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미생물이야기 바이러스 증식의 host cell의 감염 (infection)에 대해
2013-08-08 17:31:10
이엠생명과학연구원

바이러스의 증식 (Viral multiplication)

 

 host cell의 감염 (infection)

   

 

  바이러스는 모든 종류의 세포에 감염되어 증식하는 것이 아니고 자신이 감염하여 증식할 수 있는 세포나 동물의 종류가 제한되어 있다.   일반적으로 바이러스가 침투하여 증식할 수 있는 숙주의 종류를 숙주 범위 (host range)라고 하는 데, 어떤 바이러스의 경우 이 숙주범위가 넓을 수도 있고 어떤 경우는 그 범위가 매우 좁을 수도 있다.  어떤 세포가 특정한 바이러스의 숙주세포가 되지 못하는 이유는 그 세포가 바이러스의 침투를 허용하지 않기 때문일 수도 있으며, 침투를 허용하더라도 증식을 허용하지 않기 때문일 수도 있다.   


1) 세포막 (cell membrane)과 바이러스의 감염

     세포막은 동물세포에서 세포 안쪽과 세포 바깥쪽을 경계짓는 중요한 장벽이다.  동물의  세포막은 인지질 이중막으로서 구성되어 있으며, 중간 중간에 단백질 (세포막단백질)들이 결합되어 있다.  동물의 세포막은 지방성이어서 수용성 물질은 함부로 세포막을 통과하지 못한다.  이러한 세포막은 바이러스의 침투에도 장벽의 역할을 하며, 바이러스는 바로 이 장벽을 넘어서서 숙주세포안으로 들어가야 증식을 할 수 있는 것이다.  바이러스는 세포막에 존재하는 단백질이나 탄수화물 등의 구조와 결합하여 숙주세포에 감염이 되며, 이러한 상호작용은 바이러스마다 독특하게 나타나기 때문에 바이러스이 숙주의 범위가 다르게 나타날 수 있는 이유 중 하나가 된다.


 

 

2) 숙주세포의 종류

 

a) 감수성이 있는 숙주와 감수성이 없는 숙주

     바이러스가 숙주세포에 침투하는 것을 허용하는 숙주세포를 그 바이러스에 감수성이 있는 세포 (susceptible cells)라고 부르며, 바이러스의 침투를 허용하지 않는 세포를 감수성이 없는 세포 (non-susceptible cells)라고 부른다.   

 

b) 비록 바이러스의 침투를 허용하는 susceptiible host라 하더라도 침투한 바이러스가 언제나 증식되어 새끼를 생산하는 것은 아니다.  

 

일반적으로 숙주세포에 침투한 바이러스는 그 증식의 형태에 따라 세 가지로 나눈다.

     productive infection (생산감염)은 숙주세포에 감염되어 증식하여 새끼 바이러스를 생산하는 감염을 말하며, 이러한 숙주 세포를 permissive host cell (허용하는 숙주)이라고 부른다.

     latent infection (잠복감염)은 감염된 숙주동물이나 숙주세포에서 virus 가 증식하지 않으나, 바이러스나 바이러스의 genome이 없어지지도 않고 지속적으로 존재하는(persist) 감염을 말한다.  이러한 형태의 감염에서는 나중에 감염된 숙주세포로부터 바이러스의 증식이 유도되기도 하여 재발성 감염을 일으키는 경우가 종종 있다.

     abortive infection (유산감염)은 감염 결과 virus의 증식이 일어나지 않아서 새끼 바이러스가 만들어지지 않는 감염을 말하며, 이러한 숙주세포를 non-permissive host cell (허용하지 않는 숙주)이라고 부른다.  


 

 

3) infection과 transfection

     완전한 바이러스 입자는 그대로 숙주세포와 섞어만 주면 자연스럽게 숙주세포에 들어가 증식한다.  이와 같이 완전한 형태의 바이러스가 자연적인 방법으로 숙주세포에 들어가 새로운 바이러스를 생산하는 것을 감염 (infection)이라고 한다.   최근에는 DNA나 RNA와 같은 핵산을 세포에 인위적으로 넣어주는 방법이 개발되었으며, 그 방법으로 바이러스의 genome도 숙주세포에 넣어줄 수 있다. 바이러스에 따라서는 genome만 넣어주어도 증식하여 새끼 바이러스를 생산하는 경우가 있다.  이와 같이 viral genome만이 숙주 세포에 들어가 증식하는 현상을 트랜스펙션 (transfection)이라고 부르며, transfection 결과 증식하여 새끼를 생산하는 바이러스의 genome을 감염성이 있는 genome (infectious genome)이라고 부른다. transfection은 infection에 비하여 그 감염의 효율이 매우 낮은 편이긴 하지만, infection에서처럼 숙주세포의 종류에 제한을 크게 받지 않는 다는 장점도 있다.  특히, RNA 바이러스의 경우는 이 transfection 방법에 의하여 RNA genome이 아닌 그 RNA genome을 역전사한 DNA copy (cDNA)를 숙주에 넣어주어 새끼를 얻을 수도 있다.




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