[핵잼 사이언스] 바이러스를 ‘생물 무기’로 사용하는 박테리아 발견

바이러스는 생물과 무생물의 중간에 있는 존재다. DNA나 RNA로 유전 정보를 저장하고 후손을 퍼트리며 진화하는 것은 다른 생물체와 똑같지만, 반드시 다른 세포의 자원을 이용해서 증식하는 존재이고 스스로는 대사를 하지 않기 때문에 중간적 존재로 보는 것이다.

아무튼 바이러스는 숙명적으로 박테리아나 진핵세포에 감염되어야 존재할 수 있다. 그런 만큼 대부분의 박테리아에 바이러스는 천적이나 다름없다. 바이러스는 박테리아의 자원을 이용해서 유전자를 복제하고 필요한 물질을 만든 후 박테리아를 파괴하고 빠져나온다. 하지만 항상 그렇듯이 여기에도 예외는 존재한다.

미국 펜실베이니아 주립대학의 토마스 우드 교수와 동료들은 흔한 박테리아 중 하나인 대장균(E. coli)을 연구하던 중 흥미로운 사실을 발견했다. 연구팀은 SW1이라는 바이러스가 세균을 죽이는 과정이 모든 대장균에서 동일하게 일어나지 않는다는 점을 확인했다. 연구결과 놀랍게도 일부 대장균 균주가 SW1 바이러스에 내성이 있을 뿐 아니라 아예 박테리아 유전자에 이 바이러스를 보유하고 있다는 사실이 밝혀졌다.

바이러스 유전자는 종종 숙주인 박테리아나 진핵세포의 DNA와 합쳐져 장기간 후손에게 전달된다. 연구팀이 확인한 대장균 균주 속 SW1 바이러스는 오래전 박테리아 유전자와 합쳐져 박테리아를 해치는 대신 같이 공생해 나간다. 연구팀이 가장 놀란 부분은 이 대장균이 다른 대장균에 SW1 바이러스가 없다는 사실을 발견하면 바이러스를 방출해 상대를 제거한다는 점이다. 이 공생 관계를 통해 숙주인 대장균은 경쟁자를 제거하고 바이러스는 새로운 숙주를 더 쉽게 찾을 수 있으니 서로 이득을 보는 셈이다. 본래 먹고 먹히는 관계였던 바이러스와 박테리아 사이의 뜻밖의 공생 관계다.

연구팀은 이 대장균이 어떻게 상대방의 SW1 바이러스 보유 여부를 확인하는지는 알아내지 못했다. 하지만 선택적으로 세균을 파괴하는 바이러스 조절 방법을 알아낸다면 의학적으로 유용하게 활용될 가능성이 있어 앞으로 연구 결과가 주목된다. 이번 연구는 저널 'Cell Reports'에 발표됐다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com