|
원숭이 수두 바이러스(투과 전자 현미경의 이 컬러 이미지에 표시된 입자)는 게놈의 작은 돌연변이를 쉽게 감지하고 복구하는 DNA 바이러스이므로 다른 병원체보다 더 느리게 진화합니다. 크레딧: 국립 보건원/과학 사진 라이브러리
세인트 폴에 있는 미네소타 보건부의 연구원들이 몇 달 전 원숭이 수두 바이러스 샘플을 시퀀싱할 때 놀라운 발견을 했습니다. 감염된 사람에게서 수집한 한 샘플에서 바이러스 게놈의 많은 부분이 누락되었고 다른 부분은 시퀀스의 완전히 다른 지점으로 이동했습니다.
조지아주 애틀랜타에 있는 미국 질병통제예방센터(CDC)의 미생물학자인 Crystal Gigante는 돌연변이 조사를 돕기 위해 호출되었습니다. 동료 검토를 거치지 않은 preprint 서버 bioRxiv에 9월 17일 게시한 보고서에 따르면 그녀와 그녀의 동료들은 미국에서 수집된 소수의 다른 원숭이 수두 게놈에서 유사한 삭제 및 재배열을 발견 했습니다 .
원숭이두는 얼마나 치명적입니까? 과학자들이 알고 있는 것
과학자들은 놀라지 않았지만 이러한 변화가 나타난 이유와 이것이 전 세계적으로 발생하는 원숭이두창에 어떤 의미가 있는지 이해하기 위해 상황을 주의 깊게 모니터링하고 있습니다. 이 돌연변이는 SARS-CoV-2 코로나바이러스와 같이 RNA 바이러스보다 더 느리게 진화하는 경향이 있는 DNA 바이러스인 폭스바이러스도 시간이 지남에 따라 변한다는 것을 분명히 상기시켜 줍니다. 버밍엄의 앨라배마. 그리고 원숭이 수두 바이러스가 인간 사이에 더 많이 전염될수록 더 많은 기회가 진화해야 한다고 그는 덧붙입니다.
Gigante가 평가한 돌연변이는 과학자들이 SARS-CoV-2 게놈에서 보는 데 익숙한 단일 문자 변경이 아닙니다. 어떤 경우에는 전체 유전자가 사라졌습니다. 플로리다에 있는 감염된 사람의 샘플에서 게놈의 약 7%가 누락되었습니다. 그러나 돌연변이가 바이러스에 유익한지, 중립적인지 또는 해로운지를 말하기에는 너무 이르다고 Lefkowitz는 말합니다. 보건 당국이 이러한 돌연변이를 가진 바이러스 샘플의 수가 증가하는 것을 감지하면 바이러스 확산을 돕고 있다는 신호일 수 있습니다.
돌연변이 전략
미네소타에서 처음 보고된 대규모 삭제 및 재배열은 메릴랜드주 베데스다에 있는 국립 생명공학 정보 센터의 진화 바이러스학자인 Eneida Hatcher를 놀라게 하지 않았습니다. 2015년에 그녀는 Lefkowitz와 함께 연구 2 를 공동 저술하여 이러한 돌연변이가 대부분의 폭스바이러스에서 일반적이며 이들이 파괴하는 유전자의 대부분은 바이러스 게놈의 말단 또는 말단 영역에 위치한다는 것을 보여줍니다. Hatcher는 "우리가 과거에 본 돌연변이 전략 중 일부가 복제되는 것을 보는 것은 정말 좋았습니다."라고 말합니다.
과학자들이 야생 동물에서 원숭이 수두가 퍼지는 것을 두려워하는 이유
천연두를 유발하는 원숭이두 바이러스와 바리올라 바이러스를 포함하는 폭스바이러스의 속인 오르토폭스바이러스는 게놈의 중심에 약 174개 유전자의 핵심 세트를 공유합니다. 그러나 그들의 말단 영역은 더 다양하고 더 적은 수의 필수 유전자를 포함합니다. 이 영역에 있는 유전자 중 일부는 숙주의 면역 반응을 무력화시키는 데 도움이 되는 단백질을 암호화하는 것으로 생각되며 특정 숙주를 감염시키는 데 적합하다고 Lefkowitz는 말합니다. 이것은 왜 바리올라가 인간을 감염시키는 데 능숙하게 되었는지에 대한 한 가지 가설의 기초가 됩니다. 수천 년에 걸쳐 초기 버전의 바이러스는 광범위한 동물 종을 감염시킬 수 있었던 말단에서 유전자를 잃었을 수 있으며 결국 인간을 감염시키는 전문가가 되었습니다. (천연두가 박멸되기 전에는 천연두에 감염된 10명 중 3명이 사망했습니다.)
일부 과학자들은 유사한 상황이 현재 일반론자에 더 가까운 원숭이두에서도 발생할 수 있다고 우려합니다. 여러 설치류 종과 인간을 포함한 많은 포유동물을 감염시킬 수 있습니다 .
그러나 연구자들이 아직 큰 게놈에 있는 많은 유전자의 기능을 특성화하지 않았기 때문에 원숭이 수두 바이러스가 돌연변이에 따라 행동이 어떻게 변할지 예측하는 것은 어렵습니다. 예를 들어, 연구자들은 17년 이상 전에 두 가지 원숭이 수두 바이러스 변종이 아프리카에서 퍼지고 있다는 것을 처음 발견했지만, 그들은 여전히 둘 사이의 사망률 차이에 책임이 있는 유전자를 정확하게 결정하기 위해 고군분투하고 있다고 Lefkowitz는 말합니다. 그 중 하나인 clade I의 사망률은 중앙아프리카에서 우세한 것으로 약 10%입니다. 서아프리카에서 유행하는 클레이드 II는 치사율이 1~3% 정도입니다.
게놈 협업
연구자들은 원숭이 수두 염기서열을 분석함으로써 바이러스가 어떻게 전 세계적인 발병을 촉발했는지에 대해 더 많이 배우고 있습니다. 과학자들은 미네소타에서 처음 발견된 변화와는 별도로 단일 문자 돌연변이의 패턴을 발견했는데, 이는 인간 면역 체계와 바이러스 사이의 진행 중인 전투의 유전적 흔적인 것 같습니다. 지금까지 수집된 데이터를 사용하여 매년 예상되는 이러한 돌연변이의 수를 대략적으로 계산함으로써 2016년 초 전 세계적인 발병의 원인이 된 균주가 동물에서 인간으로 점프한 것으로 추정 했습니다. 이는 균주가 변이되기 1년 반 이상 전입니다. 나이지리아 보건 당국자들이 인간에게서 처음으로 발견한 바이러스는 완전히 끝나지 않은 발병을 자국에서 선언했습니다.
아프리카의 원숭이 수두: 세계가 무시하는 과학
좋은 소식은 원숭이 수두 바이러스가 계속해서 진화하고 있지만 인간의 원숭이 수두에 사용하기 위해 테스트 중인 항바이러스 약물인 테코비리맷(tecovirimat) 이 표적으로 하는 단백질을 암호화하는 게놈 부분에 어떤 돌연변이도 영향을 미치지 않았다는 것 입니다 . 그러나 문제는 결국 진단 테스트에서 나타날 수 있습니다. 샘플에서 원숭이두 바이러스를 검출하기 위해 기술자는 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 수행하여 바이러스 게놈에서 표적 서열을 검출합니다. Gigante와 그녀의 동료들은 그들이 분석한 샘플 중 하나에서 원숭이 수두 표적의 두 사본 중 하나가 삭제되었음을 발견했습니다. PCR 테스트에서 긍정적인 결과가 나왔지만 저자들은 이러한 유형의 돌연변이가 결국에는 효과가 없게 만들 수 있다고 경고합니다.
원숭이 수두에 대한 세계적인 관심은 연구자들이 질병을 일으키는 바이러스뿐만 아니라 더 일반적으로 수두 바이러스를 이해하는 데 도움이 될 것이라고 Hatcher는 말합니다. 올해 이전에는 거의 완전한 원숭이 수두 게놈이 100개 정도만 존재했다고 그녀는 말했습니다. 현재 약 2,000개 정도가 확립된 국제 리포지토리에 예치되었습니다. 그녀는 "감시 및 게놈 서열에 대한 국제적 협력 태도가 코로나19 팬데믹 이후에도 지속되는 것을 보게 되어 매우 기쁘다"고 말했다.
|