코로나 19 진단에 쓰이는 RT-PCR 기술이란

(재)전남생물산업진흥원 기획관리팀 이강복 팀장

코로나19 감염병 대유행으로 이제 우리나라만이 아니라 전 세계가 흔들리고 있다. 최근 각종 보도에서 자주 등장하는 것이 한국의 방역기술 특히 진단기술에 대한 것이다. 해외 언론에서 신속하며 대규모로 진행되는 한국의 감염진단 시스템을 높게 평가하고, 이 제품을 지원해달라는 세계 각국의 요청을 받았다는 것이다. 이런 이야기를 들으면 대한민국 국민으로서 가슴 한편 뿌듯하다. 그 진단기술이 무엇인지 알아보자.

먼저 바이러스가 해당 사람에게 있는지 없는지를 판별하는 검사법이 어떤 것이 있는지 보자. 바이러스 검사법에는 세포 배양법과 항원-항체 검사법, 그리고 분자 검사법이 있다.

첫 번째 세포 배양법은 환자에게서 얻은 검체에서 바이러스를 배양, 즉 길러서 검사하는 것이다. 이 방법은 오래 걸리기도 하고, 대량으로 바이러스를 늘리는 것이기에 위험하기도 하여 특정 연구목적으로 바이러스가 많이 필요한 경우에만 쓰인다.

두 번째로 항원-항체 검사법은 인체의 면역기능을 활용하는 것으로 바이러스에 감염되면 몸 안에서 이에 맞서 싸우기 위해 생성되는 항체가 있느냐 없느냐로 감염여부를 판단하는 것이다. ‘항체’는 인체 면역에서 최전방에서 싸우는 보병과 같다. 병을 일으키는 ‘항원’에 결합해 그 기능을 무력화시키거나, 지원군인 ‘면역세포’에게 신호를 보내는 역할을 한다. 이 항체가 항원에 결합하면 색이 변하도록 시약을 만들면 변화되는 색으로 감염여부를 판단할 수도 있다. 마치 임신진단키트처럼 현장에서 신속한 검사에 활용될 수 있다. 하지만, 바이러스가 인체에 침투하고 항체가 아직 안 만들어진 사람이나, 시약에 반응하지 못할 정도로 항체양이 적은 경우가 있어서 정확한 감염여부 판정기준으로는 적합하지 않다. 그래서 우리나라는 이 진단방법을 적용하지 않고 있다. 정부는 환자가 완치 여부를 확인하는 보조수단으로 검사법 도입을 검토 중에 있다.

세 번째 방법인 분자 검사법은 분자생물학 기술을 이용해서 바이러스 유전자 염기서열을 직접 확인하는 방법으로 현재 우리나라에서 적용하고 있는 것이 이 검사법이다.

바이러스는 자기 복제를 할 정도만의 적은 유전자, 즉 DNA를 가진 아주 작은 생명체다. 유전자는 그 양이 너무 적어서 해당 유전자가 있는지 없는지를 쉽게 검사할 수 없다. 그러면 분자 검사법은 어떻게 바이러스의 유전자가 있는지 없는지를 알아내는 걸까?

여기에는 유전자 대량 복제, 즉 증폭하는 기술이 사용된다. 이 방법이 중합효소 연쇄반응(polymerase Chain Reaction) 즉 PCR 방법이다. 유전자는 나선형으로 꼬여있는 두 가닥 줄로 존재한다. 한 가닥 줄이 상대방 줄과 요철처럼 서로 딱 맞는다. 마치 옷에 있는 지퍼 같은 구조이다. PCR 방법은 두 가닥으로 꼬여있는 유전자를 풀어서 각각에서 유전자를 복사한다. 처음에 한 개였던 유전자 가닥은 이 기술을 통해서 복사에 복사를 거듭하면서 수십억 개까지 증폭된다. 그렇게 해서 검사에 필요한 만큼 유전자를 증폭시켜서 바이러스 감염여부를 확인할 수 있다.

그럼 언론보도에서 본 PCR앞에 붙은 ‘RT-’란 무엇일까? 여기서 RT는 역전사(reverse transcription)를 말한다. 코로나 바이러스 유전자는 DNA가 아닌 RNA이다. 보통 세포속에 있는 DNA는 단백질을 만들기 위해 RNA에 잠시 유전정보를 전사한다. 복사가 아니라 전사라고 하는 이유는 DNA에서 만들어지는 RNA가 똑같지 않기 때문이다. 그래서 RNA에서 DNA를 만드는 것을 역전사라고 한다. 코로나 바이러스 유전자를 검사하려면 RNA에서 DNA를 역전사한 뒤에 그 DNA를 중합효소 연쇄반응으로 증폭해야한다. 이 과정을 줄임말로 ‘RT-PCR’이라고 하는 것이다. 최근에는 기기의 발달로 유전자를 증폭하는 도중에도 실시가으로 유전자 양을 확인할 수 있다. 현재 우리나라에서는 이 실시간 유전자 검사기기로 6시간 만에 코로나 19 감염여부를 판단할 수 있다.

이번 코로나19 감염병 대유행으로 찾아온 위기에 많은 어려움을 겪고 있지만, 그나마 우리가 준비한 진단기술과 진단인력이 있어 더 큰 피해를 입지 않고 있다고 생각된다. 치료제 개발에서도 우리의 저력이 나오길 기대하며 코로나19 대유행이 어서 끝나기를 빈다.