바이러스는 생명체일까: 클로로바이러스의 감염 방식 – 실시간 베스트 갤러리

-비리온 상태에서 세포와 접촉해 활성화되는 바이러스

바이러스는 세포 내에서 생명체의 특성을 보여 주지만 세포 외에서는 아무 활성을 갖지 못하는 단백질 덩어리의 상태로 존재한다고 알려졌다

바이러스의 이 세포 외 입자 상태를 비리온Virion이라고 한다

이 비리온 상태에선 무생물과 다를 바 없다는 것이 바이러스가 생명체라 단정할 수 없는 근거 중 하나였다

-짚신벌레와 그 내부에 공생하는 녹조류(녹색)

클로로바이러스Chlorovirus는 특정 짚신벌레(Paramecium bursaria) 내부에 공생하는 미생물인 녹조류를 감염 대상으로 삼는다

녹조류는 짚신벌레 내부에 들어있기 때문에 외부에 존재하는 바이러스가 접촉하기 어렵다

일반적인 바이러스는 비활성화된 비리온 상태로 존재하다 우연히 숙주세포에 접촉하면 활성화되는데, 그런 방식으로는 감염에 성공할 확률이 현저히 낮을 수 밖에 없다

-클로로바이러스의 녹조류 감염 방식

(A)짚신벌레를 유도하여 표면의 섬모들 사이에 부착한 뒤

(B)짚신벌레를 포식한 요각류의 내부로 들어가고

(C)녹조류와 섞여 배설된 뒤

(D-E)주위의 녹조류와 만나 감염 후 녹조류를 터뜨려 퍼져 나감

-녹조류 세포에 부착하여 감염을 시도하는 클로로바이러스

하지만 클로로바이러스는 비리온 상태임에도 짚신벌레를 유도하는 물질을 분비해 자신을 표면에 부착시키게 한 후, 짚신벌레가 포식자에 의해 공격받아 터질 때 방출된 내부 녹조류를 감염시키는 독특한 감염기작을 가지고 있다.[1]

감염 상태의 바이러스가 숙주 세포를 조종하는 것은 당연한 일이지만, 이처럼 비리온 상태의 바이러스가 외부의 다른 세포를 조종하는 것은 이전에 없던 발견이었다

-네브레스카 대학에서 진행한 클로로바이러스 비리온의 짚신벌레 유도 실험

실험은 배지를 환경이 다른 3개의 구획으로 구분한 뒤, 가운데에 짚신벌레를 놓은 후 일정 시간이 지난 뒤 각각의 구역별 짚신벌레의 이동 빈도를 비교하는 방식으로 진행되었다

실험 결과 클로로바이러스가 있는 쪽에 확연히 짚신벌레가 많이 관찰되었으며, 바이러스 농도에 비례해 더 많은 짚신벌레들이 몰려드는 것이 확인되었다

바이러스 현탁액에서 하부에 가라앉은 바이러스 입자를 제거한 후 남은 상층액에도 짚신벌레 유도 효과가 있음이 관찰되었는데, 이는 비리온 자체가 아닌 비리온에서 유출된 무언가가 화학적으로 짚신벌레를 유도하는 것으로 추측된다[2]

이로서 종전에는 바이러스의 무생물 상태로 여겼던 비리온 입자조차 능동적인 활동을 보인다는 사실을 알 수 있으며, 바이러스의 생물 분류 논쟁에 대한 중요 주제 중 하나로 오르내리고 있다

-불완전한 TCA회로를 가진 판도라바이러스

이 외에도 세포막과 유사한 막이 존재해 스스로 에너지 생산을 시도하는 판도라바이러스나[3],

-숙주 바이러스를 감염시키는 스푸트니크 바이러스(좌)

바이러스를 감염시키는 바이러스인 바이로파지가 발견되는 등[4] 단순한 병원체로만 생각되던 바이러스가 사실은 매우 복잡한 면모를 가진다는 사실이 계속해서 밝혀지고 있다

-클로로바이러스 ATCV-1의 인간 감염 추정 경로

또한 실험에 사용된 것과는 다른 종이지만 일부 클로로바이러스는 인간을 감염시켜 인지기능 저하에 영향을 끼치는데[5,6], 감염 메커니즘이나 치료 방법에 대해서는 잘 알려지지 않은 상태라 우려를 사고 있다

인간이 최초이자 유일하게 병원체에 완승을 거둔 대상이 바이러스인 천연두지만, 오히려 바이러스에 대해 연구하면 할수록 더욱 이해하기 어려운 복잡한 상황에 처해 있다

1. DeLong, J. P., Al-Ameeli, Z., Duncan, G., Van Etten, J. L., & Dunigan, D. D. (2016). Predators catalyze an increase in chloroviruses by foraging on the symbiotic hosts of zoochlorellae. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 113(48), 13780–13784.

2. Dunigan, D. D., Al-Sammak, M., Al-Ameeli, Z., Agarkova, I. V., DeLong, J. P., & Van Etten, J. L. (2019). Chloroviruses Lure Hosts through Long-Distance Chemical Signaling. Journal of virology, 93(7), e01688-18.

3. Correction to: Incomplete tricarboxylic acid cycle and proton gradient in Pandoravirus massiliensis: is it still a virus?. (2024). The ISME journal, 18(1), wrae095.

4. Tokarz-Deptuła, B., Chrzanowska, S., Gurgacz, N., Stosik, M., & Deptuła, W. (2023). Virophages-Known and Unknown Facts. Viruses, 15(6), 1321.

5. Yolken, R. H., Jones-Brando, L., Dunigan, D. D., Kannan, G., Dickerson, F., Severance, E., Sabunciyan, S., Talbot, C. C., Jr, Prandovszky, E., Gurnon, J. R., Agarkova, I. V., Leister, F., Gressitt, K. L., Chen, O., Deuber, B., Ma, F., Pletnikov, M. V., & Van Etten, J. L. (2014). Chlorovirus ATCV-1 is part of the human oropharyngeal virome and is associated with changes in cognitive functions in humans and mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111(45), 16106–16111.

6. Zhernov, Y. V., Vysochanskaya, S. O., Basov, A. A., Sukhov, V. A., Simanovsky, A. A., Fadeeva, I. A., Polibin, R. V., Sidorova, E. A., Shcherbakov, D. V., & Mitrokhin, O. V. (2023). The Role of Chloroviruses as Possible Infectious Agents for Human Health: Putative Mechanisms of ATCV-1 Infection and Potential Routes of Transmission. Tropical medicine and infectious disease, 8(1), 40.