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- 바이러스 총 개체수는 지구상의 모든 살아 있는 세포의 수를 10배-100배까지 초과할 것
- 바이러스는 그들의 서식지에서 대부분 다른 유기체에 기생하거나 심지어 죽이는 포식자
- 바이러스 먹는 섬모 원생동물 확인

바이러스도 음식, 첫 번째 증거
바이로바이러스의 탐지는 글로벌 먹이 사슬에 대한 관점을 바꿀 수 있다.

놀라운 발견:
연구원들은 처음으로 유기체에서 바이러스를 먹는 것을 시연했다. 그들은 물에서 발견되는 바이러스만을 먹고 살 수 있는 여러 종의 섬모를 확인했다. 따라서 바이러스는 살아있는 존재를 공격할 뿐만 아니라 스스로 먹이가 될 수도 있다. 중요한 점은 바이러스가 중요하지만 이전에는 간과되었던 먹이 사슬의 기초를 형성할 수 있다는 것이다. 

▲ 단세포 섬모 Tetrahymena thermophila. Paramecium Paramecium caudatum을 포함한 일부 섬모류는 바이러스만 먹고 살 수 있다. (위키미디어)

깊은 퇴적물, 수역, 바다, 식물과 동물 또는 우리 안에 바이러스는 거의 모든 곳에 있다. 그들의 총 개체수는 지구상의 모든 살아 있는 세포의 수를 10배에서 100배까지 초과할 수 있다. 그러나 바이러스는 그들의 서식지에서 대부분 다른 유기체에 기생하거나 심지어 죽이는 포식자로 간주된다. 바이러스가 유기체의 먹이가 되는지는 대부분 미개척 상태로 남아 있었다.

테스트 포식자로서의 섬모

최근 한 연구에 따르면 바이러스는 일부 수생 원생동물의 주요 먹이가 될 수도 있다. 이것은 University of Nebraska-Lincoln의 John DeLong과 그의 동료들이 원생동물에 속하는 Halteria sp.와 실험실에서 재배된 Paramecium bursaria.를 연구하던 중 발견했다. 그들은 많은 연못에는 흔히 볼 수 있는 전형적인 클로로바이러스가 있다. 물에 그들은 녹조류에 영향을 미치는 바이러스가 있는 이 물에 섬모를 보관했다.

"우리는 클로로바이러스를 추가하거나 추가하지 않은 사료 실험에서 Halteria와 Paramecium의 개체수 증가를 조사했다"고 팀은 설명했다. 개별 바이러스는 매우 작지만 단백질, 핵산 및 지방 형태의 귀중한 영양소를 포함한다. "따라서 충분한 양을 섭취하면 음식 역할을 할 수 있고 이를 소비하는 종의 개체군 역학에 영향을 미칠 수 있다.“

Halteria ciliates는 바이러스를 먹는다.

실제로 Paramecium에서 많은 일이 일어나지 않았지만 Halteria 섬모 동물이 있는 테스트 컨테이너의 클로로바이러스 수가 이틀 만에 원래 양의 100분의 1로 크게 떨어졌다. 동시에, DeLong과 그의 팀이 관찰한 바와 같이, 이 배양지의 섬모는 15배로 증가했다. 그러나 Halteria 원생동물이 바이러스 없이 다른 잠재적인 식량 공급원과 함께 물 샘플에 보관되면 개체 수가 정체되었다.

바이러스가 실제로 Halteria 원생동물에 의해 먹혔는지 여부를 확인하기 위해 연구자들은 일부 클로로바이러스를 섬모 배양물에 추가하기 전에 녹색 형광 염료로 표시했다. 조금 후에 원생동물의 액포가 녹색을 띠기 시작했다. 이것은 이 섬모가 바이러스를 흡수하여 세포에 축적했음을 증명한다.

▲ 녹색 형광은 Halteria(F), Euplotes sp.에서 바이로바이러스를 나타낸다. (G) 및 Paramecium caudatum (H). © DeLong et al./PNAS, CC-by-nc-nd 4.0

섬모는 하루에 백만 개의 바이러스를 파괴할 수 있다.

이것은 바이러스를 먹을 수 있는 유기체가 있다는 것을 증명한다. 심지어 순전히 바이러스성 식단에서도 번성한다. 그러한 바이로바이러스의 첫 번째 증거다. 연구원들은 테스트 배양에서 각 Halteria 원생동물이 하루에 약 10만 개에서 백만 개의 바이러스를 파괴했다고 추정했다. Euplotes와 Paramecium Paramecium caudatum을 포함한 일부 다른 섬모류도 추가 테스트에서 바이러스를 먹는 것으로 판명되었다. "작은 연못에서는 이런 식으로 하루에 100조에서 10000조의 비리온을 먹을 수 있다"고 DeLong과 그의 동료들은 말했다.

이 테스트는 또한 Halteria 원생동물이 소비한 바이러스 질량의 약 17%를 자신의 체질량으로 전환한 것으로 나타났다. 생물학자들이 설명하듯이, 이 순수한 바이러스 식단은 조류나 박테리아 형태의 다른 일반적인 단세포 식품과 유사한 성장 효율을 가지고 있다. 이전에 생각했던 것과는 달리 수생 서식지의 바이러스는 다른 유기 물질과 마찬가지로 소비자에게 영양가 있는 식품이다.

글로벌 먹이 사슬에 대한 중요성 간가돼

이것은 바이러스가 이전에 가정했던 것보다 글로벌 먹이 사슬에서 훨씬 더 중요한 역할을 할 수 있음을 의미한다. 에너지가 풍부한 성분으로 바이오매스 축적과 지구 탄소 순환에도 기여한다. "그러나 수생 먹이 사슬과 생태계의 이전 모델에서는 바이러스와 그 소비자 사이의 이러한 영양 연결이 전혀 없다"라고 과학자들은 말했다.

수생태계의 바이러스가 포식자일 뿐만 아니라 피식자이기도 하다는 사실이 확인된다면 파급효과가 클 것이다. 한편으로 그들은 세계 먹이 사슬에서 이전에 간과되었던 부분을 갖게 된다. 다른 한편으로 이것은 또한 바이러스 집단의 발달과 바이러스 진화에서 바이로바이러스가 하는 역할에 대한 질문을 제기한다. 이 시점에서 DeLong과 그의 팀은 이제 추가 조사를 바라고 있다.
(National Academy of Sciences 회보, 2022; doi:10.1073/pnas.2215000120)

출: University of Nebraska-Lincoln

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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