[슈도타이핑] 1편 : 렌티바이러스 벡터에 pseudotyping을 적용하는 이유 – 기본 개념과 작동 원리

 

 

바이러스를 이용해 유전자를 세포에 넣고 싶은데, 원하는 세포에만 감염되도록 조절할 수 있다면 얼마나 좋을까요?

 

 

바로 이런 기능을 가능하게 하는 기술이 렌티바이러스 벡터의 pseudotyping(슈도타이핑)이에요.

 

pseudotyping이란 무엇인가요?

 

 

 

기본적으로 렌티바이러스 벡터는 세포에 유전자를 전달하기 위해 사용돼요. 이때 바이러스 표면에는 ‘외피 단백질’(envelope protein)이 있고, 이 단백질이 세포 표면의 수용체와 결합해 바이러스가 세포 안으로 들어가게 돼요. 그런데, 이 외피 단백질을 바꿔치기하면 어떤 일이 일어날까요?

바로 pseudotyping, 즉 다른 바이러스의 외피 단백질을 빌려와서 감염 대상(=세포 종류, 즉 tropism)을 바꾸는 기술이에요. 어떤 단백질을 쓰느냐에 따라 감염 범위를 넓히거나, 오히려 특정 세포에만 감염되도록 제한할 수도 있죠.

pseudotyping은 어떻게 이루어지나요?

 

 

 

렌티바이러스는 일반적으로 3가지 플라스미드를 이용해 생산돼요.

전달 플라스미드 (transfer plasmid)

삽입하고자 하는 유전자(cDNA 또는 shRNA)가 들어 있어요. LTR, 프로모터 등 필수 요소도 함께 포함돼요.

패키징 플라스미드 (packaging plasmid)

Gag, Pol, Rev 같은 바이러스의 구조 및 복제 관련 단백질을 제공해요.

외피 플라스미드 (envelope plasmid)

여기에 들어 있는 외피 단백질을 통해 어떤 세포에 감염할지를 결정해요. pseudotyping의 핵심은 바로 이 부분이에요.

 

즉, 렌티바이러스를 생산할 때 야생형 외피 단백질 대신 다른 바이러스의 외피 단백질을 넣으면 pseudotyping이 완성되는 거예요.

 

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pseudotyping을 왜 쓸까요?

 

 

pseudotyping이 유용한 이유는 단순히 감염 범위를 바꾸는 것에 그치지 않아요. 몇 가지 실용적인 이유가 더 있어요:

 

특정 세포만 감염시키고 싶을 때

예를 들어, 신경세포만 감염시키거나 면역세포는 피하고 싶을 때요.

세포 독성을 줄이고 싶을 때

어떤 외피 단백질은 세포에 독성을 줄 수 있어요. 덜 독성인 단백질을 선택하면 세포 생존율이 높아져요.

혈청 안정성을 높이고 싶을 때

일부 외피 단백질은 혈청에 의해 쉽게 비활성화되지만, 어떤 것들은 더 안정적이에요.

BSL-2 조건에서 위험한 바이러스를 안전하게 연구하고 싶을 때

예를 들어 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질을 렌티바이러스에 pseudotyping 하면, 실제 코로나바이러스 없이도 스파이크 단백질이 어떻게 감염에 관여하는지 연구할 수 있어요.

 

 

pseudotyping은 어떤 바이러스에 적용할 수 있을까요?

중요한 포인트 하나! pseudotyping은 envelope(외피)를 가진 바이러스에만 적용할 수 있어요. 대표적인 예는 아래와 같아요:

 

렌티바이러스

레트로바이러스

광견병 바이러스 (rabies virus)

 

이러한 바이러스들은 외피 단백질을 교체할 수 있는 구조이기 때문에, pseudotyping이 가능한 거예요.

 

 

다음 글에서는 가장 널리 사용되는 pseudotyping 단백질인 VSV-G에 대해 자세히 다루고, 그 외의 다양한 외피 단백질과 그 응용 분야에 대해서도 이야기해볼게요.