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바이러스 지능: 양성 가닥 RNA 바이러스는 어떻게 숙주의 기계를 이용해 스스로를 복제하는가?
양성 가닥 RNA 바이러스(+ssRNA 바이러스)는 양성 단일 가닥 RNA 유전체를 갖는 특수한 유형의 바이러스로, 숙주 세포의 리보솜에 의해 쉽게 바이러스 단백질로 번역될 수 있습니다. 이 유형의 바이러스에는 C형 간염 바이러스, 서나일 바이러스, 뎅기 바이러스와 MERS, SARS, SARS-CoV-2와 같은 다양한 코로나바이러스를 포함한 다양한 인간 병원체가 포함됩니다. 과학자들은 이러한 바이러스가 어떻게 복제되는지에 대해 더욱 깊이 연구하면서 바이러스가 숙주 세포의 내부 메커니즘을 어떻게 악용하여 자신을 복제하고 숙주의 면역 반응을 회피하는지 점차 밝혀내고 있습니다.
양성 가닥 RNA 바이러스의 유전체는 일반적으로 적어도 하나의 RNA 의존성 RNA 중합효소를 포함하여 3~10개의 유전자를 포함합니다.
양성 가닥 RNA 바이러스의 복제 과정
감염 후 양성 가닥 RNA 바이러스의 유전체는 메신저 RNA로 직접 번역될 수 있으며, 생성된 첫 번째 단백질은 유전체 복제를 담당하게 됩니다. 이러한 단백질은 양성 가닥 바이러스 유전체를 형성된 바이러스로 모집할 수 있습니다. 복제 복합체. 이러한 복합체는 바이러스와 숙주 세포의 단백질로 구성되며 종종 다양한 세포소기관의 막, 특히 거친 내질망, 미토콘드리아, 내질망 및 높은 기저체의 막과 결합되어 있습니다.
양성 가닥 RNA 바이러스는 이중 가닥 RNA 중간체를 통해 복제되고 이러한 막 침입을 이용해 이중 가닥 RNA에 대한 세포 면역 반응을 피할 수도 있습니다. 동시에, 복제 과정에서 바이러스 게놈을 구성하는 하위 게놈 RNA가 종종 생성됩니다. 많은 경우, 바이러스 유전체의 내부 리보솜 진입 부위(IRES) 요소가 리보솜에 대한 높은 친화력을 가지고 있기 때문에, 숙주 세포의 번역 장비가 바이러스 단백질을 생산하는 데 완전히 전용될 수 있습니다.
이러한 바이러스는 숙주의 번역 기계를 이용할 뿐만 아니라 때로는 자신만의 독특한 프로테아제를 사용하여 세포 mRNA 번역에 필요한 구성 요소를 파괴합니다.
바이러스 유전자 재조합
동일한 숙주 세포에서 양성 가닥 RNA 바이러스는 서로 다른 바이러스 유전체가 두 개 이상 있는 경우 유전적 재조합을 겪을 수 있습니다. 이런 능력은 인간을 감염시키는 바이러스에서 꽤 흔하게 발견됩니다. 연구에 따르면 RNA 재조합은 바이러스의 유전체 구조와 진화에 중요한 역할을 하는데, 특히 피코르나바이러스과 및 레트로바이러스과와 같은 바이러스과에서 그렇습니다.
특히 코로나바이러스의 경우 유전자 재조합을 통해 바이러스가 숙주 환경에 적응하여 새로운 감염병을 일으킬 수 있습니다. 이러한 유전자 재조합 과정은 때로는 바이러스가 유전체의 손상을 복구하려고 시도하면서 발생하는 적응 메커니즘이라는 점에 주목할 필요가 있습니다. 식물에서는 비소바이러스, 엔테로바이러스와 같은 바이러스도 강력한 RNA 재조합을 보인다.
양성 가닥 RNA 바이러스의 분류
세계적인 RNA 바이러스 중에서 양성 가닥 RNA 바이러스는 키트리노바이러스문(Kitrinoviricota), 레나르비리코타문(Lenarviricota), 피수비리코타문(Pisuviricota)의 세 가지 주요 문으로 나뉩니다. 이들은 모두 오르토나비라에계에 속하며 볼티모어 분류 체계의 IV 그룹에 분류됩니다.
키트리노비리코타
키트리노바이러스문은 주로 소위 "알파바이러스 슈퍼그룹"과 "플라비바이러스 슈퍼그룹"을 포함합니다. 이 바이러스문에는 다양한 식물 바이러스와 절지동물 바이러스가 포함되며, 이 문에 속하는 4개의 강에는 식물과 동물과 관련된 많은 바이러스가 포함됩니다.
레나르비리코타
레나르비리코타문은 박테리아와 진핵생물을 감염시키는 바이러스와 관련이 있으며, 이 문의 계통발생과 진화는 다른 RNA 바이러스와 독특한 유사성을 보여줍니다.
피수비리코타
비공식적으로 "엔테로바이러스 슈퍼그룹"이라고 불리는 피수비리코타문에는 동물과 식물을 감염시키는 대부분의 진핵 바이러스가 포함되며 많은 수의 바이러스 계열이 포함됩니다.
양성 가닥 RNA 바이러스는 생물체 내에서 복잡한 상호작용과 자가복제 메커니즘을 가지고 있어 과학계에서 폭넓은 관심을 받았습니다. 이러한 바이러스가 숙주의 생리적 메커니즘을 악용해 새로운 질병을 유발한다면, 미래 연구는 이러한 바이러스에 대한 우리의 이해와 통제 전략을 어떻게 바꿀 수 있을까?
