오크리지 국립연구소의 연구팀이 슈퍼컴퓨터 'Summit'를 사용한 유전자 분석을 통해 코로나19(COVID-19)가 인체에 치명적인 데미지를 주는 메커니즘을 새롭게 발견했다고 보고했습니다.
A mechanistic model and therapeutic interventions for COVID-19 involving a RAS-mediated bradykinin storm | eLife
https://elifesciences.org/articles/59177
A mechanistic model and therapeutic interventions for COVID-19 involving a RAS-mediated bradykinin storm
Gene expression analysis reveals a novel, integrated molecular mechanism for much of the pathogenesis of COVID-19 that provides therapeutic intervention points that can be addressed with existing approved pharmaceuticals.
elifesciences.org
Computational gene study suggests new pathway for COVID-19 inflammatory response | ORNL
https://www.ornl.gov/news/computational-gene-study-suggests-new-pathway-covid-19-inflammatory-response
Computational gene study suggests new pathway for COVID-19 inflammatory response | ORNL
Analyses of lung fluid cells from COVID-19 patients conducted on the nation’s fastest supercomputer point to gene expression patterns that may explain the runaway symptoms produced by the body’s response to SARS-CoV-2. A team led by Dan Jacobson of
www.ornl.gov
A Supercomputer's Covid-19 Analysis Yields a New Way to Understand the Virus | Elemental
https://elemental.medium.com/a-supercomputer-analyzed-covid-19-and-an-interesting-new-theory-has-emerged-31cb8eba9d63
세계적으로 맹위를 떨치고 있는 COVID-19에 대해 IBM · Amazon · Google · Microsoft 등 주요 IT기업이 모여, 미국의 슈퍼컴퓨팅 자원을 개방한다고 공표. 각사가 보유한 시설 및 장비를 연구하는 데 지원하겠다고 표명하고 있습니다.
IBM의 POWER9 프로세서를 탑재한 Summit도 COVID-19 연구에 투입된 슈퍼컴퓨터 중 하나입니다. Summit을 소유한 오크리지 국립연구소의 댄 제이콥슨 씨가 이끄는 연구팀은, 1만 7000명으로부터 제공된 4만건 이상의 유전자 데이터를 Summit에게 분석시켜, 유전자 배열과 COVID-19 증상의 관계를 조사했습니다.
초당 20경 회의 계산이 가능하며, 일본의 富岳에 이어 세계 2위의 연산 능력을 자랑하는 Summit임에도 25억 구성의 유전자 조합을 검증하는데 1주일이 걸렸다고 합니다.
Summit을 사용한 분석 결과, COVID-19 환자의 폐포 세포는 bradykinin이라는 물질에 관련된 유전자가 과잉 발현하고 있는 것을 발견. 또한 COVID-19 환자의 유전자는 bradykinin의 작용을 억제하는 angiotensin-converting enzyme(ACE)의 발현이 적은 것도 알았습니다.
bradykinin은 혈관을 확장시켜 혈압을 낮추는 작용이 있는 물질이지만, 과도하면 혈관 투과성이 증가하고 체액이 혈관에서 누출되기 쉬워집니다. COVID-19 환자는 폐에서 체액이 새어 나와, 염증과 호흡곤란의 원인이 되거나, 발가락 등에 물집과 동상과 유사한 'COVID 발가락(COVID toe)'라는 피부 증상이 발생하는 것으로 알려져 있는데, 이 증상들은 과도한 bradykinin이 원인인 'Bradykinin Storm'으로 설명이 된다고 합니다.
Bradykinin Storm 외에도, 근육통, 피로, 메스꺼움, 구토, 설사, 두통, 인지 기능의 저하 등 COVID-19 환자에서 보이는 다양한 증상을 설명할 수 있습니다. 또한 이러한 증상은 이미 bradykinin이 원인이라고 알려진 '유전성 혈관부종'의 증상과도 일치합니다.
지금까지의 연구에서는 COVID-19은 면역의 과잉반응인 '사이토카인 폭풍'이 COVID-19의 중증화와 관련이 있다는 설이 제기되고 있었습니다만, 제이콥슨 씨 연구팀은 이번 연구결과를 받아 Bradykinin Storm이 COVID-19의 증상의 원인이 되고 있다는 가설을 새롭게 제기하고 있습니다.
연구팀의 조사에 따르면, 이번에 확인된 메커니즘에 작용하는, 기존의 약물치료는 적어도 10종류가 있다고 합니다. 연구팀은 논문에서 "이번 연구결과는 bradykinin의 생성을 줄이는 의약품을 중심으로 한 예방과 치료가 COVID-19과의 싸움에서 도움이 될 가능성을 시사하고 있다"고 결론을 내립니다.
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