2003 년은 바이러스 학자에게 큰 해였습니다. 올해 최초의 거대 바이러스가 발견되어 바이러스학 현장을 뒤 흔들어이 찾기 어려운 그룹에 대한 기존의 이해를 수정하고 단순하고 작은 에이전트에서 일부 박테리아만큼 복잡한 형태로 바이러스 세계를 확장했습니다. 질병과의 연관성과 그것들을 정의하는 데 어려움이 있기 때문에, 그들은 생물학적 존재이지만 기존 생명 나무에 편하게 맞지 않습니다. 바이러스는 많은 사람들의 호기심을 불러 일으 킵니다.

과학자들은 바이러스가 어떻게 진화했는지, 특히 숙주의 기계를 사용하여 복제하는 대부분의 작은 바이러스와 달리 숙주의 도움이 거의없이 새로운 바이러스를 생성 할 수있는 거대 바이러스의 경우에 오랫동안 관심을 가져 왔습니다.

거대 바이러스는 대부분의 사람들이 바이러스에 대해 생각하는 것이 아니지만 실제로는 바다와 다른 수역에서 매우 흔합니다. 그들은 단세포 수생 유기체를 감염시키고 후자의 개체수에 큰 영향을 미칩니다. 실제로 인도 공과 대학 (IIT) 봄베이의 분자 바이러스 학자 인 Kiran Kondabagil 박사는 다음과 같이 제안합니다.“이러한 단세포 유기체는 해양의 탄소 회전율에 큰 영향을 미치기 때문에 바이러스는 우리 세계 생태학에서 중요한 역할을합니다. 따라서 질병을 일으키는 바이러스를 연구하는 것만 큼 이들과 그 진화를 연구하는 것도 중요합니다.”

최근 연구에서 발견 된 결과는 분자 생물학 및 진화, Kondabagil 박사와 공동 연구원 인 Supriya Patil 박사는 최초의 거대 바이러스 그룹 인 Mimivirus의 DNA 복제 기계와 관련된 주요 유전자 및 단백질에 대한 일련의 분석을 수행했습니다. 그들은 Mimivirus 진화에 관한 두 가지 주요 제안 (감소 및 바이러스 우선 가설) 중 어떤 것이 그들의 결과에 의해 더 뒷받침되는지를 결정하는 것을 목표로했습니다. 감소 가설은 거대 바이러스가 단세포 유기체에서 나오고 시간이 지남에 따라 유전자를 흘린다는 것을 암시합니다. 바이러스 우선 가설은 그들이 단세포 유기체 이전에 있었고 대신 유전자를 얻었음을 시사합니다.

Kondabagil 박사와 Patil 박사는 복제 단백질을 사용하여 계통 발생 수를 만들었고 Mimivirus의 나무는 박테리아 나 작은 바이러스보다 진핵 생물과 더 밀접한 관련이 있음을 발견했습니다. 또한 그들은 Mimiviral 단백질이 얼마나 유사한 지 결정하기 위해 다차원 스케일링이라는 기술을 사용했습니다. 더 큰 유사성은 단백질이 공진화했음을 나타내며, 이는 그들이 조정 된 기능을 가진 더 큰 단백질 복합체에서 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 그리고 실제로 그들의 발견은 더 큰 유사성을 보여주었습니다. 마지막으로, 연구진은 DNA 복제와 관련된 유전자가 유해한 유전자 변이를 제거하고 유전자를 제한하며 서열이 변하지 않도록하는 자연 선택 인 정제 선택과 유사하고 해당 유전자에 해당한다는 것을 보여주었습니다. 이러한 현상은 일반적으로 유전자가 유기체의 필수 기능 (예 : DNA 복제)에 관여 할 때 발생합니다.

종합 해보면, 이러한 결과는 Mimiviral DNA 복제 기계가 고대이고 오랜 기간에 걸쳐 진화했음을 의미합니다. 이것은 우리를 환원 가설로 좁히는 데, 이는 DNA 복제 기계가 이미 단세포 조상에 존재했고, 거대 바이러스는 조상의 다른 구조를 제거한 후 형성되어 게놈의 복제 관련 부분 만 남았다는 것을 시사합니다.

Kondabagil 박사는“우리의 발견은 지구상의 생명체가 어떻게 진화했는지 알려주기 때문에 매우 흥미 롭습니다. "이러한 거대 바이러스는 아마도 단세포 조상이 박테리아, 고세균, 진핵 생물로 다양 화되기 이전에 아마도 숙주 인 진핵 생물의 후속 진화 궤적에 큰 영향을 미쳤을 것입니다."

기초 과학 지식에 대한 이러한 기여를 넘어서는 응용 분야에서 Kondabagil 박사는 그들의 연구가 유전 공학 및 나노 기술과 같은 기술에 대한 번역 연구의 토대를 마련 할 수 있다고 생각합니다. 그는“바이러스가 스스로를 복제하고자가 조립하는 메커니즘에 대한 이해가 증가하면 잠재적으로 이러한 바이러스를 수정하여 우리가 원하는 유전자를 복제하거나 바이러스의 기능에 따라 나노봇을 만들 수 있습니다. 가능성은 광범위합니다!”

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참조

저자 : Kiran Kondabagil 및 Supriya Patil

원본 논문 제목 : Mimiviral 복제 기계의 공진화 및 계통 발생 분석은 Mimivirus의 세포 기원을 제안합니다

일지: 분자 생물학 및 진화

DOI : https : //doi.org /10.1093 /molbev /msab003

소속 : 인도 마하라 슈트라, 뭄바이, 포와이, 봄베이 인도 공과 대학, 생명 과학 및 생명 공학과

IIT Bombay의 Dr. Kiran Kondabagil 소개

Kondabagil 박사는 인도 봄베이 공과 대학의 생명 과학 및 생명 공학과 부교수입니다. 그는 또한 부서의 분자 바이러스 연구소의 수석 연구원입니다. 그는 워싱턴 DC에있는 미국 가톨릭 대학교의 박사 후 연구원이자 조교수였습니다. 그는 약 9 개의 저널 기사, 3 개의 도서 장, 8 개의 특허를 보유하고 있습니다. 그의 주요 관심 분야는 박테리오파지, 분자 미생물학 및 유전자 표적화입니다.