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[바이오토픽] 무궁무진한 바이러스의 세계: 「비교불가 유전자」 가진 바이러스 잇따라 발견
의학약학 양병찬 (2020-02-12)

무궁무진한 바이러스의 세계

Yaravirus / © bioRxiv

바이러스는 지구상에서 가장 불가사의한 생물이다. 그들은 세계에서 가장 작은 생명형태 중 하나이지만, 숙주 없이는 생존하거나 번식할 수 없기 때문에, 일부 과학자들은 심지어 '그들을 과연 생물로 간주해야 하는가?'라는 의문을 제기해 왔다. 그러나 점입가경이다. 이제 과학자들은 가장 불가사의한 바이러스, 즉 '처음 보는 유전자'를 잔뜩 보유한 바이러스를 발견했으니 말이다.

"이번 발견은, 우리가 바이러스에 대해 알아야 할 것이 아직도 수두룩하다는 점을 일깨워 줬다"라고 브라질 미나스제라이스연방대학교(Federal University of Minas Gerais)의 조나타스 아브라앙(바이러스학)은 말했다.

(1) 아브라앙은 거대 바이러스(참고 1)를 찾던 도중 새로운 바이러스를 발견했다(거대 바이러스란 '세균만 한 바이러스'를 말하며, 2003년 아메바 안에서 처음 발견되었다). 그가 이끄는 연구팀은 지역의 한 인공호수에서, 새로운 거대 바이러스뿐만 아니라 특이한 바이러스—아메바를 감염시키는 대부분의 바이러스와 달리, 크기가 작은 바이러스—를 추가로 발견했다. 연구팀은 그것을 야라바이러스(Yaravirus)라고 명명했는데, '야라'란 투피과라니족(Tupi-Guarani)이라는 원주민의 신화에 나오는 '물의 어머니'를 말한다.

그런데 야라바이러스의 특이한 점은 사이즈뿐만이 아니었다. 연구팀이 그 유전체를 시퀀싱해 보니, 모든 유전자가 지금껏 어떤 과학자가 마주친 것과도 일치하지 않는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 그 결과를 출판전 서버인 《bioRxiv》에 업로드 했다(참고 2).

그러나 뉴욕 대학교의 엘로디 게딘은 이번 발견에 전혀 놀라지 않는다. 그녀는 하수(wastewater)와 호흡기계에서 바이러스를 찾고 있는데, 하수에서 발견된 바이러스 중 95% 이상이 데이터베이스에 수록된 표준유전체(reference genome)와 일치하지 않기 때문이다. "우리는 늘 새로운 바이러스를 발견하고 있는 셈이다"라고 그녀는 말했다.

"야라바이러스의 유전자 중 일부는 거대 바이러스의 것과 비슷하지만, 양자 간의 관계는 여전히 오리무중이다"라고 아브라앙은 말했다. 그가 이끄는 연구팀은, 야라바이러스의 생활방식에서 다양한 측면들을 계속 분석하고 있다.

(2) 아브라앙은 한 번에 하나의 바이러스를 추적하고 있지만, 미국국립암센터의 크리스토퍼 벅(바이러스학)과 대학원생 마이클 티서는 훨씬 더 넓은 그물을 던진다. 그들은 원형바이러스(circular virus)를 찾기 위해 동물의 조직을 광범위하게 검색한다. 원형바이러스에는 유두종바이러스(papillomavirus)가 포함되는데, 그중 하나인 인유두종바이러스(human papillomavirus)는 자궁경부암을 초래할 수 있으며, 다른 바이러스는 통상적으로 인간에게 무해하다. 그러나 벅에 따르면, 후자가 '신장이식을 받은 환자' 등의 방광암과 관련되어 있다고 한다.

원형 바이러스들을 찾아내기 위해, 벅과 티서가 이끄는 연구팀은 인간과 다른 동물들의 조직 샘플 수십 개에서 바이러스 입자를 분리하여 원형 유전체를 검색했다. 그들은 바이러스의 껍질을 코딩하는 유전자를 찾아냄으로써 바이러스에 속하는 DNA를 확인했다. 그런 유전자의 시퀀스는 종종 인식할 수 없지만, 티서는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 '어떤 유전자가 그 껍질의 독특한 주름을 코딩할 가능성이 높은지'를 예측했다.

그 결과, 연구팀은 약 2,500개의 원형 바이러스를 발견했는데, 그중에서 약 600개는 지금껏 듣도 보도 못한 것이었다. 그들은 《eLife》에 실린 논문에서(참고 3), 그런 미생물들이 인간의 건강에 미치는 영향은 아직 알 수 없다고 보고했다. 그러나 벅에 따르면, 그런 데이터가 의사와 과학자들로 하여금 새로운 관련성을 찾게 할 거라고 한다. "연구팀의 접근방법은, 수십만 가지의 바이러스 유전체를 배우는 중요한 도구다"라고 아브라앙은 말했다.

두 연구팀의 논문은 '어떤 바이러스가 질병을 초래하는가?' 이상의 시사점을 던진다. 인체에 서식하는 바이러스 중 일부는 건강에 보탬이 될 수도 있고(참고 4), 어떤 바이러스는 필수영양소의 재활용을 도움으로써 생태계의 원활한 작동에 기여할 수 있기 때문이다. "우리는 바이러스 없이 살 수 없다"라고 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학교이 커티스 셔틀(환경바이러스학)은 말했다. "바이러스를 발견하여 특징을 기술하는 데는 많은 이점이 있다."

※ 참고문헌
1. http://www.sciencemag.org/news/2017/04/giant-viruses-found-austrian-sewage-fuel-debate-over-potential-fourth-domain-life
2. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.01.28.923185v1
3. https://elifesciences.org/articles/51971
4. http://www.sciencemag.org/news/2014/11/viruses-help-keep-gut-healthy

※ 출처: Science http://www.sciencemag.org/news/2020/02/scientists-discover-virus-no-recognizable-genes

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
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