레트로바이러스 생활사

레트로바이러스(retrovirus)는 특별한 형태의 복제를 겪는 단일 가닥 RNA 유전체(genome)를 가지고 있습니다. 일단 레트로바이러스가 숙주 세포에 들어가면, 역전사효소(reverse transcriptase)가 레트로바이러스 RNA 유전체에서 이중 가닥 DNA를 합성합니다. 유전체의 DNA 사본은 그 후 인테그레이스(integrase)라고 불리는 효소를 통해 핵 안에 있는 숙주의 유전체에 통합됩니다. 그 결과 레트로바이러스 유전체는 숙주의 유전체가 전사(transcription)될 때마다 RNA로 전사되어 레트로바이러스가 복제될 수 있게 만듭니다. 새로운 레트로바이러스 RNA는 세포질로 운반되어 새로운 레트로바이러스를 조립하는 단백질로 번역(translation)됩니다.

항레트로바이러스제는 HIV 생활사의 여러 단계를 표적으로 삼습니다

레트로바이러스 감염을 퇴치하기 위해 특별한 약이 개발되었습니다. 이러한 약물은 생활사(life cycle)의 특정 측면을 표적으로 삼습니다. 항레트로바이러스제의 한 종류인 융합억제제(fusion inhibitor)는 숙주 세포막과 레트로바이러스의 융합을 억제해 숙주 세포에 레트로바이러스가 들어가는 것을 막습니다. 또 다른 종류의 항레트로바이러스제인 역전사효소 억제제(reverse transcriptase inhibitor)는 역전사효소 효소가 바이러스 RNA의 DNA 사본을 만드는 것을 억제합니다. 역전사효소 억제제는 경쟁억제제(competitive inhibitor)입니다. 이 약물 분자는 역전사 중 일반적인 DNA 염기 대신에 성장하는 DNA 가닥에 통합됩니다. 일단 통합되면, 약물 분자는 역전사효소에 의한 추가 진행을 차단합니다. 세 번째 약물 종류인 인테그레이스 억제제(integrase inhibitor)는 인테그레이스가 레트로바이러스 유전체를 숙주 유전체에 통합시키는 것을 막습니다. 마지막으로, 단백질분해효소 억제제(protease inhibitor)는 완전히 기능하는 레트로바이러스 입자를 생성하는 데 필요한 효소 반응을 방해합니다.

항레트로바이러스제의 조합(또는 “칵테일”)은 인간면역결핍바이러스(Human Immunodeficiency Virus, 줄여서 HIV)와 싸우는 데 사용됩니다. 치료하지 않고 방치하면 이 레트로바이러스는 에이즈(AIDS)를 유발합니다. 레트로바이러스는 어떤 약물에 대한 저항을 빠르게 진화시킬 수 있기 때문에 HIV 감염과 싸우기 위해서 항레트로바이러스제 칵테일이 필요합니다. 이러한 빠른 진화 능력은 DNA 또는 이중 가닥 유전체보다 돌연변이를 더 빠르게 축적하는 HIV의 단일 가닥 RNA 유전체에서 비롯됩니다. 이 돌연변이들 중 일부는 약물 내성을 부여합니다.

그러나 레트로바이러스 생활사의 시작, 중간, 끝에서 이루어지는 현상을 표적으로 삼는 약물을 결합해 만든 항레트로바이러스제 칵테일(highly active antiretroviral therapy, 줄여서 HAART라고도 알려진 치료요법)은 환자의 HIV 수치를 극적으로 감소시킵니다. HIV 유전체의 다양한 약물에 대한 저항력을 부여하는 여러 돌연변이의 가능성은 단일 내성 돌연변이보다 훨씬 낮아서 HAART 전략이 단일 약물 치료법보다 훨씬 더 효과적입니다. 이 칵테일 전략은 HIV를 치료하는 데 큰 성공을 거두었고, 그래서 치료받은 사람들이 에이즈에 걸리는 것은 이제 흔치 않습니다.