바이러스가 진화하는 방법

25 5월, 2020
코로나바이러스는 확산하고 있으며, 그로 인한 돌연변이에 대한 두려움과 그 돌연변이가 더 치명적일 수 있다는 두려움도 함께 커져가고 있다. 바이러스성 돌연변이는 무엇이며 어떤 의미인지 알아보자.
 

불행하게도 지금 전 세계적으로 바이러스와 그 영향은 그 어느 때보다도 두드러지게 나타나고 있다. 바이럴 로드, 백분율, 감염 및 재감염 등은 이 팬데믹이 시작되기 전에는 사람들이 생각해 보지 못했던 용어들이다. 그러나 현재 사태의 기본이 되는 훨씬 더 복잡한 메커니즘이 있다. 바이러스가 진화하는 방법은 매우 흥미로운 주제이므로 자세히 설명해 보려고 한다.

바이러스가 진화하는 방법 

바이러스는 세대 주기가 매우 짧다. 그들은 세포에 들어가서 유전자 정보 복제 메커니즘을 인수하고, 스스로 복제한 다음 복제물이 세포를 떠나게 함으로써 감염을 계속 일으킨다.

이 속도와 유전적 유연성으로 인해 많은 바이러스, 특히 RNA 유형의 바이러스는 예외적으로 높은 돌연변이율을 보인다.돌연변이율은 자연 선택 과정과 결합하여 바이러스가 숙주의 방어 메커니즘에 빠르고 효과적으로 적응할 수 있도록 한다.

사실 이 지식은 우리가 현재 겪고 있는 전염병을 이해하는 데 필수적이다. 그렇다면 동물에 이미 존재하는 바이러스의 각색이 아니라면 코로나바이러스는 과연 무엇일까?

바이러스가 어떻게 진화하는지에 대해 더 알고 싶다면 이 글을 계속 읽어보도록 하자.

바이러스가 진화하는 방법 
 

생존을 위해 바이러스가 진화하는 방법

이미 알고 있는 주제인 독감부터 시작해보자. 인플루엔자 A 및 인플루엔자 B 바이러스는 인간에게 똑같이 널리 퍼져 있다. 그럼에도 불구하고, 인플루엔자 A의 진화는 인플루엔자 B보다 3배 빠르다.

그렇다면 이 흥미로운 사실이 가능한 이유는 무엇일까?

<바이러스학 저널(Journal of Virology)>에 발표된 한 연구는 우리에게 이 질문에 대한 답을 주려고 시도했다. 면역계 자체의 반응과는 별도로, 분자 수준의 돌연변이는 바이러스가 적응하는 방식에 중요한 역할을 할 수 있다.

분명하게 들릴지도 모르지만, 더 많은 수의 돌연변이로 인해 더 높은 진화 속도가 발생한다고 직접적으로 가정하는 건 쉽지 않다. 많은 돌연변이가 바이러스에 바람직하지 않거나 부적절할 수 있기 때문이다.

새로운 돌연변이로 인해 실제로 숙주를 더 빨리 죽이면 어떻게 될까? 이 경우 바이러스는 지속적으로 전파될 수 없다.

여기에는 매우 복잡한 변경 사항이 있다. 또한, 일어날지도 모를 일은 가장 효과적인 변화가 결국은 자연 선택에 의해 수정될 수 있다는 것이다. 돌연변이 바이러스가 숙주를 더 오래 살게 하고 더 많이 번식하며 또 더 많은 사람을 감염시킬 수 있다면, 이는 더 많은 사람에게 전파되는 바이러스라고 할 수 있다.

 

바이러스가 더 나아지기 위해 돌연변이를 일으키는 게 아니라는 한 가지 사실을 분명히 해야 한다. 이러한 변경 사항은 무작위로 발생하며 가장 유효한 변경 사항이 확산한다. 코로나19를 일으킨 코로나바이러스의 예를 통해, 인간을 감염시킬 수 있는 균주가 현장에 도착할 때까지 얼마나 많은 돌연변이 균주가 실패했을지를 생각해보자!

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바이러스가 진화하는 방법: 변화는 성공을 보장한다 

바이러스 돌연변이의 종류

전반적으로, 우리는 두 가지 유형의 일반적인 바이러스 돌연변이를 구별할 수 있다.

  • 항원 변화: 두 개 이상의 바이러스가 서로 섞여 새로운 바이러스를 만들어 내며, 면역계를 크게 오도한다. 면역계는 바이러스에 대해 알아가고 또 따로 싸울 수는 있지만, 이러한 바이러스의 결합에 대해 전혀 직면한 적이 없었기 때문에 새로운 메커니즘을 개발해야 한다. 이러한 바이러스의 한 예는 악명 높은 인플루엔자 A다.
  • 항원 변이: 바이러스 표면의 단백질에서 일어나는 돌연변이로, 면역계는 보통 이를 인식하고 공격한다. 이는 자발적으로 발생하며 면역계가 이전 감염에서 만든 항체를 사용하여 스스로 방어하는 것을 어렵게 만든다. 이것이 바로 독감 백신이 매년 바뀌어야 하는 이유다.
 

우리 몸은 질병과 싸우는 방법을 배워야 하며 여기서 백신은 가장 효과적인 수단이다. 그리고 바이러스가 변하면 백신도 함께 변해야 한다. 이런 식으로 우리 몸이 감염되지 않고 그 바이러스와 싸울 수 있도록 가르칠 수 있다.

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돌연변이와 코로나바이러스

이 모든 지식을 현재 상황에 어떻게 적용해야 할까?

현재 이처럼 짧은 기간 내에 코로나19 바이러스의 돌연변이율을 알 수 있는 것은 불가능하다. 두 개의 다른 균주의 존재가 추측되었지만, 표본 그룹이 적고 통계적 편견이 있으며 의견이 다르므로 이 아이디어는 시간이 지남에 따라 인기를 잃고 있는 듯 보인다.

<미생물학 저널(Journal of Microbiology)>의 발췌문에서 상태 필드의 전문가들에 의하면 팬데믹 시기 동안의 돌연변이율은 크게 영향을 미치지 않을 거라고 한다. 이미 언급했듯이 많은 돌연변이는 실제로 바이러스에게 나쁘다. 심각하거나 전염성이 있는 실질적인 변화가 발생하기 위해서는 몇 가지 유전자가 함께 변해야 한다.

바이러스가 너무 많이 돌연변이 되어 짧은 시간 내에 프로세스와 역학이 변하는 건 매우 드물다.

따라서 핵심은 침착함을 유지하는 것이다. 자연계의 변형과 돌연변이는 매우 흔하다. 과학자들은 바이러스가 어떻게 진화하는지 계속 연구하고 있다. 그리고 당분간 목표는 우리가 겪고 있는 바이러스 버전에 관계없이 확산을 막는 것이다.

 
 
  • Evolución viral, wikipedia. Recogido a 14 de abril en https://en.wikipedia.org/wiki/Viral_evolution
  • Cambio antigénico, wikipedia. Recogido a 14 de abril en es.wikipedia.org/wiki/Cambio_antigénico
  • Deriva antigénica, wikipedia. Recogido a 14 de abril en https://es.wikipedia.org/wiki/Deriva_antig%C3%A9nica
  • Comparison of the Mutation Rates of Human Influenza A and B Viruses, journal of virology. Recogido a 14 de abril en https://jvi.asm.org/content/80/7/3675