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코로나19 바이러스에 감염되면 기침나는 근본 이유는 이것!

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▲ 스튜어트의 윌트에 감염된 옥수수. C. Welty, College of Food, Agricultural, and Environmental Sciences

다른 생물에 기생하는 바이러스, 박테리아, 기생충은 자신의 번식이나 전파를 촉진하기 위해 숙주를 조종한다. 예를 들어 코로나19 같은 호흡기 감염병을 일으키는 바이러스들은 숙주의 기침을 유발해 바이러스가 포함된 호흡기 비말을 널리 퍼트린다.

고양이를 종숙주로 삼는 톡소포자충의 경우 중간 숙주인 쥐의 뇌로 들어가 고양이에 대한 공포심을 줄이고 과잉 행동을 유발해 고양이에 쉽게 잡아 먹히도록 조종한다. 

이렇게 숙주를 조종해 감염과 전파에 유리한 환경을 만드는 것은 식물에 감염되는 병원체 역시 예외가 아니다. 대표적인 사례 중 하나는 옥수수에 스튜어트의 윌트(Stewart's wilt)라는 질병을 일으키는 박테리아 판토에아 스테와티(Pantoea stewartia)이다. 

이 세균은 딱정벌레를 중간 숙주로 이용해 옥수수 잎을 병들게 하고 최종적으로 괴사하게 만든다. 하지만 식물 세포 역시 자체적인 면역 시스템과 단단한 세포벽으로 무장하고 있어 웬만해서는 쉽게 침투할 수 없다. 따라서 판토에아는 감염 초기에는 세포가 아니라 그 주변에 물질 교환 공간인 아포플라스트 (apoplast)에서 증식한 후 세포를 공격한다. 

판토에아의 숙주 조종은 바로 이 단계에서 일어난다. 어떤 이유에서 인지 식물 세포는 직접 감염되지 않은 상태에서 박테리아 성장에 필요한 수분과 각종 영양분을 아포플라스트로 분비한다. 숙주가 병원체를 돕는 셈이다. 

오하이오 주립대학의 연구팀은 판토에아의 숙주 조종 물질을 연구했다. 그 결과 WstE라는 단백질이 원인 물질로 밝혀졌다. 이 단백질을 합성할 수 없게 유전자를 조작한 박테리아와 야생 박테리아를 비교한 결과 아포플라스트의 질소 및 탄소 화합물은 6-30배 정도로 크게 차이 났다. 따라서 박테리아의 감염력과 독성에서 큰 차이가 있었다. 앞으로 옥수수 감염병 치료의 새로운 목표를 발견한 셈이다. 



숙주를 자신에게 유리한 방향으로 조종하는 것은 일반적인 기생 생물의 본능이다. 그리고 이 과정을 막는 것이 질병을 치료할 방법의 하나다. 앞으로 계속해서 관련 연구가 필요한 이유다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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