RNA(Ribonucleic Acid)란?
DNA와 같은 핵산이지만 기능 달라
RNA(Ribonucleic Acid)는 핵산으로 지방, 단백질, 탄수화물과 함께 생명체를 이루는 4가지 주요 물질 중 하나다. DNA와 마찬가지로 사슬 구조를 갖고 있지만 이중 나선 구조를 갖고 있는 DNA와 달리 RNA는 한 가닥으로 이루어져 있고 길이가 짧다. 주로 세포의 핵 밖에 있으며, DNA에 의해 저장된 유전 정보를 세포 내 다른 부위로 전달하는 역할을 한다. RNA의 염기는 아데닌(A), 우라실(U), 구아닌(G), 시토닌(C)으로 구성되어 있다. 이 염기는 유전자의 조절, 세포 시그널의 인식 등 다양한 생명현상에 작용할 뿐 아니라, RNA 자체가 효소로서 작용하는데 도움을 준다.
단백질 합성과 유전물질 발현 기능으로 종류 구분
RNA는 단백질 합성 과정에 참여하고, 유전정보 발현을 조절하는 기능을 한다. RNA는 여러가지 형태로 나뉘는데, 이를 기능에 따라 분류할 수 있다.
단백질 합성에 작용하는 RNA는 mRNA와 tRNA, rRNA가 대표적이다.
- mRNA(전령 RNA): DNA의 유전 정보가 담긴 설계도 역할을 하며, 이를 기반으로 리보솜에서 단백질을 합성한다.
- tRNA(운반 RNA): mRNA의 코돈에 대응하는 안티코돈을 가지고 있으며, 아미노산을 리보솜으로 운반한다.
- rRNA(리보솜 RNA): 리보솜을 구성하는 RNA로, 단백질 합성 과정에서 아미노산 연결 반응을 돕는다.
유전물질 발현을 조절하는 기능을 하는 RNA는 miRNA, siRNA, piRNA가 대표적이다.
- miRNA(마이크로 RNA): 생물의 유전자 발현을 제어하는 역할을 하며, mRNA와 결합한다.
- siRNA(소형 방해 RNA): 특정 단백질의 생산을 억제함으로써 유전자 발현을 방해한다.
- piRNA: 동물의 생식 세포에서 발견되는 RNA로, 정자형성 과정과 관계 있다.
떠오르는 RNA의약품, 추가 연구 필요해
RNA 의약품의 종류는 다양하다. mRNA 의약품은 체내에 투여된 mRNA가 면역체계를 유도해 신체 내에서 특정 세포를 표적으로 작용하도록 해 치료한다. siRNA(small interfering RNA)와 miRNA(micro RNA)는 질병을 유발하는 특정 단백질의 발현을 억제하거나 조절하는 방식이다. 그 외에 특정 단백질에 높은 친화력으로 항체치료제를 대체할 수 있는 RNA치료제 등이 있다.
RNA 의약품을 임상에 활용하기 위해서는 원하는 조직에 성공적으로 의약품을 전달할 수 있는 전달체가 필수적이다. 지질나노입자(Lipid Nano Particle, LNP)가 대표적이다. LNP는 mRNA를 얇은 막으로 감싸줘 세포 안까지 안전하게 들어가게 해주는 전달 물질이다. 다만 지질 성분의 LNP는 불안정해 극저온 상태에서만 유통이 가능하고, LNP에 함유된 PEG(폴리에틸렌글리콜) 성분이 간독성 등의 부작용을 유발할 수 있다.
차백신연구소는 이를 극복하기 위해 새로운 mRNA 전달체 ‘리포플렉스(Lipoplex)’를 개발하고 있다. 리포플렉스는 리포좀(Liposome) 기반의 mRNA 전달체다. 리포좀을 구성하는 리피드(lipids) 제형을 최적화하고, 여기에 차백신연구소가 독자개발한 TLR2 기반의 면역증강제를 첨가했다. 그 결과 타깃항원의 발현 효율이 증가했고, mRNA도 더 효과적으로 전달했다. 또, 리포좀은 동결건조가 가능해 별도의 콜드체인을 구성할 필요 없이 상온에서 보관하고 유통할 수 있고, 알레르기 반응을 유발하지 않는다는 장점이 있다.
※ 출처:
1. <질병관리청 국립보건연구원 국립감염병연구소>, 2022 백신정보분석 ISSUE PAPER Vol. 8
2. <한국분자·세포생물학회> RNA