열릴 노벨생리의학상 시상식에 수상자는 카탈린 카리코 독일 바이오앤테크 부사장과 드류 와이스먼 펜실베니아 의대 교수이다. 스웨덴 왕립 과학원 노벨위원회는 코로나 바이러스 예방 목적 mRNA 백신 개발의 기틀을 마련한 과학자들이 노벨상 생리의학상 수상자로 선정되었다고 지난 2일 밝혔다. “두 수상자는 인간의 전례 없는 위협이 가해진 시기, 백신 개발 속도를 높이는 데 기여했다.”라고 선정 이유를 밝혔다. 

mRNA는 바이러스의 유전 정보를 세포의 단백질 생산공장인 리보솜에 전달하는 유전물질이다. 세포가 mRNA에 담긴 유전 정보에 따라 바이러스의 항원 단백질을 생산해 면역체계의 반응을 유도한다. 단백질을 정제하지 않고 바이러스 단백질을 만드는 유전 정보를 가진 설계도인 mRNA를 직접 주입하는 방식으로 화이자-바이오앤테크는 코로나 팬데믹 시절 빠른 속도로 백신을 만들어 냈다. 카리코 교수 등은 지난 2005년 mRNA를 사람에게 직접 투여했을 때 일어나는 염증 반응을 억제하는 방법에 관한 논문을 발표한 적이 있다.

코로나 백신으로 만들기 위해서는 일단 코로나 바이러스 표면에 있는 돌기에 대한 항체를 생성할 수 있어야 한다. 그러기 위해 바이러스 전체를 사용하기보다는 바이러스 내에 있는 돌기 단백질 생성 지시가 기록된 유전자의 일부가 있는 mRNA를 사용한다. 그러한 유전물질을 가져와 보호 지질 껍질 안에 넣는다. 이 세포가 백신 세포다. 백신 세포를 인간의 몸에 주입하면 기존의 인간 세포와 융합되어 돌기 단백질 구축 지시를 방출한다. 그 후 mRNA는 단백질이 생성되는 리보솜을 이동하여 일련의 아미노산을 결합하여 단백질을 만든다. 그러면 코로나 바이러스의 돌기 단백질이 인간 세포에 생기게 되고, 이 과정으로 면역 체계에서 돌기 단백질을 인지하고 항체가 생성된다.

mRNA 백신은 다양한 감염성 질환에도 적용이 가능하다는 점에서 미래가 주목된다. 일부 바이러스 백신과 달리 mRNA는 게놈에 통합되지 않아 삽입 돌연변이 유발에 대한 우려가 없고, 무 세포 방식으로도 제조될 수 있다. 신속하고 확장할 수 있으면서도 비용 효과적인 생산이 가능하다.

지난 2020년 코로나 mRNA 백신의 개발 이후 2021년 노벨상을 받을 것으로 기대되었지만 과학적 발견 이후 상당 기간이 흐른 뒤 수상이 따르는 기존 관행으로 코로나 19 관련 연구에는 불리하게 작용하였다. 일반적으로 과학적 발견 이후 실제 수상까지는 30년 정도가 걸린다. 하지만 mRNA 백신은 2000년대에 들어선 이후 중대하고 급격한 발전을 거쳤다. 그러한 이유로 당시 두 과학자는 브레이크스루상과 래스커상만을 수상했다. 하지만 끝없는 주목과 발전으로 올해 노벨상을 받게 된 것이다. 

미국을 비롯한 선진국들은 mRNA를 활용한 암 백신 개발에 뛰어들었다. mRNA 백신은 미래 질병 치료의 핵심 기술이 될 것으로 보인다. 국내 전문가들은 2005년에 연구 성과를 담은 논문이 나왔지만, 오랫동안 결과가 나오지 않은 상황에서 그러한 연구 투자가 있었다는 것에도 주목해야 한다고 밝히며 백신 연구 사업에 많은 투자를 지속하기를 바란다고 밝혔다.

mRNA는 인류 역사에 한 획을 그을 백신이 될 것이며 이 기술을 활용하여 여러 백신에도 영향을 미칠 것으로 보인다. 두 학자는 이러한 기본적인 토대를 닦았으며 지금까지는 불안하게 작용하였던 mRNA 합성 과정에서 안전성을 높이고 결정적인 mRNA 백신을 개발한 공으로 올해 노벨의학상을 받았다.