[환경일보] 박준영 기자 = 과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) 한국바이러스기초연구소 최영기 소장과 유전체 교정 연구단 구본경 단장 공동 연구팀이 한국에 서식하는 5종의 식충성 박쥐로부터 기도, 폐, 신장, 소장 등 주요 장기의 유사장기(오가노이드)를 구축했다고 밝혔다.

해당 오가노이드는 3차원 생체모사 구조로 실제 장기의 세포 구성과 기능을 정밀하게 재현하며, 바이러스 감염 및 면역 반응 분석에 최적화된 실험 체계로 평가된다. 이는 고위험 인수공통바이러스의 조기 탐지, 병원성 분석, 치료제 개발까지 아우르는 전주기 감염병 대응 체계로 평가받으며, 세계적 권위의 학술지 ‘사이언스(Science)’에 16일 자로 게재됐다.

이번 연구는 박쥐가 코로나19, 메르스, 에볼라 등 치명적 인수공통바이러스의 자연 숙주로 알려진 점에 착안해 기획됐다. 현재까지 박쥐 유래 바이러스 연구를 위한 생체모형은 극히 제한적이었으며, 단일 장기 혹은 열대 과일박쥐에 국한된 것이 대부분이었다. 그러나 IBS 연구팀은 다양한 종과 조직을 반영한 세계 최대 규모의 박쥐 유사장기 플랫폼을 개발함으로써 이 한계를 극복했다.

연구진은 박쥐 유사장기를 활용해 사스코로나바이러스-2, 메르스, 한타바이러스 등 고위험 바이러스의 장기별·종별 감염 특성을 규명했다. 특히 한타바이러스는 박쥐의 신장 오가노이드에서 효과적으로 증식하는 것이 확인돼 새로운 감염 실험 모델로 주목받고 있다. 나아가 동일한 바이러스라 하더라도 박쥐 종이나 감염 장기에 따라 선천성 면역 반응 양상이 뚜렷이 달라, 박쥐의 바이러스 저항성과 숙주 적응 메커니즘에 대한 실마리를 제공했다.

또한 연구진은 야생 박쥐 분변에서 포유류 오르토레오바이러스(MRV)와 파라믹소바이러스 계열의 신종 바이러스를 분리·배양하는 데 성공했다. 특히 기존 세포 배양 방식으로는 증식이 어려웠던 샤브 유사 바이러스가 박쥐 유사장기에서는 효과적으로 증식돼, 이 플랫폼의 생리적 재현성과 민감성이 입증됐다.

고속 실험에도 대응할 수 있도록 기존 3차원 오가노이드를 2차원으로 평면화한 새로운 체계도 개발됐다. 이를 통해 렘데시비르 등 항바이러스제의 감염 억제 효과를 정량적으로 분석할 수 있으며, 신·변종 바이러스의 치료제 선별에도 활용 가능하다는 사실을 실증했다.

연구 책임자인 김현준 선임연구원은 “기존 세포주 기반 시스템으로는 한계가 있던 감염 분석과 약물 반응 평가를 하나의 플랫폼에서 수행할 수 있게 됐다”며 “실제 자연 숙주에 가까운 환경에서 병원체 연구가 가능해졌다”고 강조했다.

최영기 소장은 “이번에 구축된 박쥐 오가노이드 라이브러리는 전 세계 연구자들에게 감염병 대응의 표준 모델로 활용될 것”이라며 “글로벌 팬데믹에 대한 실질적 대비책이 될 수 있다”고 평가했다.