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"놀랍게도 북극과 알프스에서 박테리아를 감염시키는 대부분의 바이러스는 거의 동일했다"

빙하에서도 바이러스가 발견될 수 있다.
박테리오파지도 얼음 웅덩이에서 꿈틀댄다.

언뜻 보기에 이 북극의 풍경은 활기차지도 않고 바이러스도 없는 것으로 보인다.
이것은 기만적이다. 빙하의 얼음에서도 전체 바이러스 집단이 발생하기 때문이다.
그러나 그들 대부분은 인간을 감염시키지 않고 오히려 이 살기 힘든 지역의 물과 얼음에 사는 박테리아를 감염시킨다.

▲ 이 북극 빙하의 표면에도 바이러스가 살고 있다. © Christopher Bellas

 
바이러스는 극단적인 어댑터이며 거의 모든 곳에서 발생한다.
그들은 우리 몸 안팎을 샅샅이 뒤지고 다양한 동물 및 식물 종을 감염시키거나 박테리아를 숙주로 사용한다. 모든 바이러스가 보균자를 아프게 하거나 죽이는 것은 아니다.
어떤 경우에는 진화 과정에서 공존해 발전하여 바이러스와 숙주가 생존 할 수 있다.
우리 게놈에서도 한때 바이러스에 의해 남겨진 부분이 많이 있으며 오늘날 중요한 기능을 수행한다.

작은 얼음 구멍에 숨겨져 있음

이 이미지는 가장 극단적인 바이러스 서식지 중 하나인 북극 빙하의 표면을 보여준다.
이 빙하는 오스트리아 인스브루크 대학의 크리스토퍼 벨라스(Christopher Bellas)가 이끄는 연구팀이 바이러스성 생명체를 찾고 있는 지역 중 하나였다. Bellas는 "바이러스가 어떻게 발생하고 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하면 환경에서 바이러스의 역할과 숙주에 미치는 영향을 예측할 수 있다"고 말한다.

▲ 샘플을 채취하는 모습 Author: Kertu Liis Krigul

이 경우, 바이러스의 서식지는 얼음 위의 작은 물이 가득 찬 움푹 들어간 곳, 이른바 크라이요코나이트(*cryoconite) 구멍에 있다. “빙하에 있는 이 작은 용융물 웅덩이는 바이러스의 발달을 연구하기에 이상적인 장소다”고 Bellas는 설명한다. 연구진은 비교 유전 분석을 사용하여 알프스, 그린란드 및 스발바르 빙하의 극저온에서 바이러스 개체군이 어떻게 어떻게 다른지 알아보고자 했다.
*Cryoconite : 분진 상태로 바람에 실려 온 먼지들이 눈ㆍ빙하ㆍ빙관에 퇴적되어 높이 쌓인 것. 이 먼지에 함유된 소량의 매연이 태양 복사를 흡수하여 눈이나 퇴적물 밑의 얼음을 녹이고 때로는 크라이요코나이트 구멍을 만들기도 한다.

놀라운 일치

연구자들은 놀랍게도 이들 서식지 사이의 엄청난 공간적 거리에도 불구하고 바이러스 개체군은 예상보다 훨씬 적었다. "놀랍게도 북극과 알프스에서 박테리아를 감염시키는 대부분의 바이러스는 거의 동일했다"고 Bellas는 말했다. 그러나 게놈을 자세히 조사한 결과 그와 그의 팀은 몇 가지 차이점을 발견했다. 

▲ 빙하 표면에있는 크라이요코나이트(Cryoconite) 층. Author: Ville Miettinen from Helsinki, Finland

각 바이러스 게놈에는 다른 관련 바이러스의 유전 물질이 반복적으로 통합되고 확장된 많은 작은 섹션이 있다. 이 과정을 재조합(recombination)이라고도 한다.
결과적으로 바이러스는 일종의 유전자 슬롯머신처럼 유전자를 혼합한다.
이것은 크라이요코나이트(cryoconites)의 바이러스 집단에서도 분명했다.
"이는 바이러스가 다른 숙주에 빠르게 적응할 수 있는 잠재력을 제공한다"고 Bellas가 설명했다.
(Nature Communications, 2020; doi : 10.1038 / s41467-020-18236-8)
출처 : Universität Innsbruck

[더사이언스플러스=문광주 기자] "Green Soul, Beautiful Science" 

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