바이러스가 감염시킬 수 있는 숙주의 범위는 어떻게 정해지나요?

Question

바이러스가 모든 생명체를 감염시킬 수는 없고, 특정 바이러스는 많은 생명체를 감염시키지만 다른 바이러스는 한 종의 생명체만 감염시킬 수 있는데, 감염시킬 수 있는 숙주의 범위는 어떻게 정해지는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

바이러스의 생의 주기 (life cycle)을 들여다 보면 이해가 쉽습니다!

1. 감염: 숙주 세포로 칩입하기

2. 복제: 바이러스 유전정보/몸체 복제하기

3. 탈출: 숙주 세포에서 복제된 바이러스 방출!

바이러스는 위 1,2,3번 주기 달성을 위해 각자 자신이 가지고 있는 무기들이 들어맞는 숙주만 감염시킬 수 있습니다

조류 돼지 인간 등 다양한 숙주를 가진 인플루엔자 바이러스를 예시로 들겠습니다.

1. 감염

인플루엔자는 숙주 세포를 인지하고 침입하기 위해 바이러스 겉 표면에 헤마글루티닌(HA, Hemagglutinin) 이라는 무기 단백질을 이용합니다. 이러한 HA 유형은 밝혀진 종류만 18가지이고 이 종류에 따라 숙주나 증상이 다르기도 합니다

대표적으로

조류 인플루엔자는 H5 H7

계절성 감기 인플루엔자는 H3

독감 및 신종플루는 H1 이 있습니다.

신종플루의 경우 조류+돼지+사람 인플루엔자가 돼지에 중복감염된 상태에서 조합되면서 발생했던 만큼, 이러한 중복감염, 돌연변이 등으로 바이러스의 HA가 달라지면 바이러스의 감염특성이 달라지면서 숙주가 바뀌거나 감염력, 전파력, 증상 등이 달라지기도 합니다.

참고로 인플루엔자의 종류는

3번에서 설명할 뉴라민분해효소 (NA, neuraminidase) 와 함께

H5N2 H7N1 H3N2 H1N1 등으로 구분될 수 있습니다. NA는 약 11가지가 알려져 있어 인플루엔자는 18×11=198가지 종류가 있을 수 있고 실제로는 같은 종류끼리도 서열이 조금씩 차이나 특성이 다르기도 합니다 (마치 같은 SARS-CoV-2 바이러스에 오미크론 델타 등 변이가 있는 것 처럼요!)

2. 복제

바이러스는 생명체가 아니다 라고 말할 정도로 숙주 세포에 의존합니다. 스스로는 유전물질과 껍질 등 몸체만 가지고 있고 자손복제에 필요한 모든 도구는 숙주에서 만들거나 숙주의 것을 이용합니다.

대표적인 도구가 중합효소 polymerase 인데, 유전물질을 복제하는 단백질이죠. 따라서 숙주가 해당 바이러스 유전체(RNA 또는 DNA)를 복제하기 적합한 중합효소를 가지고 있지 않거나 만들 수 없다면 바이러스는 스스로를 복제할 수 없습니다.

3. 탈출!

칩입하여 자신의 유전물질과 몸체를 복제하여 자손 바이러스를 많이 만들고나면 바이러스는 숙주 세포로부터 빠져나오기 위해 뉴라민분해효소, NA를 사용합니다.

인플루엔자의 NA의 종류는 약 11가지가 있고 이 종류에 따라 감염 숙주나 특성 감염력 등이 달라집니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

바이러스외부에 있는 결합인자가 생물체의 세포와 결합가능하여 세포내부로 진입이 가능한 순간 감염이될 가능성이 높아집니다. 그러나 세포 내 리소좀이나 일부 면역작용억 걸러질 수는 있습니다.

일단 1차장벽인 세포막을 뚫을 수 있는 숙주의 세포여야만 합니다.

감사합니다.

Answer 3

바이러스가 감염시킬 수 있는 숙주의 범위는 그 바이러스의 특징입니다.

어떻게 정해지는 지는 아무도 알 수 없으며, 숙주의 범위가 정해진 후에

바이러스를 분석한 후에 결론만 내릴 수 있습니다.