새로 발견된 거대 바이러스는 별, 거북이, 향수병처럼 생겼다

May 18, 2023

Matthias G. Fischer 등, 2023/bioRxiv

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우주에는 1000억 조(1024)개 이상의 별이 있는 것으로 추산되는데, 우주 전체에 있는 별의 개수가 현재 지구에 서식하는 바이러스의 개수보다 훨씬 적다는 사실을 알고 계시나요?

한 보고서에 따르면 우리 행성에는 1031개의 바이러스가 서식하고 있으며 아마도 인구 측면에서 가장 강력한 존재일 것입니다. 그들은 모든 종류의 모양과 형태로 나오지만 일부는 다른 것보다 더 기괴합니다.

최근 막스 플랑크 연구소와 매사추세츠 대학의 연구자들은 하버드 포레스트의 토양 샘플에서 거대한 바이러스 유사 입자(VLP)를 발견했습니다. 그들은 인간이 지금까지 알고 있는 다른 어떤 바이러스와도 다릅니다.

"우리가 발견한 것은 이전에 본 적이 없는 완전히 새로운 형태의 다양성입니다. 대다수는 아니더라도 많은 것들이 완전히 새로운 것이며 바이러스의 첫 목격이라고 확신합니다."라고 Matthias Fischer 박사는 말했습니다. Max Planck Institute의 연구 저자이자 과학자가 Live Science에 말했습니다.

연구자들은 모양에 따라 다음과 같이 부릅니다.

크리스마스 스타(별 모양 바이러스), 터틀(거북이 모양을 가진 바이러스), 배관공(관 모양 또는 파이프 모양의 촉수가 있는 바이러스), 초신성(폭발하는 별처럼 보이는 바이러스), 고르곤(여러 개의 관 모양 부속물을 가진 바이러스) ), 헤어컷(뾰족한 머리카락 같은 구조를 가진 바이러스), 플라콘(향수병 모양의 바이러스) 등이 있습니다.

자연에서 발견되는 대부분의 바이러스는 크기가 20~200나노미터(200 x 10-9m)이지만 새로 발견된 바이러스 유사 입자의 신체 크기는 0.2~1.5마이크로미터(1.5 x 10-6m)입니다.

좋은 소식은 이러한 거대 바이러스가 단세포 유기체에만 감염되고 인간과 같은 복잡한 생명체에는 감염되지 않는 것으로 알려져 있다는 것입니다. 연구진에 따르면 VLP는 토양에 서식하며 박테리아와 같은 다른 미생물의 수를 제한함으로써 탄소 순환에서 필수적인 역할을 할 수 있습니다.

이런 식으로 그들은 특정 장소의 토양에 있는 탄소의 양을 조절할 수 있습니다. 탄소 순환이 제대로 작동하려면 대기에서 자유롭게 이용 가능한 탄소의 양이 지구로 돌아가는 탄소의 양과 균형을 이루는 것이 중요합니다. 이러한 균형은 안정적인 환경과 기후 조건을 보장하는 데 중요합니다.

그러나 연구자들은 거대한 VLP가 왜 그렇게 특이한 모양을 가지고 있는지 아직 확신하지 못하고 있습니다. 예를 들어, 거북이에는 잎 모양의 부속기가 있고, 크리스마스 스타 바이러스에는 별 모양의 외부 껍질이 있으며, 고르곤에는 관 모양의 파생물이 있습니다.

그들은 아마도 그들의 기괴한 모양이 그들이 숙주에게 달라붙고 붙어 있는 데 도움이 될 것이라고 생각합니다. 이러한 추측과 환경에서의 역할을 확인하려면 추가 연구가 필요합니다.

Matthias G. Fischer 등, 2023/bioRxiv

연구진이 발견한 바이러스는 독특한 물리적 특징을 갖고 있지만 인류에게 알려진 최초의 거대 바이러스는 아니다. 과학자들은 이전에 바다, 얼어붙은 호수, 심지어 다른 유기체에서도 그러한 바이러스를 회수한 적이 있습니다.

예를 들어, 2003년에 과학자들은 박테리아를 모방한 바이러스를 발견했습니다. 미미바이러스(Mimivirus)로 알려진 이 바이러스는 아메바의 세포질 내부에 숨겨져 있는 것으로 발견되었습니다. 이 바이러스에는 Mamavirus라는 큰 형님도 있습니다.

미미바이러스는 최대 600nm까지 성장할 수 있지만, 연구진이 발견한 가장 큰 VLP의 길이는 690nm입니다.

그러나 이러한 크기 비교는 시베리아의 30,000년 된 얼음 구조 내부에 묻혀 있는 1,500nm 길이의 바이러스인 Pithovirus sibericum과 비교할 수 없습니다. 현재까지 이는 지금까지 발견된 바이러스 중 가장 큰 바이러스입니다.

그럼에도 불구하고 Fischer 박사와 그의 팀은 새로 발견된 거대 VLP가 우리 주변의 엄청난 바이러스 생물 다양성에 대한 지식을 향상시킬 것이라고 믿습니다. 또한 이러한 미생물을 사용하여 생태계에 이익을 줄 수 있는 방법을 탐색하는 데 도움이 될 것입니다.

“하버드 포레스트에서 발견된 수많은 바이러스 형태의 풍요로움만으로도 현재 우리가 알고 있는 바이러스권과 그 구조적 이질성에 대한 의문이 제기되고 있습니다. 이러한 바이러스 다양성의 시각적 표시를 통해 우리는 다른 연구자들이 전자 현미경으로 다양한 소우주를 탐색하고 자세한 특성 분석을 위해 더 많은 바이러스 숙주 시스템을 분리할 수 있도록 영감을 주기를 바랍니다.”라고 연구진은 말합니다.

0.2 µm) directly from the environment using transmission electron microscopy. We found that Harvard Forest soils contain a higher diversity of giant VLP morphotypes than all hitherto isolated giant viruses combined. These included VLPs with icosahedral capsid symmetry, ovoid shapes similar to pandoraviruses, and bacilliform shapes that may represent novel viruses. We discovered giant icosahedral capsids with structural modifications that had not been described before including tubular appendages, modified vertices, tails, and capsids consisting of multiple layers or internal channels. Many giant VLPs were covered with fibers of varying lengths, thicknesses, densities, and terminal structures. These findings imply that giant viruses employ a much wider array of capsid structures and mechanisms to interact with their host cells than is currently known. We also found diverse tailed bacteriophages and filamentous VLPs, as well as ultra-small cells. Our study offers a first glimpse of the vast diversity of unexplored viral structures in soil and reinforces the potential of transmission electron microscopy for fundamental discoveries in environmental microbiology./p>

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