언어노답 독서 배경지식 칼럼 1탄-코로나19

안녕하세요, 언어노답입니다.

결국 수능에서 도움이 되지는 않았지만, 제가 수시를 준비하며 공부했던 다양한 주제들은

사설 모의고사를 푸는 데 있어 상당한 도움을 받았습니다.

그래서 이번에는

책을 바탕으로 여러분의 배경지식을 한번 확장해보자는 의미에서

"독서 배경지식 칼럼"을 작성하게 되었습니다.

특히나 제가 세특을 쓸 때 공부했던 내용은 시간이 지나면 머릿속에서 휘발될 것 같아

이렇게나마 남겨보고 싶었습니다.

본문은

"코로나 사이언스-기초과학연구원"

의 내용을 참고하였으며, 책에서 다루지 않는 내용 또한 포함하고 있다는 점을 밝힙니다.

사실 단순 정보 나열에 가까운 글이므로, 한번쯤 읽어 본다는 것에 의미를 두셔도 될 듯 합니다.

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1. 코로나19에 심한 폐렴이 동반되는 이유는 무엇인가?

코로나바이러스가 기관지의 섬모상피세포나 폐포 안의 2형 상피세포를 공격하기 때문입니다.

코로나바이러스는 ACE2라는 수용체를 인지하여 결합하는데, 위의 상피세포들에 수용체가 다량으로 존재하며, 세포 내 침투를 돕는 TMPRSS2라는 효소 또한 다량으로 존재하기 때문에 우리 기관지와 폐포는 바이러스의 침투에 취약한 것입니다.

그렇다면 폐포 안의 2형 상피세포가 공격당하면 어떤 일이 일어날까요?

2형 폐포상피세포는 계면활성제를 통해 폐포를 팽팽하게 유지하며, 1형 폐포상피세포의 기체 교환을 원할하게 합니다.

이 기능이 상실되며 폐렴, 기침, 호흡곤란 등이 발생하는 것입니다.

2. 겨울에 바이러스성 감염병이 증가하는 이유는 무엇인가?

저도 이 부분에 상당히 궁금증이 컸습니다.

코로나가 약간 잦아드는 것처럼 보였던 때에도 항상 들었던 말이 "겨울이 되면 다시 유행이 커질 것이다"였는데,

생각보다 답은 간단했습니다.

날씨가 건조하고 추워 섬모운동이 저하되기 때문입니다.

섬모운동은 우리 기관지로 바이러스가 든 비말, 에어로졸 등 다양한 물질들이 침입하지않게 하는 역할을 하는데,

그 역할이 저하되며 감염병이 증가하는 것입니다.

->마스크 착용의 이유에는 전파의 차단 뿐 아니라, 기관지의 적당한 온도, 습도 유지도 있다고 합니다.

3. 코로나바이러스가 여타 감염병(ex.사스,독감,메르스)에 비해 강한 전파력을 보이는 이유가 무엇인가?

앞에서 바이러스의 세포 내 침투를 돕는 TMPRSS2를 언급했는데, 이 효소는 바이러스가 세포에 결합하는 데 작용하는 스파이크단백질의 일부분을 잘라 바이러스가 침투하도록 합니다.

코로나바이러스는 다른 바이러스들에 비해 숙주세포에 더 강한 결합력을, 효소에 의해서는 더 쉽게 잘리는 특징을 가져 강한 전파력이 나타난 것이라고 합니다.

4. 코로나바이러스의 치료/예방 전략에는 어떤 것이 있는가?

 1) 코로나바이러스가 숙주세포에 결합하는 것 자체를 차단하거나,

 2) 바이러스가 숙주세포 내에서 RNA를 복제하는 것을 차단하는 것이 전략이 될 수 있습니다.

첫 번째 전략의 경우,

코로나바이러스가 숙주세포에 결합하기 위해서는 스파이크 단백질과 수용체의 결합이 필요합니다.

위의 결합을 방해하는 것이 해결책인데,

그 예시로 모더나사의 mRNA-1273은 코로나바이러스의 스파이크 단백질과 똑같이 생긴 가짜 스파이크 단백질이 몸에서 생성되도록 하며,

중국에서 발견한 재조합 ACE2는 가짜 수용체를 만드는 전략을 사용해 바이러스가 자연스럽게 사멸하도록 합니다.

두 번째 전략의 경우,

바이러스의 RNA가 숙주세포 내에서 복제되지 않는다면 해를 끼칠 수 없습니다.

RNA 자체를 파괴하거나, RNA 중합효소를 억제하는 것이 해결책인데,

그 예시로 각각 AAV를 통해 전달된 Cas13 단백질과 렘데시비르가 있습니다.

혹시 얀센이나 아스트라제네카가 왜 전달체로 AAV, 즉 아데노바이러스를 사용했을까요?

저도 그 점이 궁금했었는데, 이 바이러스 벡터에는 "폐에 잘 진입하는 운반체"라는 특징이 있기 때문입니다.

기초과학연구원에서는 이 AAV에 RNA 자체를 파괴하는 물질인 Cas13 단백질을 사용해 코로나바이러스에 대응하는 전략을 연구했다고 합니다.

다음으로 Remdesivir는 RNA 중합효소의 작용을 억제하여 바이러스가 복제하지 못하도록 합니다.

바이러스는 우리 몸에 침입하여 우리 숙주세포의 단백질 합성 경로를 활용합니다.

이때 단백질 합성 중 바이러스의 RNA 게놈을 복제, 전사하는 과정이 일어나지 않도록 Remdesivir가 RNA polymerase의 작용을 억제합니다.

5. 코로나바이러스와 인수공통감염병

COVID-19은 인수공통감염병입니다.

인수공통감염병이 무엇일까요?

사람에게 전염되는 동물의 감염병으로, 에볼라, 말라리아, 사스, 헤르페스, 에이즈 등이 있습니다.

(자세한 내용은 도서 "인수공통 모든 감염병의 열쇠"를 통해 읽어보시길 추천드립니다.)

자연숙주인 박쥐로부터 전파된 코로나바이러스는 사실 오래전부터 예견되어 있었습니다.

바이러스학자 도널드 버크는 '전 세계적으로 유행할 가능성이 있는 신종 질병'에 대해 1997년 이렇게 말했습니다.

-동물 집단에서 큰 유행을 일으킬 능력을 갖추어야 한다.

-돌연변이와 재조합이 쉽게 일어나 '인간 집단 내에서 신종 질병으로 나타나고, 전 세계적 유행을 일으킬 가능성'이 있어야 한다.

=>이 질병이 인수공통감염병이다.

우리 인간은 갈수록 어떠한 방법으로든 자연과의 접촉이 증가하고 있기에, 이 세계가 존재하는 한 인수공통감염병의 근절은 불가능하다.

코로나바이러스의 종식이 실현될지는 모르겠으나, 2000년대 이후로 코로나바이러스와 인플루엔자 바이러스가 계속해서 인간의 영역을 두드리고 있기에, 생각해 볼 부분이 많은 것 같습니다.

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직접 책을 찾아보신다면

코로나 사이언스를 통해 코로나 바이러스의 전파능력과 우리의 방어시스템, 코로나가 사회에 미친 영향 등을 더 알아보실 수 있을 것입니다.

긴 글 읽느라 고생하셨습니다!!

다음 칼럼은 가볍게 전기화학기기를 다루거나, 무겁게 CRISPR 기술을 다뤄보려고 합니다.

제 지식이 부족해 적절하지 않은 설명이나 요약이 있을 수 있으니, 언제든 지적해 주세요! 감사합니다!