미미바이러스

3. 분류

국제 바이러스 분류 위원회에 의해 미미바이러스과의 일원으로 바이러스계에 편입되어 볼티모어 분류 체계 I군에 속한다.^[10][11] 미미바이러스는 핵세포질 대형 DNA 바이러스(NCLDV)로 알려진 거대 바이러스 그룹에 속하며, 분자적 특성과 큰 유전자를 공유한다. 미미바이러스 유전자는 대부분의 NCLDV에서 보존도가 높은 그룹의 초기 분립자임이 밝혀졌다.^[8]

4. 구조

미미바이러스는 메가바이러스 칠렌시스, 판도라바이러스, 피토바이러스에 이어 4번째로 큰 바이러스이다. 캡시드 직경은 400nm이며, 캡시드 표면에서 100nm 크기의 단백질 필라멘트가 돌출되어 바이러스의 총 길이는 최대 600nm까지 늘어난다. 전자 현미경 하에서 캡시드는 육각형으로 나타나기 때문에 캡시드 대칭은 20면체이다.^[12] 외부 바이러스 막을 가지고 있지 않은 것으로 보이며, 이는 바이러스가 세포 외 배출에 의해 숙주 세포를 빠져나가지 않는다는 것을 시사한다.^[13]

5. 유전체 (게놈, Genome)

미미바이러스의 게놈은 길이가 1,181,404 염기쌍의 선형, 이중 가닥 DNA 분자이다.^[14] 이는 알려진 바이러스 게놈 중 가장 큰 게놈 중 하나이며, 두 번째로 큰 바이러스 게놈인 카페테리아 로엔베르겐시스 바이러스보다 약 450,000 염기쌍 더 크다.^[15] 게놈 크기는 약 120만 염기쌍, 유전자 수는 980개이다.

미미바이러스는 약 979개의 단백질 코딩 유전자를 가지고 있으며,^[16] 아미노아실 tRNA 합성효소를 포함하여 다른 바이러스에서는 볼 수 없는 유전자와 이전에는 세포 유기체에 의해서만 암호화될 것으로 생각되었던 다른 유전자들의 존재가 밝혀졌다. 다른 큰 DNA 바이러스와 마찬가지로, 미미바이러스는 당, 지질 및 아미노산 대사에 대한 여러 유전자뿐만 아니라 다른 바이러스에서는 발견되지 않는 일부 대사 유전자도 포함하고 있다.^[13] 게놈의 약 90%는 코딩 능력을 가지고 있으며, 나머지 10%는 "정크 DNA"이다.

6. 복제

미미바이러스의 복제 단계는 자세히 알려져 있지 않지만, 최소한 미미바이러스가 아메바 세포 표면의 화학 수용체에 부착되어 세포 내로 유입된다는 것은 알려져 있다.^[13] 일단 세포 안으로 들어가면 바이러스가 사라지고 세포 내에서 모든 것이 정상으로 보이는 ''이클립스 단계''가 시작된다. 감염 후 약 4시간이 지나면 세포의 특정 영역에서 작은 덩어리가 관찰될 수 있다. 감염 후 8시간이 지나면 많은 미미바이러스 비리온이 세포 내에서 뚜렷하게 보인다. 세포 세포질은 새로 합성된 비리온으로 계속 채워지고, 초기 감염 후 약 24시간이 지나면 세포가 터져 새로운 미미바이러스 비리온을 방출할 가능성이 높다.^[13]

이 복제 주기의 세부 사항, 특히 세포 표면에 부착 및 진입, 바이러스 코어 방출, DNA 복제, 전사, 번역, 조립 및 자손 비리온 방출에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 그러나 과학자들은 감염된 세포의 전자 현미경 사진을 사용하여 위에 제시된 일반적인 개요를 확립했다. 이 현미경 사진은 핵에서 미미바이러스 캡시드 조립, 핵에서 싹트는 과정을 통해 내부 지질 막 획득, 그리고 모든 NCLDV 구성원을 포함한 많은 다른 바이러스에서 발견되는 입자를 보여준다. 이 입자는 다른 바이러스에서 ''바이러스 공장''으로 알려져 있으며, 숙주 세포의 넓은 영역을 수정하여 효율적인 바이러스 조립을 가능하게 한다.

7. 병원성

미미바이러스는 일부 형태의 폐렴의 원인 물질일 수 있으며, 이는 주로 폐렴 환자에서 발견된 바이러스에 대한 항체 형태의 간접적인 증거에 근거한다.^[17] 그러나 미미바이러스를 병원체로 분류하는 것은 현재 미미바이러스를 실제 폐렴 사례와 연결하는 몇 편의 논문만 발표되었기 때문에 불확실하다. 폐렴 사례의 상당 부분은 원인이 알려지지 않았지만,^[18] 미미바이러스는 폐렴을 앓고 있는 튀니지 여성으로부터 분리되었다.^[19] 미미바이러스가 대식세포를 감염시킬 수 있다는 증거가 있다.^[20]

8. 생명의 정의에 대한 시사점

미미바이러스는 생물과 무생물의 경계에 있는 많은 특징을 보여준다. 리케차 코노리 및 위플균과 같은 여러 세균 종만큼 크며, 비슷한 유전체 크기를 가지고 있고, 이전에는 바이러스가 암호화하지 않는다고 생각했던 산물(일종의 콜라겐 포함)^[21]을 암호화한다. 또한, 미미바이러스는 뉴클레오티드 및 아미노산 합성에 대한 유전자를 가지고 있다. 그러나 리보솜 단백질에 대한 유전자가 없어 단백질 번역 및 에너지 대사를 위해 숙주 세포에 의존한다.^[21]

미미바이러스의 계통은 매우 오래되었고 세포 생물 이전에 등장했을 수 있으므로,^[22][23] 미미바이러스는 생명의 기원에 대한 논쟁에 기여했다. 캡시드를 암호화하는 유전자들을 포함하여, 미미바이러스의 고유한 특징을 암호화하는 일부 유전자는 모든 도메인의 유기체를 감염시키는 다양한 바이러스에서 보존되어 왔다. 이는 미미바이러스가 세포 생물 이전에 등장하여 지구상의 모든 생명체의 발달에 핵심적인 역할을 한 DNA 바이러스 유형과 관련이 있음을 시사한다.^[22] 미미바이러스 및 유사한 종류는 생명의 "네 번째 도메인"의 잔재이며, 다른 거대 바이러스가 다른 고대 도메인을 나타낼 수 있다는 주장이 제기되었다.^[21]

그럼에도 불구하고 미미바이러스는 다음과 같은 특징을 나타내지 않으며, 이들은 모두 많은 전통적인 생명 정의의 일부이다.

• 항상성
• 에너지 대사
• 자극에 대한 반응
• 자기생성
• 세포 분열을 통한 성장 (개별 구성 요소의 자가 조립을 통한 복제 대신)

참조

_[1] 논문 Viva lavidaviruses! Five features of virophages that parasitize giant DNA viruses PLoS pathogens 2019
_[2] 웹사이트 Viral Zone http://viralzone.exp[...] ExPASy 2015-06-15
_[3] 웹사이트 Virus Taxonomy: 2014 Release http://ictvonline.or[...] ICTV 2015-06-15
_[4] 논문 Mimivirus relatives in the Sargasso sea 2005-08
_[5] 논문 Discovery of the Giant Mimivirus http://www.nature.co[...] 2012-01-07
_[6] 뉴스 World's biggest virus found in sea off Chile https://www.telegrap[...] Telegraph UK 2011-10-11
_[7] 논문 Chlamydia-like obligate parasite of free-living amoebae 1997-03-29
_[8] 논문 A giant virus in amoebae
_[9] 논문 'Virophage' suggests viruses are alive
_[10] 서적 Desk Encyclopedia of General Virology Academic Press
_[11] 서적 Introduction to Modern Virology https://archive.org/[...] Blackwell Publishing Limited
_[12] 논문 Structural studies of the giant mimivirus 2009-04
_[13] 논문 Genomic and evolutionary aspects of Mimivirus 2006-04
_[14] 웹사이트 Acanthamoeba polyphaga mimivirus, complete genome https://www.ncbi.nlm[...] NCBI
_[15] 논문 Mimivirus and the emerging concept of 'giant' virus
_[16] 서적 Microbiology Wm. C. Brown Publishers
_[17] 논문 Mimivirus in pneumonia patients https://www.cdc.gov/[...] 2017-09-10
_[18] 논문 Community-Acquired Pneumonia Requiring Hospitalization: 5-Year Prospective Study
_[19] 논문 First isolation of Mimivirus in a patient with pneumonia 2013-08
_[20] 논문 Ameobal Pathogen Mimivirus Infects Macrophages through Phagocytosis 2008-06-13
_[21] 뉴스 How giant viruses could rewrite the story of life on Earth https://www.newscien[...] 2016-01-23
_[22] 뉴스 Unintelligent Design http://discovermagaz[...] Discover Magazine 2006-03-15
_[23] 논문 Three RNA cells for ribosomal lineages and three DNA viruses to replicate their genomes: A hypothesis for the origin of cellular domain
_[24] 웹사이트 南米チリ沖で世界最大の「メガウイルス」発見 https://www.afpbb.co[...] AFP BBNEWS 2011-10-11
_[25] 웹사이트 Discovery of the Giant Mimivirus http://www.nature.co[...] 2012-01-07
_[26] 웹사이트 巨大ウイルスから見える新たな生物界の姿 https://www.brh.co.j[...] 生命誌ジャーナル 2021-12-04