통합검색
아이디    비밀번호
   자동로그인     
  현재 총 76명 접속중입니다. (회원 0 명 / 손님 76 명)     최신게시글    성경검색   
화이트헤드
철학
사회과학
자연과학
켄 윌버(Ken Wilber)
불교와 심리학
학술번역


  방문객 접속현황
오늘 256
어제 783
최대 10,145
전체 2,286,652



    제 목 : “바이러스도 생물체로 봐야”…첫 진화계통도 등장    
  글쓴이 : 미선 날 짜 : 17-09-20 04:45 조회(284)
   트랙백 주소 : http://freeview.org/bbs/tb.php/e003/127 






“바이러스도 생물체로 봐야”…첫 진화계통도 등장

유전자 염기서열 대신에 단백질 접힘구조 기준으로 분류


“바이러스는 원시세포 시기부터 세포들과 공존하며 진화”



00virus.jpg» 다양한 크기, 형태, 구조를 지닌 여러 바이러스들. 그림 위의 맨왼쪽부터 박테리오파지, 에볼라바이러스, 피토바이러스(거대바이러스), 인간면역결핍 바이러스. 출처/ 일리노이대학교 

 

상 생물종의 진화계통도에는 바이러스가 빠져 있다. 바이러스는 여전히 생물체로 분명하게 분류되지 않기 때문이다. 일부에서는 바이러스도 생물체 분류에 포함해야 한다는 주장이 제기되지만, 바이러스가 자체의 번식(생식) 메커니즘을 갖추지 못하며 세포에서 얻은 아르엔에이나 디엔에이 조각들의 입자에 불과해 생물체로 정의하기 어렵다는 견해는 여전히 우세하다. 특히 100만 종 이상으로 추산될 정도로 바이러스의 종이 워낙 많은데다가, 쉽게 변이를 일으켜 계통발생학적 추적이 어렵다는 점도 바이러스를 진화의 그림에서 생물종으로 분류하기 어렵게 만드는 요인이 된다.


이런 가운데, 최근에 바이러스를 생물체로 봐야 한다고 주장하는 연구진이 바이러스까지 담은 생물 진화계통도를 작성해 제시했다. 이는 바이러스를 생명체의 일부로 받아들여야 한다는 주장의 근거를 정식으로 제기한 것으로 받아들여져, 눈길을 끈다.


미국 어바나-샴페인의 일리노이대학교 소속 구스타보 카에타노-아놀레스(Gustavo Caetano-Anoll's) 연구진은 과학저널 <사이언스 어드밴시스>에 낸 “바이러스의 기원과 진화에 대한 계통발생학적 데이터 중심의 탐구” 제목의 논문에서, 바이러스의 계통발생을 분류할 수 있는 새로운 방법을 개발해 바이러스와 세포의 진화 역사를 하나의 통도에 담은 새로운 분류 체계를 제시했다.


연구진이 제시한 새로운 방법은, 쉽게 바뀌는 유전자 염기서열 정보 대신에 단백질 접힘 구조(fold)를 기준으로 그 진화의 과정을 바이러스와 세포의 역사에서 살피자는 것이다. 연구진의 셜명에 따르면, 염기서열 정보에 비해 단백질 접힘 구조는 쉽사리 바뀌지 않다는 점에 착안해, 단백질 접힘이라는 구조 요소들이 바이러스와 세포 유기체에서 어떻게 공유되고 분기하며 변화했는지를 추적할 수 있으며 그 관계를 진화계통도에서 작성할 수 있다는 아이디어인 셈이다.

00virus_treeoflife.jpg» 연구진이 논문에서 제시한, 바이러스와 세포 생물체의 진화계통도. 바이러스들을 표시한 부분에서 왼쪽은 '기저 바이러스 그룹'이, 오른쪽 방향의 끝에는 '거대 바이러스들'이 놓였다. 출처/ Science Advance 


“단백질 접힘구조 공유와 분화…껍질(캡시드) 정교화 감염력 진화

00dot.jpg 

논문과 일리노이대학의 보도자료, 그리고 해외매체의 관련 보도들을 보면, 연구진은 바이러스 3460 종을 포함해 총 5080개 생물종의 단백질 접힘 정보를 비교하고 분석했으며, 그 결과 442가지 접힘 구조가 세포와 바이러스에서 공유되며, 66가지는 바이러스만의 접힘 구조에서 나타났다고 밝혔다. 이는 세포와 바이러스가 아주 오랜 동안 단백질 접힘 구조를 공유했으며, 또한 바이러스는 나름대로 자기만의 접힘 구조를 진화시켜왔다는 근거로서 제시되었다.


연구진은 연구를 통해 몇 가지 흥미로운 추론을 제시했다. 가장 큰 주장은 “바이러스도 (진화계통도인) 생명의 나무 안에 포함될 만한 자격을 갖추고 있다(Viruses merit inclusion in the tree of life)”는 것이다. 바이러스는 세포 생물체들의 공통조상과 공존했다는 주장도 제시됐다.


“계통발생학적 분석은 보편적인 생명의 나무를 드러내어 주며, 현생 바이러스들이 RNA 조각 유전체들에 깃들었던 여러 가지 먼 과거 세포(ancient cells)에서 유래한 것이며 현생 세포들의 공통 조상들과 공존했음을 보여주었다.” (논문 초록)


연구진이 논문에서 제시한 만물의 진화계통도를 보면, 바이러스는 진화의 길에서 가장 긴 역사를 지니고 있음을 보여준다. 또한 연구진은 바이러스만의 염기서열도 발견했으며, 이런 발견은 바이러스의 유전 정보가 그저 세포들에서 유래한 것일 뿐이라는 기존의 인식과 달리 나름의 진화 경로를 거쳐왔음을 보여주는 근거라고 주장했다.


바이러스의 유전물질을 감싸고 있는 일종의 외투인 캡시드(capsid) 단백질은 바이러스의 진화에서 중요한 것이었다. 연구진은 비교 분석을 통해 얻은 데이터로 볼 때에 현생 세포 생명체가 출현한 지 얼마 안 돼 대부분의 바이러스가 자신의 유전 물질을 보호하는 단백질 외투 '캡시드'를 갖추기 시작했던 것으로 추정했다. 캡시드의 구조를 갖추면서 바이러스는 세포 바깥에서도 오래 유지될 수 있어 더욱 더 확산할 수 있었다. 연구진은 “이런 캡시드가 점점 더 정교화했으며 그러면서 바이러스는 이전에는 접근할 수 없었던 세포들도 감염할 수 있는 능력을 획득할 수 있었다”면서 “이것이 [바이러스] 기생 생활의 현저한 특징(hallmark)이 되었다”고 말했다.


“바이러스-세포 공통조상인 원시바이러스세포에서 유래” 추정

00dot.jpg 

연구진은 바이러스와 세포 생물체에 대한 비교 연구를 통해 얻은 데이터 결과물로 볼 때에, 바이러스가 세포보다 먼저 출현하지 않았으며 공통조상에서 유래했을 가능성이 크다는 ‘과감한 추정’도 제시했다.


“우리의 비교 계통발생학 데이터는 바이러스의 기원과 관련해 [바이러스가 세포에 앞서 먼저 출현했다는] ‘바이러스 선행’ 가설 또는 세포 선행 시나리오를 반박하는 것이다. 바이러스 선행 가설은 세포의 기원보다 앞서서 자기복제를 하는 바이러스의 복제단위(replicon)가 생겨났다고 제시한다. 그렇지만 이 가설은 불충분한데, 왜냐하면 바이러스가 […] 후손을 증식하려면 세포 내부 환경에서 복제를 해야만 하기 때문이다. […] 그러므로 우리의 데이터는 ‘탈출’ 가설(excape hypothesis)이나 ‘축소’ 가설(reductive hypothesis)과 더 잘 조화될 수 있을 것이다.

[…]

자연사의 관점에서 볼 때, 우리의 과감한 추정은 원시바이러스세포(proto-virocell), 즉 현생 세포와 바이러스의 마지막 보편조상(universal ancestor)의 세포성 후손들이 존재했다는 생각을 바로 불러일으킨다. 이 원시바이러스세포가 축소해 현생 바이러스가 되는 가운데, 다른 원시바이러스세포의 후손은 고세균(Archaea), 박테리아(Bacteria), 진핵생물(Eukarya)로 분화했다. [물론] 이때의 원시바이러스세포는 오늘날 바이러스세포와는 다른 존재로 구분해야 한다.” (논문에서)


바이러스도 생물체로 분류할 수 있다는 견해는 2000년대 들어 일부 박테리아보다도 더 큰 몸집과 더 큰 유전체 정보를 갖춘 거대 바이러스(giant virus, megalovirus)가 잇따라 별견되면서 더욱 큰 관심을 끌었다. 연구진은 일리노이대학 보도자료에서 모든 생물종은 다른 생물에 기생하거나 의존하여 생존하는데, 이런 점에서 보면 바이러스가 독특한 증식 전략을 취하기는 하지만 마찬가지로 기생하는 생물체로 볼 수 있을 것이라며 ‘바이러스 생물론’을 강조했다.


한편, 바이러스를 분류하는 국제 바이러스 분류 위원회(ICTV)의 최근 분류에 의하면, 바이러스는 크기, 유전정보 규모, 증식 전략 등에 따라 모두 일곱 가지로 분류하고 있다. 


  참조 글 (2009)

(한겨레  2009년 5월18일치 제22면, ‘유레카’ 미니칼럼)
 
 
바이러스의 기원 

 신종 인플루엔자 바이러스가 지구촌을 긴장시키고 있다. 대유행 인플루엔자에 견줘 사망률은 낮다 해도 전체 감염 규모가 커지면 피해는 덩달아 늘어나니 긴장을 늦출 수 없다. 독성을 더 높인 바이러스로 변이를 일으킬 수도 있으니 여전히 1급 경계 대상이다.
 지구상에 바이러스는 언제 출현했을까? 핵산과 단백질 분자만으로 놀라울 만큼 간단한 구조를 갖춘 바이러스는 유전과 증식 능력을 갖춰 생물체 같기도 하고, 생물의 기본단위인 세포가 없어 무생물체 같기도 하다. 바이러스의 기원과 관련해선 여러 가설이 있다. 먼저 세포 안에 있던 디엔에이나 아르엔에이 조각들이 감염과 증식 능력을 갖춰 세포 밖으로 탈출한 게 바이러스라는 설이 있다. 애초엔 숙주 세포에 기생하는 작은 세포였는데 점차 기생에 필요한 부분만 남기고 다른 기능은 숙주 세포를 이용하는 쪽으로 진화해 생겨났다는 설도 있다. 물론 세포와 바이러스가 따로 생겨나 함께 진화했다는 설도 있다.
 구조가 원시적이란 점에서 바이러스의 역사가 세포의 역사보다 더 오래됐다는 설도 가능하다. 생물이 안정된 겹가닥 디엔에이 구조를 사실상 표준으로 삼는 데 견줘, 바이러스는 겹가닥이건 홑가닥이건 디엔에이건 아르엔에이건 여러 방식을 취한다는 점도 원시의 흔적으로 여겨질 만하다.
 2003년 거대 몸집을 한 신종 바이러스가 발견됐다. 바이러스 세계에서는 매머드 정도나 될 만큼 덩치 큰 이 바이러스는 ‘미미바이러스’라는 이름을 얻었다. 지난달엔 미미바이러스 구조를 분석한 후속 연구가 발표됐다. 연구자들이 ‘세포와 바이러스의 중간단계’ ‘잃어버린 연결고리’로도 부르는 이 바이러스가 세포와 바이러스의 진화를 이해하는 데 도움을 줄 새 단서가 되리라는 기대도 나온다. 우리가 몰랐던 바이러스와 세포의 새로운 관계가 드러날까? (오철우 기자)


  ■ 논문 초록

바이러스의 기원은 여전히 미스터리로 남아 있다. 바이러스가 다양하고 분자와 기능을 짜깁기한 구성을 지니고 있기 때문이다. 그동안 바이러스의 기원을 설명하려는 많은 가설들이 시도되어 왔으나, 어느 것도 실질적 데이터에 의해 뒷받침되지는 못했다. 우리 연구진은 단백질 구조와 기능에 관한 풍부한 데이터를 활용해 수천 가지 세포와 바이러스에 있는 단백질 구성의 진화를 살펴보았다. 속성상 바이러스 단백질체는 지극히 적지만, 우리는 ‘바이러스 초집단(viral supergroup)’의 먼 과거 기원과 유전정보 수평전파를 보여주는 폭넓은 사례들이 존재함을 입증해 보였다. 다양한 유형의 레플리콘(replicon: DNA나 RNA의 복제 단위)에 깃들어 관계의 거리가 먼 숙주를 감염시키는 바이러스들은 먼 과거 기원을 지닌 대사와 정보 단백질의 구조 영역을 공유했으며 그것들은 세포 단백질체에서도 널리 나타난다. 계통발생학적 분석은 보편적인 생명의 나무를 드러내어 주며, 현생 바이러스들이 RNA 조각 유전체들에 깃들었던 여러 가지 먼 과거 세포(ancient cells)에서 유래한 것이며 현생 세포들(modern cells)의 조상들과 공존했음을 보여주었다. 바이러스와 세포의 기원과 진화를 보여주는 우리 모델은, 유전체와 구조의 강력한 증거에 의해 뒷받침되며 바이러스가 현생 세포가 아니라 먼 과거 세포에서 기원했다고 여긴다면 바이러스 진화의 기존 모델과도 조화를 이룰 수 있는 것이다.

오철우 기자 cheolwoo@hani.co.kr       

@한겨레 과학웹진 사이언스온       

출처
http://scienceon.hani.co.kr/325288




게시물수 69건 / 코멘트수 41건 RSS
 
번호 제목 글쓴이 조회 날짜
69 과학의 진화론에 대한 기독교의 창조론 입장들 분류와 비판 미선 65 11-24
68 “바이러스도 생물체로 봐야”…첫 진화계통도 등장 미선 285 09-20
67 활발히 연구되는 양자 생물학 연구와 뇌 의식 미선 414 07-25
66 시간의 물리학에 대한 논쟁 / QuantaMagazine (1) 미선 582 06-28
65 315,000년 전 호모 사피엔스 화석, 인류의 역사를 다시 쓸 듯 미선 457 06-09
64 [펌] 데미스 하사비스 특강 "인공지능과 미래" 강연 후기 미선 452 06-07
63 양자 물리학, 화학, 그리고 의식 미선 665 05-26
62 만성피로증후군의 생물학적 토대, 드디어 모습을 드러내나?[바이오토픽] 미선 588 04-13
61 장하석 교수의 <인본주의와 과학> 강연 내용 미선 979 03-04
60 나의 선택은 실제론 내 몸속 미생물의 선택이었다? 미선 972 12-28
59 뇌가 먼저 결정하고 '나'는 나중에 결정한다. 미선 976 12-28
58 사물을 분석한다고 해서 사물의 신비가 손상되는 것은 아니다! 미선 916 12-20
57 선사시대의 대학살로 추정해 보는 수렵채집인들의 전쟁 미선 1020 11-18
56 자아는 허상일까? (송민령) 미선 1997 10-25
55 몸학에서 보는 장회익 교수의 온생명 이론 비판 미선 1715 06-02
54 시간의 발생과 진화 과정에 있는 자연의 법칙 미선 1730 04-16
53 On Einstein: an Edge Symposium (1) 미선 5085 04-09
52 양자 뇌 의식 - 미세소관 가설의 가능성 미선 2358 03-16
51 혹시 <양자생물학>Quantum Biology을 들어보셨는지요? 미선 2170 03-16
50 초자연적 귀신이나 종교 체험의 뇌과학적 이해와 올바른 종교관 미선 1875 03-04
49 양자역학에선 관측의 주체가 꼭 인간일 필요는 없다 (김상욱) 미선 2204 02-22
48 우리가 과학의 환원적 분석에 호감을 갖는 이유 미선 1833 02-20
47 중력파 검출 과학 뉴스를 접하면서... (1) 미선 2054 02-14
46 인간의 "지각 과정"에 대한 과학적 분석.. 그리고 형상(form) 떠올림, 미선 2269 01-24
45 인공지능, 인간을 능가 못하는 이유 / 김형근 미선 3644 02-03
44 [펌] 세균이 항생제 내성을 획득하는 새로운 방법: 이타주의 (1) 미선 5352 01-12
43 뇌과학에게 인문학을 말하다 미선 4795 04-23
42 <뇌와 내부세계>의 기본 개념과 마음과 뇌의 작용 미선 5944 04-20
41 <뇌 이데올로기>를 아십니까 미선 4510 04-05
40 사회생물학자 윌슨의 입장 선회 (유전자 중심설에서 다수준 선택설로) (1) 미선 5636 04-02
39 [펌] 지구를 덮는 뇌의 네트워크, 가까운 미래? (홍수) 미선 4782 03-31
38 입자물리학의 표준모형과 힉스 입자 (이강영) 미선 5075 03-21
37 존재에 깃든 환원과 비환원 그리고 과학과 철학의 관계 미선 4641 03-14
36 무의식-1차의식-고차의식 & 포월 그리고 창발과 환원 (1) 미선 5123 02-19
35 스튜어트 해머로프(Stuart R. Hameroff)의 양자 의식 이론 미선 5234 02-13
 1  2  



Institute for Transformation of World and Christianity