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미생물이야기 보이지 않는 적...바이러스, 그들이 무섭다.
2013-07-31 15:47:35
이엠생명과학연구원

보이지 않는 적...바이러스, 그들이 무섭다.

스페인독감과 유사한 신종 플루 바이러스

 

“소쩍 소쩍”하는 울음소리를 낸다고 해서 이름 지어진 소쩍새는 대표적인 우리나라의 텃새다. 그래선지 우리나라의 문학과 시에는 꽃과 함께 소쩍새가 많이 등장한다.

조선 선조 때의 문신 송강 정철(1536~1593)이 지은 관동별곡에는 “배꽃은 벌써 지고, 소쩍새 슬피 울 때, 낙산사 동쪽 언덕으로 의상대에 올라 앉아”란 시구에 소쩍새가 등장한다. 또 현대의 대표 시인 미당 서정주 선생의 ‘국화 옆에서’란 시에도 “한 송이의 국화꽃을 피우기 위해 봄부터 소쩍새는 그렇게 울었나 보다”라며 소쩍새를 아름답게 노래하고 있다.

두견새 또는 접동새로도 불리는 소쩍새는 우리나라 전역에 분포하며, 해충을 잡아먹기 때문에 이로운 새로 알려져 있다. 하지만 실제 조류의 세계에서 소쩍새는 아름다운 새가 아니다. 6~7월경에 한 배에 4~5개의 알을 낳는 이 새는 스스로 둥지를 틀어 알을 낳고 부화시키는 법이 없기 때문이다.

주로 휘파람새의 둥지에 몰래 알을 낳는데, 어리석은 휘파람새는 자기 알인 줄 알고 열심히 품어 부화시키며 양육을 떠맡는다. 그 과정은 마치 바이러스와 같은 미생물이 숙주세포에 더불어 살아가는 방식과 유사하다.

 

 

숙주세포에 기생하는 바이러스의 삶

미생물의 기원은 지구 역사와 궤를 같이 하지만 미생물중의 박테리아(bacteria)로 불리는 세균들이 결핵, 이질, 콜레라, 장티푸스 등이 무서운 질병을 일으키면서 인류는 세균의 존재, 더 정확히 미생물에 관심을 갖게 됐다. 인류는 19세기말에 이르러서야 미생물의 존재를 알게 된 것이다.

백신이 아직 개발되지 않은 시대에 이 세균들의 위력은 대단했다. 그러나 20세기 들어서 급격히 발전한 과학기술이 효과적인 백신, 항치료제들을 만들어내면서 박테리아의 존재감은 약해졌다.

그러나 박테리아를 대신하는 미생물들이 나타나면서 인류의 건강은 다시 위기를 맞는다. 미생물 가운데는 세균보다 1/100이나 1/1000 정도 더 작은 바이러스(virus)의 세계가 존재한다. 가장 작은 세균의 크기가 약 400nm(나노미터)인데 비해, 바이러스는 지름이 20~250nm에 불과하다.

이 바이러스들이 더 큰 문제를 낳고 있다. 21세기 과학자들도 “지금 우리가 당면한 문제 중에 시급히 해결해야 할 것이 바로 바이러스”라고 말하고 있다. 바이러스의 이런 작은 크기로 인해 초창기에 발견됐을 때, 바이러스는 학자들에 의해서 생물체로 인정되지 못했다.

실제로, 매우 단순한 구조를 갖고 있는 바이러스는 생물과 무생물의 면모를 두루 갖추고 있다. 그러나 이런 단순한 특징이 오히려 인간에게 나쁜 영향을 미치고 있다. 바이러스는 숙주생물이 반드시 있어야 하기 때문이다. 즉, 스스로 생존할 수 없는 바이러스는 다른 생물체에 들어가 씨앗을 퍼트리며 살아가는 운명인 것.

바이러스의 몸은 단백질 캡시드라 불리는 외피를 두르고, 중심부에는 DNA와 RNA 등의 유전물질로 이뤄진 핵산 등으로 구성된다. 단백질 캡시드는 바이러스가 숙주세포의 문을 뚫고 들어갈 때 쓰이는 무기라고 할 수 있다.

바이러스의 종류는 매우 다양하지만 세균성 바이러스의 경우, 숙주세포에 매우 견고하게 들러붙어 생활한다. 숙주세포에 입성한 바이러스는 자신의 DNA를 숙주세포의 DNA속에 밀어 넣어 번식한다. 그럼에도 불구하고, 숙주세포는 바이러스에 의해 감염된 사실을 모른다.

숙주세포 안에서 바이러스의 DNA와 단백질이 충분히 만들어지면 이 바이러스 세포들은 숙주세포를 버리고 다른 숙주세포를 찾아 나서는데 이 때 많은 숙주세포가 죽임을 당한다.

바이러스와 숙주세포의 이런 관계는 소쩍새와 회파람새의 생활과 유사하다. 소쩍새가 자신의 알을 휘파람새의 둥지에 몰래 낳듯이, 바이러스는 숙주세포의 유전자 안에 자신의 유전물질을 밀어 넣는다. 또 알을 까고 나온 소쩍새 새끼들이 휘파람새 새끼들을 둥지 밖으로 밀어내듯이 바이러스들은 자라면서 숙주세포를 파괴한다.

아울러 휘파람새가 소쩍새의 새끼를 모른 채 부화시키고 열심히 먹이를 물어다주어 양육하듯이, 숙주세포는 자신의 DNA 속에 들어있는 바이러스의 유전물질을 열심히 복제해준다. 바이러스는 모든 과정이 끝나면 미련 없이 숙주세포를 떠나간다. 마치 다 자란 소쩍새 새끼들이 휘파람새의 고마움을 모른 채 둥지를 떠나는 것과 비슷하다.

바이러스는 이렇게 숙주세포를 감염시키면서 동물세포의 여러 곳에서 기생해 자란다. 사람에 가장 흔한 질병으로 알려진 독감도 바이러스의 이런 작용 때문에 일어난다. 물론 인간을 포함한 동물들이 바이러스의 감염 행위에 대해서 무방비 상태로만 있는 것은 아니다.

사람이 독감에 걸릴 경우, 몸에서 많은 열을 내는 발열 작용이 제일 먼저 일어난다. 이 때 많은 바이러스가 죽는다. 또 인터페론을 방출해서 바이러스 증식을 억제하기도 하며, 인체 내의 면역세포들이 바이러스를 공격한다. 하지만 독감 바이러스는 항상 인류가 넘기 힘든 장벽이었다.

무너지는 종간장벽, 그 최후의 보루는?

신종플루로 인해 아직 큰 사망자가 나지는 않았지만 두려움의 대상이 되는 이유는 바로 스페인독감의 망령 때문이다. 제1차 세계대전 당시 미군 병영에서 처음 발생한 이 독감은 군인들에 의해 미국을 비롯한 세계 각지로 퍼졌으며, 이후 맹위를 떨친 스페인독감은 총 50만 명의 미국인을 사망케 했다.

병리학자 ‘요한 훌틴’의 노력으로 그 비밀이 밝혀진 스페인독감을 일으키는 바이러스가 바로 H1N1형이다. H는 헤마글루티닌(hemagglutinin), N은 뉴라미니다아제(neuraminidase)의 약자다. 이 둘은 모두 바이러스가 숙주세포로 침입할 때, 사용하는 단백질이다.

독감을 가장 많이 일으키는 A형 H1N1 독감 바이러스의 경우, 전문가들에 따르면 H가 16종, N이 9종으로 총 144종의 독감을 발생시킬 수 있다는 의미다. 이는 무수한 변종을 만들어낼 수 있다는 말이기도 하다.

과학자들이 예의 주시하는 문제도 바로 ‘종간(種間) 장벽’이다. 수많은 아형을 가진 H1N1 바이러스 중에 사람을 가장 많이 괴롭힌 A형 H1N1 바이러스는 돼지 몸 안에서 인간, 조류, 돼지의 인플루엔자 바이러스가 섞여 변이를 일으키는 것으로 추정되고 있다.
신종플루 역시 ‘H1N1’이라 불리는 바이러스에 기인하고, 이 바이러스가 스페인독감 바이러스와 유사하다. 많은 전문가들은 “신종플루 바이러스가 AI(조류독감) 바이러스와 만나 변이를 일으킬 경우, 독성과 전염성이 강한 변종 바이러스가 출현할 수도 있다”는데 동의하고 있다.

스페인독감은 지금 거의 자취를 감추었다. 그럼에도 불구하고, 사람과 조류의 인플루엔자 바이러스가 섞이고, 전혀 새로운 변종으로 추정되는 신종 플루가 전 세계적으로 유행하면서 세계는 다시 판데믹(Pandemic, 대유행)의 공포에 젖어들고 있다.

이렇듯 오늘날 첨단과학을 등에 업은 의학의 발전은 눈부시지만, 끊임없이 진화하면서 인간에 도전하고 있는 바이러스의 변신 앞에 인간은 아직 무력하다. 최근에 유행하고 있는 신종플루가 그 사실을 단적으로 증명한다.

그러나 변종 바이러스가 아무리 강력하다 할지라도 생존을 위한 인간의 의지를 꺾을 수는 없다. 인체에 유해한 바이러스가 스스로를 변화시켜서 대항한다면, 인류는 더 많은 실험과 연구를 거쳐서 효과적인 신약을 만들어 낼 것이기 때문이다.

 

출저; http://www.sciencetimes.co.kr/article.do?atidx=0000033813




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