바이러스만 먹고 증식하는 생물을 처음 발견!

바이러스만 먹고 증식하는 생물을 처음 발견!

바이러스를 정말 좋아하는 생물이 있는 것 같습니다.

미국 네브래스카대 링컨대(UNL)가 실시한 연구에 따르면 할테리아라고 불리는 민물에 사는 동물성 플랑크톤은 바이러스를 먹는 것만으로도 성장하고 번식할 수 있는 능력이 있는 것으로 밝혀졌습니다.

이번 연구는 바이러스만을 먹고 사는 플랑크톤을 세계 최초로 찾아낸 것입니다.

바이러스를 먹고 사는 다른 플랑크톤이 있다면 바이러스는 단순히 감염원으로 작용하는 것이 아니라 지구상의 다양한 생명체를 지원하는 "먹히는 생태계"의 일부가 될 수 있다고 연구원들은 말했습니다.

하지만 바이러스만 먹고 사는 생물인 할테리아는 정확히 무엇일까요?

자세한 연구는 2022년 12월 27일 미국국립과학원회보 (PNAS)에 공개되어 있습니다.

바이러스는 영양소가 될 가능성이 있습니다.

문제는 "바이러스가 영양소가 되지 않는가?"

자연계에서 식물성 플랑크톤은 동물성 플랑크톤이, 동물성 플랑크톤은 작은 물고기의 주식인 미진과 같은 작은 갑각류가 잡아먹는 등 모든 유기체는 "먹히는 잃어버린 생태계"에 포함됩니다.

한편, 증식을 목적으로 하는 생명 활동이 거의 없는 바이러스는 생물학의 정의에서 벗어난 존재이며, 생물이 만들어내는 "먹히는 생태계"를 구성하는 요소로 간주되지 않습니다.

그러나 바이러스의 몸은 DNA나 RNA와 같은 핵산이 단백질 피막이나 지질막으로 둘러싸여 있는 생물학적 물질 덩어리이기 때문에 영양가가 높습니다.

바이러스가 손바닥만한 크기라면 그것을 분해하여 밭에 퍼뜨릴 수 있고 토양 박테리아에 유용한 영양분을 먹고(분해) 생태계 역할을 할 것입니다.

그래서 드롱 씨는 "자연계 안에는 바이러스만 먹고 사는 유기체가 있을것"이라고 추측했습니다.

문제는 그런 생물이 있어도 어디서 찾아야 할지 모르겠다는 것이었습니다.

모든 것이 불확실할 때 유일한 과학적 방법은 모든 것을 시도하는 것입니다.

드롱 씨는 즉시 인근 연못으로 차를 몰고 가서 연못의 물에서 다양한 미생물을 수집하고 클로로바이러스라고 하는 식물성 플랑크톤을 감염시킬 수 있는 바이러스를 대량으로 추가했습니다.

24시간 동안 그대로 두었습니다.

여기서 연못에서 퍼온 물에 바이러스 기반 미생물이 있으면 다른 미생물보다 번식이 빠를것입니다.

"무엇이든"이라는 정신으로 시작된 실험은 어떤 결말을 맞이하게 될까요?

 

대체로 실험은 대성공이었습니다.

연못 물에 바이러스를 주입한 지 24시간 후 드롱 씨는 '할테리아'라고 불리는 동물성 플랑크톤의 수가 크게 증가한 것을 발견했습니다.

그러나 이 시점에서 할테리아를 증식시키는 것은 바이러스가 아니라 물에있는 다른 식물성 플랑크톤입니다.

이에 드롱 씨는 할테리아균만 들어 있는 두 개의 병을 준비하여 하나는 보관하고 다른 하나는 바이러스를 첨가하여 이틀 동안 관찰하였습니다.

그 결과 바이러스를 넣은 수조에서는 할테리아가 이틀 만에 15배 증식해 바이러스 수가 1/100로 줄었습니다.

반면, 바이러스를 적용하지 않은 수조에서는 할테리아의 성장이나 증식이 관찰되지 않았습니다.

이 결과만으로도 할테리아는 바이러스만을 소비하여 성장과 증식을 일으킨다는 것이 분명합니다.

그러나 드롱 씨는 더 결정적인 증거를 찾고 할테리아가 물리적으로 바이러스를 잡아먹고 있는지 확인하기 위해 바이러스 DNA에 녹색의 빛나는 형광 염료를 부착했습니다.

그러자 할테리아의 '위주머니'에 해당하는 액포 부분이 녹색으로 빛나고 있는 것이 밝혀졌고, 할테리아가 물리적으로 바이러스를 삼키고 있는 것으로 밝혀졌습니다.

그러나 현재까지의 연구에 따르면 바이러스가 단세포 유기체에 흡수되는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌습니다.

예를 들어, 1980년에 수행된 한 연구에서는 "단세포 유기체가 바이러스를 먹을 수 있다"고 보고했습니다.

또한 스위스의 일부 후속 연구에서는 단세포 유기체가 폐수에서 바이러스를 제거할 수 있는 것으로 나타났다고 보고했습니다.

그러나 이 연구는 생명이 "바이러스"를 먹어야만 성장하고 증식할 수 있다는 것을 발견한 세계 최초의 연구입니다.

이 할테리아 생물은 정확히 무엇일까요?

할테리아는 드롱씨가 붓는 연못에만 서식하는 특별한 종류의 플랑크톤일까요?

첫째, 할테리아는 희귀종이 아닙니다.

대신, 그들은 전 세계의 연못과 늪에서 어디에나 있는 매우 "일반적인" 동물성 플랑크톤이 되고 있습니다.

그러나 드롱씨는 가장 중요한 것은 '일반적인 종'이라고 믿습니다.

바이러스도 먹이 사슬 생태계에 내재되어 있습니다.

식물, 동물, 미생물로 구성된 생태계의 모습은 위의 그림과 같이 생물학 교과서에 잘 묘사되어 있습니다.

그러나 이러한 생태계 그림에는 바이러스가 내장되어 있지 않았습니다.

바이러스는 감염을 일으켜 생명을 위협할 수 있음에도 불구하고 생태계의 먹이사슬에 편입된 것으로 생각되지 않기 때문입니다.

그러나 이번 연구는 전 세계 어디에나 존재하는 일반적인 동물성 플랑크톤이 바이러스를 먹고 번식할 수밖에 없다는 사실을 보여주었습니다.

이 사실은 바이러스가 먹이 사슬에 포함된 생태계의 일부이며 지구 탄소 순환에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다.

실험에 사용된 클로로바이러스가 식물성 플랑크톤에 감염되면 결국 플랑크톤을 파괴하고 바이러스 입자를 주위에 퍼뜨립니다.

이 과정에서 탄소를 포함하여 식물성 플랑크톤이 보유한 분자는 유기체에서 환경으로 일시적으로 피드백됩니다.

그러나 할테리아가 존재하면 이 과정을 유발하는 바이러스를 먹고 환경으로 영양분의 방출을 억제합니다.

드롱씨는 바이러스의 수와 할테리아의 수를 고려할 때 먹이 사슬에서 그들이 하는 에너지가 엄청나며 이는 지구 탄소 순환에 대한 기존의 관점을 바꿀 것이라고 말했습니다.

연구자들은 바이러스를 먹는 할테리아 박테리아와 지구 생태계의 탄소 순환에 미치는 영향을 자세히 연구할 것으로 알려졌습니다.

아마도 멀지 않은 미래에 교과서에 묘사된 생태계 그림에 '바이러스'의 존재가 몰래 추가될지도 모릅니다.