바이러스, 다른 바이러스와의 싸움에서 유전자 무기를 활용하다

Seoul바이러스는 특정 유전자를 도구로 사용한다는 연구 결과가 캘리포니아 대학교 샌디에이고에서 발표되었습니다. 과거에는 과학자들이 생존에 필수적이지 않다고 여겨졌던 일부 DNA 부분을 무시했습니다. 이 DNA 부분은 "이기적 유전 요소"라고 불리며, 숙주에게 아무런 이득을 주지 않고 단지 자신을 복제하는 데만 존재하는 것으로 보였습니다.

생물과학부 연구원들은 DNA 요소가 단순히 이기적인 것만은 아닐 수 있다는 새로운 증거를 발견했다. 그들의 연구는 과학 저널에 발표되었으며, 지구에서 가장 흔한 바이러스인 박테리오파지의 유전적 요소를 조사했다. 연구자들은 이러한 요소들이 "이동 인트론"이라고 불리며, 바이러스가 다른 바이러스와의 경쟁에서 더 효과적으로 싸우도록 돕는다는 것을 밝혀냈다.

연구의 주요 발견은 다음과 같습니다. 우선, 이동성 인트론은 경쟁하는 파지의 번식을 방해하며, 이는 하나의 세균 세포에 함께 감염된 파지 간에 뚜렷하게 나타납니다. 또한, 엔도뉴클레이즈라는 효소가 경쟁 파지의 DNA를 절단하여, 그들의 자손 형성과 번식 능력을 방해합니다.

에리카 버크홀츠는 박사 후 연구원으로, 이번 연구의 공동 제1 저자입니다. 그녀는 이번 연구가 유전적 요소가 숙주 생물에게 이익이 될 수 있다는 것을 처음으로 보여준 것이라고 말했습니다. 이들 요소는 항상 이기적인 것만은 아니며, 이번 발견은 다양한 생명체에서 유전체가 어떻게 진화하는지를 이해하는 데 도움을 줍니다.

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몇 년 전, 과학자들은 이기적으로 보이는 유전 요소들을 발견했지만, 그것들이 생존과 번식에 어떤 역할을 하는지 알아내지 못했습니다. 새로운 연구에서 연구자들은 두 개의 바이러스가 동일한 세균 세포에 감염되어 경쟁하는 과정을 살펴보았습니다. 그 결과, 한 바이러스가 효소를 사용하여 다른 바이러스의 유전체에서 중요한 유전자를 절단한다는 것을 발견했습니다. 이 절단은 다른 바이러스가 번식하는 것을 어렵게 만듭니다.

이 연구 결과는 중요합니다. 왜냐하면 박테리오파지 바이러스가 항생제로 치료할 수 없는 감염을 치료하는 데 사용되기 때문입니다. 의사들은 다양한 파지를 혼합해서 이러한 감염을 퇴치합니다. 이번에 얻은 새로운 정보는 이러한 치료법을 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 일부 파지가 이기적 유전 요소를 가지고 있다는 것을 이해하면, 왜 일부 파지 혼합물이 예상대로 작동하지 않는지를 과학자들이 파악하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

생물과학의 조 포글리아노 교수는 이번 연구의 파지가 낭포성 섬유증과 관련된 세균 감염 환자에게 도움이 될 수 있다고 말했다. 이러한 파지들이 어떻게 경쟁하는지를 이해하는 것이 파지 요법 치료를 향상시킬 것이다.

이 논문은 에리카 버크홀츠, 체이스 모건, 토마스 라플린, 레베카 라우, 에이미 프리차드, 사하나 란가라잔, 가브리엘 메자, 지나 리, 에밀리 암브루스터, 세르게이 수슬로프, 키트 포글리아노, 저스틴 메이어, 엘리자베스 빌라, 케빈 코벳, 조 포글리아노가 공동으로 작성했습니다. 이 연구는 하워드 휴즈 의학 연구소, 미국 국립 보건원, 그리고 미국 국립과학재단의 지원을 받았습니다. 특히 키트와 조 포글리아노 교수는 Linnaeus Bioscience Inc.에 재정적인 이해관계를 가지고 있으며, 그로부터 수익을 창출하고 있습니다.