워싱턴 대학 연구팀이 독감 바이러스가 세포로 침투해 나가는 모습을 처음으로 가시화 했다.
Kelly Lee 씨가 이끄는 연구팀이 고성능 전자 현미경을 사용하여 비춘것은, 막 융합의 과정이다. 막 융합은 두 개의 서로 다른 생물학적 존재가 하나로 융합하는 것. 이번 연구에서는 인플루엔자 바이러스와 작은 지질 소포(리포솜)가 사용되었다. 리포솜은, 이 유형의 전자 현미경이 세포를 그대로 사용하기에는 적합하지 않다라는 것으로 세포막 대신 사용되었다.
Journal of Virology 최신호에 발표 된 결과의 내용은....
청색 : 융합 프로세스 초기, 헤마글루티닌의 스파이크 단백잘이 상대의 막을 잡고 바이러스와 표적 사이에 다리를 형성한다.
노란색 : 헤마글루티닌의 단백질이 머리핀 모양의 구조로 접히면서 변경되며, 2개의 필름을 당긴다.
녹색 : 2개의 막은 바짝 도킹되어, 융합 기구의 모든 접촉면에 눌러 맞춰져 있다.
흰 스케일바는 50나노미터
"바이러스의 융합 기구는, 표적 막 장벽을 제어하여 구멍을 뚫어 게놈의 적재물을 세포내에 뿌리고 있다. 우리는 이 과정의 여러 단계를 이미지화 했다"라고 Lee 씨는 말하고 있다.
이 단계는 몇 단계로 나눌 수 있다. 우선 인플루엔자 바이러스는 여러 개의 짧은 펩티드 조각을 던지고 있다. 이것은 말하자면, 갈고리 후크와 같은 역할을 한다. 펩티드 단편은 표적의 막을 잡고, 그 구조를 변화시켜 서로의 막을 강하게 맞춘다.
<바이러스와 막 사이에 구멍이 있는 곳>
바이러스는 표적에 붙어 서로 접하면 면이 커지게 한다. 그리고 이 연면이 열리게 되어, 끊긴 바이러스가 리포솜 내부에 들어갈 구멍이 된다. 그리고 바이러스 게놈의 적재물을 거기에 옮겨 넣고 새로운 감염을 낳는 것이다.
"즉, 이 바이러스는 트리거에 반응하여 변압기처럼 스스로의 구조를 변화시키는 나노 스케일의 기계를 발전시켜 갔다"라고 Lee씨는 말한다. "나노 스케일로 생물학적 규모의 매우 작은 기계가 수술을 하는 거예요..."
연구진은 풀 사이즈의 정품 세포를 바이러스가 공격 침입할 때도 이와 똑같은 과정이 일어난다고 말한다. 막을 가진 모든 바이러스(예를 들어, 독감, 포진, HIV, 홍역, 에볼라)도 유사한 분자 수준의 기계를 갖추고 있다. 이를 통해 막 장벽을 깨고 세포에 침입해 나가는 것이다.
<인플루엔자 바이러스의 이미지. 푸른 스파이크 있는 외부 레이어가 표적으로 되는 세포에 붙어있는 부분>
항체는 이 기계를 표적으로 해, 기계가 원래 위치에서 움직이지 못하게 함으로써 바이러스는 구조를 변화시킬 수 없게 되고, 다른 세포와 결합 할 수 없게되는 것이다.
Lee 씨는 이 연구가 항체의 연구에 도움이 될뿐만 아니라 정자, 난자의 수정이나 신경 시냅스의 신호 과정 등 다른 중요한 생물학적 기능의 새로운 이해로 이어질 것을 기대하고 있다.
source: Journal of Virology
