기본 콘텐츠로 건너뛰기

기생충 때문에 겁을 상실한 쥐 ?




 캘리포니아 대학 (University of California, Berkeley) 의 연구자들이 최근 쥐와 고양이에 대한 재미있는 연구 결과를 발표했습니다. 이들의 연구는 사실 톡소플라즈마증 (Toxoplasmosis) 에 관한 것 입니다. 고양이과 동물을 종숙주로 삼는 원충성 기생충인 톡소포자충(Toxoplama gondii) 은 사실 고양이과 동물 이외에도 거의 모든 온혈 동물에 감염을 일으킬 수 있으며 사람에서도 쉽게 감염되는 인수 공통 감염입니다. 


 주로 고양이를 통해 감염되는 것으로 인식되기도 하지만 실제로는 종숙주인 고양이과 동물외 중간 숙주인 다양한 가축- 돼지, 염소, 양 등 - 을 통해서도 감염이 가능합니다. 다만 고양이의 경우는 분변을 통해, 식육용 가축의 경우 고기를 통해 감염되는 점이 차이점이라고 하겠습니다. 물론 일반적으로는 감염된 고양이의 분변이 가장 위험하다고 할 수 있지만 말이죠. 


 톡소포자충 감염은 일반적으로 생각되는 것 이상으로 매우 흔한데 국가에 따라서는 인구의 50% 이상이 감염력이 있을 정도이며 전세계적으로도 수십억 인구가 한번이라도 노출된 적이 있는 것으로 생각됩니다. 다만 실제로는 감염되었다고 해서 심각한 문제가 생기는 경우는 매우 드물다고 할 수 있습니다. 그러나 잘 알려져 있다 시피 태반을 통해 태아에게 전달되어 문제를 일이킬 수 있어 임산부는 조심해야 하는 감염 가운데 하나입니다. 


 톡소포자충에 대해서는 간단히 설명하고 본론으로 들어가면 아무튼 이 톡소포자충이 고양이의 먹이감인 쥐의 행동에 여러가지 변화를 일으킨다는 것은 잘 알려져 있습니다. 톡소포자충에 감염된 설치류는 본능적으로 피하게 되어 있는 고양이 냄새에 (특히 영역을 표시하는 소변 냄새) 잘 반응하지 않게 됩니다. 그리고 이전보다 더 멀리까지 이동하고 쉬지 않고 움직이거나 다른 개체와의 반응이 변하거나 하는 행동 변화를 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 그리고 이와 같은 행동 변화가 고양이의 사냥을 더 쉽게 만드는 것이 아닌가 생각하는 연구자들도 존재합니다.


 캘리포니아 대학의 대학원생인 웬디 잉그램 ( graduate student Wendy Ingram at the University of California, Berkeley) 은 분자 및 세포 생물학 교수인 마이클 아이젠과 엘렌 로베이 (Michael Eisen and Ellen Robey, UC Berkeley professors of molecular and cell biology)의 도움을 받아 톡소플라즈마 감염이 쥐가 가지고 있는 고양이에 대한 두려움을 어떻게 변화시키는지 연구 했습니다. 


 감염된 쥐는 이전에 알려진 것 처럼 고양이의 냄새 (특히 소변 냄새) 에 무감각해집니다. 후각에 많이 의존하는 쥐에서 이는 고양이 자체에 대한 두려움이 크게 감소한다는 의미이기도 합니다. 이 연구에서 새로운 점은 이것이 생각보다 오래 지속된다는 점입니다. 이와 같은 행동의 변화는 4 개월간 지속될 수 있었으며 심지어 톡소포자충 감염이 사라진 후에도 유지되는 것으로 나타났습니다. 잉그램은 이 행동의 변화를 아래의 사진 한장으로 보여주고 있습니다. 




(Researchers found that mice's lack of fear of cats persisted even when inflammation markers or cysts could not be detected in mice. (Credit: Wendy Ingram and Adrienne Greene))  


(고양이과 생물은 톡소포자충이 증식이 가능한 종숙주이지만 cyst 형태로 다른 동물에도 감염되어 다시 인체 감염이 가능함. Credit : CDC )




 연구에 참여한 Michael B. Eisen 교수는 이 연구를 통해 적어도 기생충이 직접 뇌의 특정 부위에 물리적 영향을 주어서 쥐의 행동을 변화시킨다는 가설은 기각되었다고 언급했습니다. (왜냐하면 기생충이 사라지고도 행동이 유지되므로) 과연 어떤 메카니즘으로 이 기생충이 이렇게 숙주 (고양이) 를 돕는지는 알 수 없지만 연구팀은 단세포 기생충이 인간보다 뇌의 메카니즘을 더 잘 이해하고 있다고 인정할 수 밖에 없었다고 합니다. 


 톡소포자충 자체는 고양이 입장에서는 영양분을 빨아 먹는 기생충이긴 한데 이렇게 고양이에게 이로운 일도 한다면 공생 관계로 봐야 하지 않을까 하는 생각도 드네요. 아무튼 재미있는 연구 결과 같습니다. 엉뚱한 생각이지만 아마도 아래 친구 중 적어도 제리는 톡소플라즈마에 감염되지 않았는지도 모르겠네요. 





 참고 

Journal Reference:

  1. Wendy Marie Ingram, Leeanne M. Goodrich, Ellen A. Robey, Michael B. Eisen. Mice Infected with Low-Virulence Strains of Toxoplasma gondii Lose Their Innate Aversion to Cat Urine, Even after Extensive Parasite Clearance. PLoS ONE, 2013; 8 (9): e75246 DOI:10.1371/journal.pone.0075246



      



댓글

이 블로그의 인기 게시물

중등도 코로나 19 환자에서 제한적인 효과만을 확인한 렘데시비르

   현재 렘데시비르는 인공 호흡기 치료가 필요한 환자 등 중증 코로나 19 환자의 치료제로 사용되고 있습니다. 다만 공급이 부족해서 갑자가 중증 코로나 19 환자가 늘어날 경우 수급 문제가 불거질 수밖에 없습니다. 따라서 이를 중등도 코로나 19 환자 (경증이나 무증상은 당연히 치료가 필요없거나 대증 요법 정도) 사용한다는 것은 지금 당장에 급한 연구는 아니지만, 나중에 수급량이 많아지고 가격이 낮아질 때를 생각하면 의미 있는 연구 결과입니다.   렘데시비르 제조사인 길리어드 사이언스의 다아애나 브레이너드 박사 ( Dr. Diana Brainard of Gilead Sciences )는 병원에 입원이 필요했던 중등도 코로나 19 환자 584명을 렘데시비르 5일, 10일 투여 실험군과 위약을 투여한 대조군으로 나눠 임상 경과, 사망 등 중요한 합병증 발생 등에서 차이를 보이는지 조사했습니다. 연구 대상자의 40% 이상은 당뇨 같은 만성 질환이 있었으며 평균 연령은 57세였습니다.   연구 결과 대조군의 2%, 5일 투여군의 2%, 10일 투여군의 1%가 사망했으나 사망자 수가 4명, 3명, 2명 정도로 통계적 차이를 판단하기에는 사망자 수가 적어 결론을 내리기 어려웠습니다. 연구팀은 5일 투여군에서 임상 경과가 다소 호전되는 것을 판단했으나 10일 투여군에서는 통계적 차이를 검증할 수 없었습니다. 결론적으로 말해 중등도 코로나 19 환자에서 렘데시비르 투여는 확실한 임상적 이득이 없었습니다.     5일 투여량만 해도 가격이 3120달러라는 점을 감안할 때 중등도 환자에서 렘데시비르 투여는 설령 공급이 원활하다고 해도 적절한 치료법이 아닌 것으로 판단됩니다. 더구나 지금처럼 공급이 불안해 중증 환자 투여 물량 확보가 아쉬운 상황에서는 말할 것도 없습니다.  이번 연구는 렘데시비르보다 효과가 뛰어나면서 저렴한 차세대 항바이러스 치료제의 필요성을 다시 보여준 것으로 생각됩니다....

178Tb/s - 광섬유 통신 신기록 수립

  ( Lidia Galdino, lead researcher on the study. Credit: James Tye / UCL )  현재 가정에 들어오는 초고속 광통신은 10Gb/s 정도가 가장 빠른 편입니다. 그러나 사실 광섬유를 통해서 보낼 수 있는 정보량은 이것보다 훨씬 많습니다. 현재 개발 중인 기술 가운데서는 이미 1Tb/s 이상이 속도를 지닌 것들이 많아 미래에는 테라 인터넷 시대가 가능할 것으로 예상됩니다. 그런 가운데 영국 유니버시티 칼리지 런던 (UCL)의 리디아 갈디노( Lidia Galdino )가 이끄는 연구팀이 178Tb/s라는 신기록을 세웠다는 소식입니다.   광섬유 통신을 위한 주파수는 4.5THz까지 높일 수 있습니다. 최근에 개발된 신기술은 9THz 벽도 돌파했습니다. 그러나 연구팀은 16.8THz라는 새로운 영역에 도달했습니다. 주파수가 높을 수록 더 많은 정보를 전송할 수 있습니다. 하지만 16.8THz의 주파수로도 178Tb/s의 데이터 전송 속도는 사실 불가능합니다. 연구팀은  Geometric Shaping (GS) 방식으로 레이저 신호의 페이즈, 밝기, 편광 수준을 조절해 여러 신호가 서로 간섭 없이 전달되게 만들어 이런 신기록을 수립했습니다.   물론 새로운 기술이 항상 그렇듯이 바로 상용화가 가능한 것은 아닙니다. 특히 광섬유는 장거리 정보 전송이 가능해야 할 뿐 아니라 오류 없이 장시간 작동이 가능해야 합니다. 자꾸 에러가 생기거나 고장난다면 아무리 속도가 빨라도 무용지물입니다. 이 단계를 극복하고 경제성까지 갖춰 실용화 되는 경우는 사실 소수에 지나지 않습니다.   하지만 경쟁적으로 Tb 급 대역폭을 지닌 광통신 기술이 개발되고 있어 테라바이트 급 정보도 순식간에 전송할 수 있는 시대가 올 것은 분명합니다. 과거 전화선을 이용한 56K 모뎀에서 지금의 광섬유 기반 초고속 인터넷이 온 것처럼 속도는 계속 빨라질 수밖에 없기 때문입니다...

코로나 19 감염 위험성이 큰 동물은?

  ( A new genomic study ranks the potential of the SARS-CoV-2 spike protein to bind to the ACE2 receptor site in 410 vertebrate animals. Old World primates and great apes, which have identical amino acids at the binding site as humans, are predicted to have a very high propensity for binding ACE2 and are likely susceptible to SARS-CoV-2 infection. Credit: Matt Verdolivo/UC Davis )    코로나 19를 일으키는  SARS-CoV-2는 사스 및 메르스와 마찬가지로 박쥐를 자연 숙주로 삼는 베타 코로나바이러스 계통입니다. 따라서 본래 박쥐에 살던 바이러스가 중간 단계를 거쳐 사람으로 넘어온 것으로 추정됩니다. 그런데 이 이야기는 SARS-CoV-2 역시 사람에만 감염되는 것이 아니라 종을 넘어 다른 포유류나 조류, 혹은 척추동물에 감염될 수 있음을 시사합니다. 코로나 바이러스가 침투하는 경로인 ACE2 수용체는 다른 척추동물에서도 볼 수 있기 때문입니다. 다만 SARS-CoV-2와 ACE2 수용체의 결합 수준은 동물마다 큰 차이가 있어 감염 위험도는 모두 다를 수밖에 없습니다.   캘리포니아 대학 데이비스 캠퍼스 (UC Davis)의 조안나 다마스 (Joana Damas)와 그 동료들은 410종의 척추동물에서 ACE2 수용체 유전자를 조사해 코로나 19 감염 위험도를 조사했습니다. 연구팀에 따르면 ACE2 수용체 전체가 아니라 25개의 아미노산 배열이 특히 결합력에 큰 영향을 미쳐 감염 가능성을 결정합니다.   연구 결과 쉽게 예상할 수 있듯이 사람과 가까운 침팬치, 고릴라, 보노보...