과학자들은 인간 면역 세포에서 HIV 게놈을 '조각'하는 데 성공했습니다.

인간면역결핍바이러스(HIV)는 자신의 유전체를 숙주 세포의 DNA에 통합하는 능력을 가지고 있습니다. 전문가들은 이 바이러스의 생활 주기를 프로바이러스 단계라고 부릅니다. 과학자들이 지적하듯이, 바이러스의 이러한 능력 때문에 질병이 치료되지 않습니다. 세포 DNA에 통합되면서 바이러스는 치료에 내성을 갖게 되고 약물에 대한 내성을 잃게 됩니다. 치료가 끝난 후에도 바이러스는 체내에 남아 있습니다. 어느 시점에 이르면 HIV는 활성화되어 증식을 시작하여 세포를 파괴합니다.

체내에서 바이러스를 완전히 파괴하려면 HIV 감염자의 DNA에서 바이러스 유전체의 모든 사본을 제거해야 한다고 여겨집니다. 필라델피아 템플 대학교의 과학자들이 이러한 결과를 달성했습니다. 이를 위해 전문가들은 세포 DNA에서 바이러스 유전자를 찾아야 했습니다. 이를 위해 과학자들은 합성 리보핵산을 사용했는데, 이 리보핵산은 세포에서 바이러스를 감지하는 즉시 바이러스에 "붙어" 있습니다. 이 리보핵산(가이드 RNA)은 바이러스 유전자에만 반응하며, 인체의 세포 유전자에는 결합하지 않습니다.

과학자들은 리보핵산 분자를 20개 뉴클레오타이드 길이로 매우 짧게 만들었고, 이 분자 덕분에 DNA에서 바이러스 유전체의 경계를 확인할 수 있었습니다. 다시 말해, 리보핵산 분자는 DNA 구조에서 바이러스의 존재뿐만 아니라 사슬의 시작과 끝도 보여줍니다.

바이러스가 확인되면 제거해야 합니다. 이를 위해 Cas9 뉴클레아제 효소를 변형된 세포에 전달하는 리보핵산 가이드 분자도 사용됩니다. 현재 이 효소는 전문가들이 살아있는 세포의 DNA를 변형하는 데 활발히 활용하고 있습니다. 자연 상태에서 Cas9 뉴클레아제는 항바이러스 방어의 일부입니다. 일련의 실험 끝에 전문가들은 뉴클레아제 효소가 DNA의 모든 사슬을 절단하도록 프로그램될 수 있다는 것을 밝혀냈습니다. 그러나 이를 위해서는 리보핵산 분자라는 일종의 "지시"가 필요합니다. 연구진은 HIV의 특정 뉴클레오티드 부분을 절단한 후, 세포의 회복 세포 시스템을 활성화하여 바이러스 게놈 제거 후 형성된 빈 공간을 "접착"하는 데 성공했습니다.

과학 저널에 발표된 논문에서 연구진은 면역세포 DNA에서 HIV 유전체를 성공적으로 "절단"했다고 밝혔습니다. 이 연구 프로젝트는 이러한 종류의 연구로는 최초였지만, 이 기술의 임상적 적용은 아직 시간이 걸릴 것으로 예상됩니다.

전문가들은 세포 배양 실험을 수행했으며, 현재 인체의 모든 감염된 세포에 비슷한 DNA 편집 시스템을 장착하는 방법을 고려하고 있습니다.

또한 HIV는 돌연변이 능력이 더 강한데, 이는 변형된 DNA 세포를 감지하는 리보핵산 분자를 개발하는 데에도 중요합니다.