과학자들이 다음 전염병을 일으킬 수 있는 새로운 니도바이러스를 발견했습니다
https://scitechdaily.com/scientists-uncover-new-nidoviruses-that-could-cause-the-next-pandemic/
주제:병원체바이러스학바이러스
작성자: 독일 암 연구 센터 2024년 5월 26일
새로운 유전자 분석 방법을 통해 이전에 알려지지 않은 40종의 바이러스가 밝혀졌으며, 이들 간의 유전자 교환이 어떻게 행동에 심각한 변화를 가져오고 인간 건강에 대한 위협을 증가시킬 수 있는지 보여줍니다. 이 획기적인 기술은 향후 바이러스 발생을 예측하고 예방할 수 있는 잠재력을 제공합니다.
갑자기 나타나 SARS-CoV-2 코로나바이러스처럼 대규모 전염병을 촉발할 수 있습니다. 아무도 감지하지 못한 바이러스입니다. 그것들은 실제로 새로운 것은 아니지만 유전적으로 변화되었습니다. 국제 연구팀의 새로운 유전자 분석에 따르면 서로 다른 바이러스 종 간의 유전 물질 교환이 크게 변경되고 잠재적으로 더 위협적인 특성을 가진 새로운 병원체를 생성할 수 있음이 나타났습니다. 이번 대규모 연구는 독일 암 연구 센터(DKFZ)의 바이러스학자들이 주도했습니다.
DKFZ 그룹 리더인 스테판 세이츠(Stefan Seitz)는 “새로운 컴퓨터 지원 분석 방법을 사용하여 13종의 코로나바이러스를 포함하여 어류부터 설치류에 이르기까지 다양한 척추동물 에서 이전에 알려지지 않은 40종의 니도바이러스를 발견했습니다 .”라고 말했습니다. 고성능 컴퓨터의 도움으로 하노버에 있는 헬름홀츠 감염 연구 센터의 Chris Lauber 작업 그룹을 포함하는 연구팀은 거의 300,000개의 데이터 세트를 조사했습니다. 바이러스학자인 Seitz에 따르면, 이제 우리가 이렇게 엄청난 양의 데이터를 한 번에 분석할 수 있다는 사실은 완전히 새로운 관점을 열어줍니다.
바이러스 연구는 아직 상대적으로 초기 단계에 있습니다. 자연에서 발생하는 모든 바이러스 중 극히 일부만이 알려져 있으며, 특히 인간, 가축 및 작물에 질병을 일으키는 바이러스는 더욱 그렇습니다. 따라서 새로운 방법은 천연 바이러스 저장소에 관한 지식의 비약적인 도약을 약속합니다. Stefan Seitz와 그의 동료들은 새로운 질문과 함께 고성능 컴퓨터를 통해 과학 데이터베이스에 저장된 척추동물의 유전 데이터를 보냈습니다. 그들은 대규모로 바이러스 유전 물질을 얻고 연구하기 위해 바이러스에 감염된 동물을 검색했습니다. 주요 초점은 코로나바이러스 계열을 포함하는 소위 니도바이러스에 있었습니다.
니도바이러스의 발견 및 분석
유전 물질이 RNA (리보 핵산 )로 구성된 니도바이러스는 척추동물에 널리 퍼져 있습니다. 종이 풍부한 이 바이러스 그룹은 다른 모든 RNA 바이러스와 구별되고 그들의 관계를 문서화하는 몇 가지 공통된 특징을 가지고 있습니다. 그러나 그렇지 않으면 니도바이러스는 게놈 크기 측면에서 서로 매우 다릅니다.
새로운 바이러스의 출현과 관련하여 한 가지 발견은 특히 흥미롭습니다. 다른 바이러스에 동시에 감염된 숙주 동물에서는 바이러스 복제 중에 바이러스 유전자의 재조합이 발생할 수 있습니다. Stefan Seitz는 “물론 우리가 물고기에서 발견한 니도바이러스는 심지어 가족 경계를 넘어 서로 다른 바이러스 종 간에 유전 물질을 자주 교환하는 것으로 보입니다.”라고 말했습니다. 그리고 먼 친척이 "교배"되면 완전히 새로운 특성을 가진 바이러스가 나타날 수 있습니다. Seitz에 따르면, 그러한 진화적 도약은 바이러스의 공격성과 위험성뿐만 아니라 특정 숙주 동물에 대한 부착에도 영향을 미칠 수 있습니다.
“우리가 어류 바이러스에서 발견한 것처럼 유전적 교환은 아마도 포유류 바이러스에서도 일어날 것입니다.”라고 Stefan Seitz는 설명합니다. 뒤쥐처럼 다양한 바이러스에 감염되는 경우가 많은 박쥐는 진정한 용광로로 간주됩니다. SARS-CoV-2 코로나바이러스는 아마도 박쥐에서도 발생하여 거기에서 인간으로 점프했을 것입니다.
니도바이러스 간의 유전자 교환 후, 바이러스가 숙주 세포에 도킹하는 스파이크 단백질이 종종 변경됩니다. 이 연구의 첫 번째 저자인 Chris Lauber는 가계도 분석을 통해 이를 보여줄 수 있었습니다. 이 앵커 분자를 수정하면 감염성을 높이거나 호스트를 전환할 수 있게 함으로써 바이러스의 특성을 유리하게 크게 변경할 수 있습니다. 코로나 팬데믹이 단연 입증한 것처럼 숙주, 특히 동물에서 인간으로의 변화는 바이러스 확산을 크게 촉진할 수 있습니다. 바이러스성 "게임 체인저"는 언제든지 갑자기 나타나 엄청난 위협이 될 수 있으며, 압박이 가해지면 전염병을 유발할 수 있습니다. 출발점은 단일 이중 감염 숙주 동물일 수 있습니다.
새로운 고성능 컴퓨터 프로세스는 새로운 바이러스의 확산을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이를 통해 인간에게 잠재적으로 위험한 바이러스 변종을 체계적으로 검색할 수 있다고 Stefan Seitz는 설명합니다. 그리고 DKFZ 연구원은 자신의 특수 연구 분야인 바이러스 관련 발암성과 관련하여 또 다른 중요한 응용 가능성을 보고 있습니다. “새로운 고성능 컴퓨팅(HPC)을 사용하여 암 환자나 면역력이 저하된 사람들의 바이러스를 체계적으로 검사할 수 있다고 상상할 수 있습니다. 우리는 암이 바이러스에 의해 유발될 수 있다는 것을 알고 있으며, 가장 잘 알려진 예는 인간 유두종 바이러스입니다. 그러나 우리는 아마도 지금까지 빙산의 일각만을 보고 있을 뿐입니다. HPC 방법은 이전에 발견되지 않았던 바이러스를 추적하여 인간 유기체에 자리잡고 악성 종양의 위험을 증가시킬 수 있는 기회를 제공합니다.”
참고: "Sequence Read Archive의 심층 마이닝은 Chris Lauber, Xiaoyu Zhang, Josef Vaas, Franziska Klingler, Pascal Mutz, Arseny Dubin, Thomas Pietschmann, Olivia Roth, Benjamin W의 코로나바이러스 및 기타 수생 척추동물의 니도바이러스의 주요 유전적 혁신을 드러냅니다." . Neuman, Alexander E. Gorbalenya, Ralf Bartenschlager 및 Stefan Seitz, 2024년 4월 22일, PLOS Pathogens .
DOI: 10.1371/journal.ppat.1012163