코로나 바이러스는 미토콘드리아의 방어 메카니즘을 차단한다

문광주 기자 / 기사승인 : 2022-01-20 16:40:01
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- 코로나바이러스나 다른 병원체에 감염되면 이들은 미토콘드리아도 공격
- 미토콘드리아 외부 막의 많은 부분이 감염 후 몇 시간 만에 분리
- 기생충은 미토콘드리아 스트레스에 대한 정상적인 숙주 반응을 납치
- 이것은 미토콘드리아의 무장 해제로 이어진다.

병원체는 우리의 미토콘드리아를 납치한다.
병원체와의 접촉은 세포 발전소의 방어 메커니즘을 차단한다.


숨겨진 효과: 

우리가 코로나 바이러스나 다른 병원체에 감염되면 이들은 세포의 발전소인 미토콘드리아도 공격합니다. 연구자들이 톡소플라스마증 병원체의 예를 사용해 관찰한 것처럼 미토콘드리아 외부 막의 많은 부분이 감염 후 몇 시간 만에 분리된다. 그 이유는 세포 발전소의 스트레스 반응 때문이다. 팀이 "Science"에서 보고한 것처럼, 셀 발전소는 이러한 방식으로 스스로를 보호하려고 하지만 스스로에게 해를 입힐 뿐이다. 

▲ 원생동물 Toxoplasma gondii(빨간색)와 같은 병원체는 미토콘드리아(초록색)가 "피부"(노란색)의 큰 구조를 떨어뜨리도록 한다. © Xianhe Li/ Max Planck Institute for Biology of Aging

미토콘드리아는 우리 세포의 발전소이자 ​​배터리이다.
그들은 분자 아데노신 삼인산(ATP)의 형태로 신진대사의 화학 에너지 운반체를 생성하므로 모든 세포, 조직 및 기관의 기능에 중요하다. 내부에서 미토콘드리아는 서로 독립적으로 기능하고 지속적이고 유연하게 모양을 변경하는 많은 하위 단위로 나뉜다. 반면에 외막은 세포 환경과의 교환에 사용된다.

감염된 세포 내부를 살펴보십시오.

그러나 세포가 병원체(세균, 단세포 기생충 또는 코로나바이러스 SARS-CoV-2와 같은 바이러스)에 의해 공격을 받으면 어떻게 될까? 특히 바이러스는 번식을 최적화하기 위해 세포 구성 요소를 과감하게 개조하는 것으로 알려져 있다. 대조적으로, 미토콘드리아는 면역 반응을 촉발하고 병원체에서 성장에 필요한 영양소를 박탈함으로써 활성화된다.

쾰른에 있는 막스 플랑크 노화 생물학 연구소의 Xianhe Li와 그의 동료들은 최근 세포 발전소에 대한 이러한 대결의 결과를 더 자세히 조사했다. "우리는 세포에서 미토콘드리아와 병원체가 만날 때 미토콘드리아의 행동이 어떻게 변하는지 알고 싶었다. 이러한 세포 소기관의 외막이 침입자와의 첫 번째 접촉 지점이기 때문에 우리는 그들을 자세히 살펴보았다"고 수석 저자이자 Li의 동료인 Lena Pernas가 설명했다.

미토콘드리아는 큰 "덩어리"를 낸다.

연구팀은 연구를 위해 형광 단백질로 표시된 마우스 세포에 톡소플라스마증의 원인균인 단세포 기생충인 톡소플라스마를 감염시켰다. 그런 다음 그들은 현미경으로 미토콘드리아에 어떤 일이 일어나는지 관찰했다. "우리는 기생충과 접촉한 미토콘드리아가 외막에서 큰 구조를 분리하는 것을 보았다"고 Li는 보고했다. 이 분리된 입사귀는 감염 후 6시간 만에 세포에서 크고 타원형의 구조로 볼 수 있었다.

그것은 무엇이었을까?
"이러한 구조에서 미토콘드리아 기질 단백질의 직경이 크고 결핍은 전체 미토콘드리아의 단편이 아니며 미토콘드리아가 독소와 산화 스트레스에 반응해 일반적으로 형성하는 거품이 아님을 시사한다"라고 팀은 설명했다. "대신, 그것들은 미토콘드리아 외막에서 떨어져 나온 독립적으로 형성된 다른 구조다.“

미토콘드리아 방어 시스템 차단

더 자세한 분석은 병원체가 미토콘드리아 외막의 수용체에 결합하는 단백질을 생성한다는 것을 밝혀냈다. 그 결과 세포 발전소에 있는 여러 단백질의 기능이 변경돼 병원체에 대한 방어가 억제된다. “기생충은 미토콘드리아 스트레스에 대한 정상적인 숙주 반응을 납치한다. 이것은 미토콘드리아의 무장 해제로 이어진다”고 Pernas가 설명했다.

유사한 방식으로 SARS-CoV-2 코로나바이러스와 같은 다른 병원체도 미토콘드리아의 세포 내 방어 반응을 뒤집을 수 있다. "다른 연구자들은 SARS-CoV-2 바이러스의 단백질도 이 수송 수용체에 결합한다는 것을 보여주었다"며 "그러나 다양한 감염에서 그 역할을 더 잘 이해하려면 더 많은 연구가 필요하다"고 연구원은 말했다.
(Science, 2022; doi:10.1126/science.abi4343)
출처: 막스 플랑크 노화 생물학 연구소

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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