라푼젤 바이러스가 있다?

(Bacteriophage P74-26 structure illustration. Credit: Leonora Martinez-Nunez)

지구에 가장 흔한 생명체는 박테리아입니다. 높은 하늘에서 지각 깊은 곳까지 지구에는 온갖 종류의 박테리아가 서식하고 있습니다. 그런 만큼 이 박테리아를 숙주로 삼는 바이러스인 박테리오파지 (bacteriophage) 역시 숫자가 무척 많고 종류도 다양합니다.

메사추세츠 대학의 에밀리 아그넬로 (Emily Agnello, a graduate student at the University of Massachusetts Chan Medical School)와 그 동료들은 박테리오파지 가운데 가장 기이한 바이러스 중 하나인 라푼젤 박테리오파지 (Rapunzel bacteriophage, P74-26)를 연구했습니다.

라푼젤 박테리오파지는 높은 탑이 아니라 뜨거운 온천에 사는 박테리아를 숙주로 삼아 증식합니다. 라푼젤이라는 별명은 엄청나게 긴 꼬리 때문에 붙은 것으로 일반적인 바이러스의 꼬리와 비교해서 10배 이상 길 뿐 아니라 길이가 거의 1 마이크로미터 수준으로 세균 두께와 맞먹는 수준입니다.

이렇게 긴 꼬리를 지니고 있음에도 라푼젤 박테리오파지는 높은 온도에서도 매우 안정하게 존재합니다. 연구팀은 그 이유를 알기 위해 긴 꼬리의 구조를 연구했습니다.

강력한 냉동 전자현미경 (cryo-electron microscopy) 이미지와 시뮬레이션을 이용한 연구 결과 라푼젤 빅테리오파지의 꼬리는 레고 블록 같은 단백질 구조가 길게 결합한 형태라는 사실을 확인했습니다. 각각의 단백질 블록은 레고처럼 볼과 소켓 형태로 길게 늘어날 수 있습니다.

하지만 레고 블록으로 만들어진 긴 튜브 같은 구조라면 사실 그렇게 튼튼하진 않을 것입니다. 연구팀은 레고 블록처럼 결합된 단백질이 이음새 없이 단단히 걀합되어 레고와 달리 쉽게 분해되지 않는다는 사실을 발견했습니다. 덕분에 높은 온도에서도 분해되지 않는다는 것입니다.

라푼젤 박테리오파지의 긴 꼬리는 결국 숙주를 잡는 목적으로 길어진 것입니다. 동화속 라푼젤는 반대인데, 숙주에 달라붙는 데 유리한 환경에서 진화했을 것입니다. 같은 목적으로 이렇게 기이하게 진화한 사례는 아마 무수히 많이 존재할 것입니다.

참고

https://phys.org/news/2023-03-rapunzel-virus-evolutionary-oddity.html

Emily Agnello et al, Conformational dynamics control assembly of an extremely long bacteriophage tail tube, Journal of Biological Chemistry (2023). DOI: 10.1016/j.jbc.2023.103021

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) ) 앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는 미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986 (동영상) V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다. 참고 https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

자세한 내용 보기

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson) 월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다. 메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다. 메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다. (동영상)...

자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다. 하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다. 연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...

자세한 내용 보기

고든의 블로그 구글 분점

이 블로그 검색