('Brown tide virus' is a member of a class called the giant viruses. Researchers have discovered genes for key cellular metabolic cycles in many giant viruses, suggesting that these microbes may be interacting with their hosts in more diverse ways than previously thought. Credit: Dr. Chuan Xiao and Yuejiao Xian, the University of Texas at El Paso.)
바이러스는 대부분 일반적인 현미경으로 관찰이 불가능할 정도로 작습니다. 바이러스의 자기 복제에 필요한 필수 유전자 몇 개 만을 지니다보니 크기가 커질 이유가 없는 것이죠. 크기가 작아질수록 한 번 세포에 감염된 후 더 많은 바이러스를 증식시킬 수 있는 것도 중요한 이유일 것입니다. 여러 가지 이유로 바이러스는 점점 작아져 대부분 전자 현미경으로만 볼 수 있는 크기가 되었습니다.
하지만 이런 트렌드에 역행하는 바이러스들이 존재합니다. 거대 바이러스 (Giant Virus)로 알려진 이 새로운 바이러스 그룹은 사실 너무 커서 1992년 이전에는 그 존재가 잘 알려지지 않았습니다. 그전까지는 바이러스 이외의 생물체를 거르기 위한 필터에 걸려 역설적으로 큰 크기에도 바이러스로 분류되지 않거나 혹은 확인할 수 없었던 것입니다.
거대 바이러스는 여전히 세균에 비해서 작지만, 유전자의 복잡도는 다른 바이러스의 수백배에서 수천배에 달합니다. 하지만 그렇다고 해도 스스로 대사를 할 수 있는 세포 소기관이나 단백질/효소를 지니고 있지 않고 단지 다른 세포의 자원을 이용해서 스스로를 복제할 뿐이기 때문에 바이러스의 기준에 맞습니다.
버지니아 공대의 프랭크 아일워드 교수(Frank Aylward, an assistant professor of biological sciences in the College of Science)와 포닥 연구자인 모니르 모니루자만 (Monir Moniruzzaman)은 501종의 거대 바이러스 유전자를 분석해 이들이 왜 이렇게 많은 유전자를 들고 다니는지 분석했습니다. 사실 남의 세포를 빌어 유전자와 필요한 물질을 생산하는 바이러스 입장에서 큰 유전자는 매우 거추장스러운 짐이 될 뿐입니다. 같은 세포에서 만들 수 있는 바이러스 입자가 줄어들어 후손을 남기는 데 불리할 뿐 아니라 크기가 커지기 때문에 한 번에 완벽하게 조립될 수 있을 가능성이 줄어듭니다. 한마디로 생산성이 떨어지는 셈입니다.
이런 약점에도 불구하고 생각보다 많은 거대 바이러스가 있다는 것은 어떤 이점이 존재한다는 의미입니다. 연구팀은 거대 바이러스의 커다란 유전자 중 상당수가 사실 숙주에서 유래되었다는 사실을 확인했습니다. 흥미로운 부분은 바이러스가 이런 숙주 유전자를 지니고 다니는 이유입니다. 이 유전자들은 세포의 대사 과정을 바꿔 바이러스 증식을 돕는 것으로 보입니다. 다만 정확한 기능과 기원에 대해서는 추가 연구가 필요합니다.
거대 바이러스는 단순히 독특한 바이러스가 아니라 해양 및 수중 생태계에서 중요한 역할을 담당합니다. 이들이 조류 (Algae) 같이 생태계의 일차 생산자에 감염되어 개체수를 조절하기 때문입니다. 오히려 큰 크기 때문에 지금까지 베일에 가려있었던 바이러스에 대해 우리는 이제야 이해하기 시작했습니다.
참고
Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-15507-2
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