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미생물이야기 바이러스의 증식 양식을 one step condition에서 조사하는 방법으로 세균에서 synchronized culture (동시배양)과 같은 방법이다.
2013-08-08 17:31:56
이엠생명과학연구원

one step multiplication curve (한단계 증식곡선)

    

 

 바이러스의 증식 양식을 one step condition에서 조사하는 방법으로 세균에서 synchronized culture (동시배양)과 같은 방법이다.  즉, 바이러스들을 모두 같은 시간에 숙주에 감염되도록 처리한 다음 새로운 바이러스가 출현하는 과정에 대하여 조사하는 방법을 한단계증식이라고 부른다.   이 방법은 다량의 바이러스를 숙주세포와 반응시켜 모든 숙주세포가 바이러스에 감염되게 한 다음 (감염의 배수가 높은 조건, High MOI), 단백질 분해효소로 처리하여 새로운 바이러스 감염을 막은 후, 바이러스 입자가 생산되는 정도를 조사하는 방법이다.

 

    바이러스가 한번 증식하는 데 걸리는 시간은 바이러스와 조건에 따라 다르지만 bacteriophage는 한시간 이내이며, picornavirus는 6시간 정도이며, herpesvirus는 약 40시간 정도가 걸리기도 한다. 비록 바이러스에 따라 증식시간이 다르긴 하지만, 대부분의 바이러스는 S자 모양의 증식곡선을 보여주며 (그림 1), 그 과정은 몇 가지 특별한 단계로 나뉘어진다.  숙주세포에 감염되면 침투한 바이러스는 캡시드나 엔빌롭 등은 모두 없애고 자신의 genome 만을 세포 내에 노출시켜서 증식을 시작한다.  이 때에는 세포 안이나 세포 밖 어디를 조사해 보아도 바이러스의 입자가 확인되지 않는다.  즉, 이 기간 동안에는 마치 원래 넣어준 바이러스의 수보다 존재하는 바이러스의 수가 줄어든 것처럼 보이게 되는 데, 이 기간을 넣어준 바이러스가 사라진 것처럼 보인다 하여 일식기 (eclipse period)라고 부른다 (그림 1).   일식기 동안 침투한 바이러스의 genome으로부터 바이러스가 증식하기 시작하게되어 새로운 바이러스들이 세포 안 또는 세포 밖에 나타나기 시작하게된다.  이 기간을 바이러스의 증식기간 또는 성숙기간 (maturation period)이라고 부른다 (그림 1).   이때에 바이러스들은 일반 세포처럼 이분법으로 증식하는 것이 아니라, 한꺼번에 여러 개의 genome을 복제해놓고, 그것을 바이러스의 단백질로 포장하는 조립방식 (assembly) 으로 증식한다.  바이러스의 증식이 거의 끝나게 되면 숙주세포는 더 이상 바이러스의 증식을 지지해 주지 못하게되어 바이러스의 증식은 멈추게 되며, 새로이 감염될 숙주가 없으므로 바이러스의 증식이 줄어드는 것으로 보이게된다.

     바이러스는 세포 안에서 증식하기 때문에 증식한 새로운 바이러스세포 밖으로 방출되어야 다른 세포에 감염되어 새로운 증식이 시작된다.  바이러스에 따라서는 증식된 바이러스입자들이 증식기간이 끝나면 바로 숙주세포 밖으로 방출되는 경우도 있고, 증식된 바이러스들이 세포 안에 오랜 기간 머무르는 경우도 있다.  일반적으로 바이러스의 감염을 시작될 때부터 증식된 바이러스 입자가 숙주세포 밖으로 나올 때까지 걸리는 시간을 잠복기 (latent period)라고 부른다.   바이러스가 증식되자마자 세포 밖으로 입자를 방출하는 경우에는 일식기와 잠복기가 크게 차이가 나지 않으나, 바이러스가 증식되고 나서 세포 안에 바이러스 입자가 축적되고 그 후에 방출되는 경우에는 잠복기가 일식기보다 매우 길게 나타난다.

 

 

 

그림 1) 바이러스의 one stultiplication curve (한단계 증식 곡선)




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