신종 코로나바이러스의 위협에 휘둘리고 있는 인류처럼 바이러스는 생물의 세포에 기생해 파괴하면서 증식하는 병원체입니다. 그러나 그런 바이러스를 역으로 먹이로 삼는 생물의 발견으로 인해 초식이나 육식과 더불어 새로운 식성 카테고리인 '바이러스식'이 제창되고 있습니다.
The consumption of viruses returns energy to food chains | PNAS
https://doi.org/10.1073/pnas.2215000120
Eating viruses can power growth, reproduction of microorganism | Nebraska Today | University of Nebraska–Lincoln
https://news.unl.edu/newsrooms/today/article/eating-viruses-can-power-growth-reproduction-of-microorganism/
Eating viruses can power growth, reproduction of microorganism
Husker researchers have found that a single-celled microorganism can eat huge numbers of viruses that share its aquatic habitat. For the first time, the team’s lab experiments have also shown that a virus-only diet, which the team calls “virovory,” i
news.unl.edu
이번에 바이러스를 포식하는 미생물이 특정된 계기는 네브라스카 대학 링컨교의 생물학자인 존 델롱 씨가 수중에는 방대한 양의 바이러스가 있으므로 먹혀도 이상하지 않을 것이라는 추정이었습니다. 이 의문을 해결하기 위해 델롱 씨가 과거의 문헌을 살펴보니 1980년대의 연구에서 단세포 생물이 바이러스를 도입한 사례가 보고되었는데 그 이상은 파고들지 않았다고 합니다. 또 다른 연구에서는 원생생물의 일종이 수중 바이러스를 감소시키고 있다고 지적하는 수준에 머물렀습니다.
바이러스를 포식하는 생물이라는 발상이 지금까지 없었던 이유는 바이러스에 병원체나 포식자라는 이미지가 스며들고 있기 때문입니다. 바이러스학의 영역에서는 바이러스가 유일하게 병원체로 취급되는 데다가 바이러스 입자는 매우 작기 때문에 큰 생물이 우연히 입에 넣어도 그 영향은 오차밖에 없습니다. 또 박테리아에게는 용균에 의해 세포를 파괴해 죽게 하는 존재이기 때문에 미생물학자는 오랫동안 바이러스를 먹이사슬의 최상위를 차지하는 정점 포식자로 취급해 왔습니다.
그래서 델롱 씨의 연구팀은 근처 연못의 물을 채취해 담수 중의 녹조류에 감염되는 것으로 알려진 바이러스인 '클로로바이러스'를 대량으로 첨가했습니다. 그 결과 단 2일간에 클로로바이러스가 100분의 1로 감소한 반면 'Halteria'라는 섬모충의 일종이 15배나 증식했습니다.
Halteria가 실제로 바이러스를 섭취하고 있는지 조사하기 위해 연구팀이 클로로바이러스 유전자를 형광 그린으로 염색한 후 Halteria에 투여했는데 Halteria의 위장에 해당하는 액포가 녹색으로 빛났습니다. 또 Halteria에 클로로바이러스를 주지 않으면 Halteria가 전혀 성장할 수 없다는 사실도 판명되었기 때문에 Halteria가 바이러스를 먹고 번식하는 것으로 판단되었습니다.
연구팀은 Halteria 1마리가 하루에 최대 1만~100만 개의 바이러스를 먹고 있다고 추측하고 있으며 작은 연못에서는 하루에 100조~1경 개의 바이러스가 소비된다고 추정하고 있습니다.
델롱 씨는 바이러스가 탄소나 핵산, 질소, 인 등 생명에게 불가결한 물질로 구성되어 있기 때문에 영양원으로서 충분하다고 설명했습니다. 또 바이러스 입자 1개는 작아도 모든 장소에 대량으로 존재하고 있기 때문에 '바이러스식(virovory)' 생물은 '초식(herbivory)'이나 '육식(carnivory)' 등과 같이 먹이사슬에서의 영양소 순환에 중요한 역할을 할 수 있습니다.
델롱 씨는 이번 발견에 대해 “바이러스는 중요한 영양소로 구성되어 있으므로 미생물이라면 누구나 포식하고 싶을 것"이라며 자연계에서 이루어지고 있는지, 어떤 생물이 바이러스를 먹이로 삼는지 계속 조사해 나갈 예정이라고 밝혔습니다.
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