바이러스 (virus)

바이러스 (virus)

 

바이러스는 매우 작으며, 박테리아, 효모, 식물, 동물 세포와 같은 세포의 절대 기생체(obligate parasite)이다. 바이러스는 자유에너지를 획득하거나 저장하지 못하며, 숙주세포 내에 있는 경우가 아니면 기능적으로 활성이 없다. 그 크기는 30~200 nm 정도이다. 유전물질로서 DNA를 가지는 것을 DNA 바이러스, RNA를 가지는 것을 RNA 바이러스라 부른다.

 

DNA와 RNA에 대해서는 뒤에 자세히 다를 것이다. 독자적으로 살아가는 세포는 모든 유전정보를 DNA에 저장한다. 바이러스의 경우 RNA 또는 DNA에 보관한다. 이러한 핵물질이 캡시드(capsid)라는 단백질 껍질로 덮여 있다. 어떤 바이러스는 지질 단백질(lipoprotein)로 된 외피를 가지고 있으나. 없는 바이러스도 있다.

 

거의 모든 세포는 바이러스에 의해 감염이 될 수 있다. 박테리아를 감염시키는 바이러스를 박테리오파지(bacteriophage)라 한다. 일부 박테리오파지는 육각형 머리 (hexagonal head). 꼬리. 그리고 꼬리 섬유를 가지고 있다. 박테리오파지의 꼬리 섬유 는 숙주세포의 세포벽에 부착하여 세포벽을 변화시킨 후 숙주세포 안으로 핵물질을 주입한다. 박테리오파지의 핵산은 숙주세포 안에서 복제되어 더 많은 파지를 만들어 낸다. 바이러스 증식의 어떤 단계에서는 숙주세포가 용해되거나 터져서 파지 입자를 방출하게 되고, 방출된 파지는 다른 숙주세포를 감염시킬 수 있다. 이러한 바이러스의 증식 양상을 분해기(lytic cycle)라 한다. 어떤 경우에는 파지 DNA가 숙주 DNA에 끼어 들어가서 숙주세포와 함께 계속 증식하게 되는데, 이것을 잠재기(lysogenic cycle)라 한다.

 

바이러스는 많은 질병을 일으키므로 항바이러스 물질은 의약품 개발의 중요한 목표다. 더욱이 바이러스는 직접적으로 생물공정 기술에 중요하다. 예를 들어. 재조합 단백질 제품을 만들기 위한 대장균 발효에 대한 파지의 침입은 상당히 파괴적이 어서 수천 리터의 전체 발효액이 폐기 처분되기도 한다. 그러나 파지는 대장균에 유용한 유전자를 전달하는 매개체로 사용될 수 있다. 가공된 동물 바이러스는 재조합 DNA 기술을 통하여 유전공학적으로 조작된 동물세포에서 단백질을 생산하기 위한 벡터로 이용될 수 있다. 몇몇 경우에 사멸 바이러스의 준비과정은 백신을 만드는 데 이용된다. 또 다른 경우로 유전공학을 이용하여 모든 염색체가 제거된 빈 캡시드와 같은 유사 바이러스를 만들기도 한다. 이러한 물질은 바이러스 복제의 위험이 없는 백신으로 사용되는데 모든 유전적 물질이 제거되었기 때문이다. 유전자 치료를 위해 바이러스 유전자 물질을 제거한 후 환자에 주입하고자 하는 유전자를 삽입한바 이러스를 사용한 시도도 있다. 바이러스의 캡시드는 트로이의 목마와 같이 나쁜 환경에서 원하는 유전자를 보호한 후 이것을 선택적으로 세포 형태에 전달할 수 있다. 그래서 바이러스는 커다란 해를 끼칠 수도 있지만 유용한 생물 공학적 도구로 사용될 수도 있다.

 

바이러스의 발견과 연구의 역사

 

바이러스의 발견과 연구의 역사는 꽤 오래되었으며, 다양한 연구자들의 노력으로 이루어졌다. 아래는 바이러스의 발견과 연구의 주요 역사적 사건들이다. 이러한 역사적 사건들은 바이러스 및 바이러스 질환에 대한 이해를 높이는 데 큰 역할을 한다.

• 1796년: 영국의 백신 학자 에드워드 젠너는 소두 바이러스에 대한 첫 백신 개발
• 1884년: 독일의 박테리아학자 로베르트 고히는 '미생물의 전염성'에 대한 개념 도입
• 1892년: 러시아의 박테리아학자 드미트리 이반오브스키는 니모바세스 침윤증 바이러스 발견
• 1898년: 네덜란드의 바이러스학자 마르틴우스 베이언크는 담배 모자이크 바이러스 발견
• 1901년: 미국의 박테리아학자 월터 리드는 옐로우페버 바이러스의 매개체로 모기 발견
• 1935년: 미국의 바이러스학자 웨슬리 클라크와 영국의 엘리스바쉬가, 박테리오파지의 분리를 통해 바이러스가 세포에 감염되는 것을 입증
• 1937년: 미국의 바이러스학자 그리고 엘리스바쉬는 백신을 개발하는 데 필수적인 배양 기술 개발
• 1952년: 미국의 바이러스학자 존 엔더스와 토머스 웨쳇은 소아마비 바이러스를 세포 배양으로 분리 성공
• 1983년: 프랑스의 바이러스학자 루시 몽탱은 에이즈 바이러스 발견
• 2020년: 세계보건기구(WHO)는 신종 코로나바이러스(SARS-CoV-2)가 유행 중임을 선언하고, 이에 따라 COVID-19 팬데믹 발생