'진화의 법칙'으로 신종코로나바이러스가약독화할 가능성

‘진화의 법칙’으로 신종코로나바이러스가 약독화할 가능성

 

 

 

물질인데 자연도태가 작용한다?

 

바이러스는 다른 생물의 세포를 이용하여 자신을 복제시키는 물질이라고들 말한다. 이것은 오류는 아니지만 바이러스의 설명으로서는 불충분하다. 정확하게는 바이러스는 다른 생물의 세포를 이용하여 자신의 복제를 많이 복제시키는 물질이다. 혹시 자신이 소멸하여 대신에 복제를 하나 만든다면 그것은 바이러스가 되지 않는다. 왜냐하면 그런 경우는 바이러스가 증식하지 않으므로 자연도태가 작용하지 않기 때문이다.

생물에게는 자연도태가 작용하지만 물질에는 자연도태가 작용하지 않는 것이 보통이다.(물론 생물도 물질로 되어 있지만 본고에서는 <물질>은 <비생물>이라는 의미로 쓰기로 한다.)

그런데 바이러스는 물질인데 자연도태가 작용하는 진기한 존재이다.

 

물질과 바이러스의 경계

 

여기서 바이러스를 물질이라고 했는데 바이러스를 생물이라고 할까 비생물이라고 할까는 사람에 따라 의견이 다르다. 바이러스는 생물과 비생물과의 중간적 존재이기 때문이다. 단지 바이러스를 생물이라고 하면 생물과 비생물의 경계는 애매해진다. 바이러스의 가장 단순한 형태는 단지 DNA이기 때문이다.

바이러스는 일생(바이러스의 일생을 사이클이라 한다.> 사이에 여러 가지 모양으로 변화한다.

원래부터 있던 세포의 DNA에 짜여든다. 그래서 잠시는 짜여들어 있는 채로 지낸다.

예를 들면 람다파지(lambda-Phage.=바이러스학. 용원성(溶原性)바이러스학. 용원성DNA바이러스. 대장균에 감염한다.)라는 바이러스는 단백질의 껍질 속에 DNA가 들어있는 구조를 하고 있다. 이 람다파지는 세포에 흡착하면 내부의 DNA를 세포 안으로 주입한다. 주입된 DNA는 람다파지가 짜여들어 있어도 세포는 분열을 계속한다. 그럴 때마다 세포는 자신의 DNA만이 아니라 람다파지의 DNA도 복제하여 분열 후의 2개의 세포로 받아 이어간다. 곧 세포가 분열하여 증식함에 따라 람다파지도 함께 증식하게 된다. 이 때의 람다파지는 단지 DNA에 지나지 않다.

DNA는 지구상에 많이 있는 고분자화합물로 우리들의 유전자도 DNA의 거의는 바이러스는 아니다. 바이러스로 작용하는 DNA는 참으로 조금이다.

DNA가 바이러스인지 아닌지는 핵산의 염기배열에 따른다. 그러나 역겨운 것은 같은 염기배열의 핵산이라도 바이러스인 경우와 바이러스가 아닌 경우가 있다.

바이러스는 다른 생물의 세포를 이용하여 자신을 복제하지만 이용되는 생물의 종은 정해지는 것이 많다. 곧 감염하는 종이 정해진 것이 많다.

예를 들면 사람에게만 감염하는 바이러스가 있다고 하자. 그리고 그 바이러스의 가장 단순한 모양은 단순한 DNA였다고 하자. 그런데 이 DNA가 바이러스인 이유는 사람에게 감염하여 자신을 증식시킬 수 있기 때문이다.

그러면 혹시 사람이 절멸되면 어떻게 될 것인가. 그 DNA에는 이미 감염하는 상대가 없다. 자신을 증식시켜줄 세포가 없다. 곧 그 DNA는 이미 바이러스가 아니다. 염기배열이 같은 DNA라도 곧 전혀 같은 DNA라도 주위의 환경에 따라(이 경우는 인류가 절멸하는지 어떤지에 따라) 바이러스가 되었다가 되지 않았다가 한다.

그런데 람디파지의 경우는 사이클의 일부에 단지 DNA가 되는 시기가 있는 것이라서 보통의 바이러스의 시기도 있다. 곧 단백질의 껍질이 DNA를 싸고 있을 시기도 있다. 그러나 바이러스 안에는 줄곧 DNA만 혹은 줄곧 RNA만의 것도 있다.

===*플라스미드（plasmid）=대장균 등의 세균이나 효모의 핵 외에 존재하여 세포분열에 의하여 낭세포(娘細胞)로 이어지는 DNA의 총칭이다.)===

 

세균 등에는 플라스미드(plasmid）라 불리는 DNA를 가진 것도 있다. 플라스미드는 본래의 세균의 DNA와는 다른 DNA로 비교적 간단히 밖에서 세균으로 들어가거나 나오거나 한다. 플라스미드는 단순한 DNA이므로 그 자체로는 복제를 할 수는 없으나 세균 안에서 세균의 구조를 이용하여 복제를 만든다.

플라스미드는 세균에 대하여 거의 아무 것도 하지 않는 경우도 있고 항생물질에로의 내성을 주기도 한다.

또 식물의 세포에는 바이로이드(Viroid=하나의 쇄환상(鎖環狀)RNA(250~400염기）만으로 된 최소의 식물병원체이다.)라 불리는 RNA를 가진 것도 있다. 바이로이드는 단순한 RNA이므로 그 자체로서는 복제를 할 수는 없다. 그러나 세포 안의 세포를 이용하여 복제를 만든다. 바이로이드라 불리는 RNA를 가진 것도 있다. 바이로이드는 단순한 RNA이므로 그 자체로서는 복제를 만들 수는 없으나 세포 안의 세포의 구조를 이용하여 복제를 만든다. 바이로이드는 식물에 대하여 거의 아무 것도 하지 않은 경우도 있고 병을 일으키기도 한다.

플라스미드나 바이로이드는 통상 바이러스라고 부르지 않지만 바이러스와의 사이에 명확한 선을 긋기는 어려울 것이다.

이처럼 바이러스, 플라스미드, 바이로이드 그리고 비생물인 물질은 연속적인 것이다. 바이러스와 물질과의 사이의 어딘가에 확실한 경계선을 긋는 것은 무리이다.

 

바이러스와 생물의 경계

 

21세기가 되자 거대 바이러스가 발견되었다. 거대 바이러스의 몇 가지는 일부의 세균(세균은 분명히 생물이다.)보다 크고 또 일부의 세균보다도 많은 유전자를 가지고 있었다. 그래도 거대 바이러스가 세균이 아니라 바이러스라고 하는 것은 자신 스스로 단백질을 만들지 못하기 때문이다.

단백질은 여러 가지 생명현상을 실제로 행하는 분자이고 생물이 자신을 복제할 수가 있는 것도 단백질 덕분이다. 이 단백질을 만들기 위한 구조가 세포 안에 있어서 리보솜이라고 불리고 있다. 바이러스에는 이 리보솜이 없으므로 단백질을 만들지 못한다.

 ===*리보솜(ribosome=모든 생물의 세포 안에 존재하는 구조이고 조면소포체(粗面小胞體/rER)에 부착하고 있는 막결합(膜結合) 리보솜과 세포질 중에 존재하는 유리(遊離) 리보솜이 있다.)===

 

그러면 리보솜의 유무로 생물과 바이러스를 명확하게 나눌 수 있는 것인가. 기지라미(kijirami/노린재목 기지라미과에 속하는 곤충으로 신장 1.6mm~2.1mm)라 하는 작은 매미 같은 곤충이 있다. 이 기지라미의 세포 안에 공생하는 카르소넬라 루디(Candidatus Carsonella ruddii)라는 세균은 리보솜을 만드는 유전자의 일부를 잃어버렸다. 그런 때문에 스스로는 라보솜을 만들 수 없다. 따라서 단백질을 만들지 못하고 자신을 복제하지 못한다.(곧 세포분열하기) 복제하기 위해서는 공생하고 있는 기지라미의 세포에 의존하지 않으면 안 된다.

===*카르소넬라 루디 (Candidatus Carsonella ruddii)

영어에서 번역됨-칸디다 투스 카소 넬라 루디 디 (Candidatus Carsonella ruddii)는 특징적인 박테리아의 가장 작은 게놈 중 하나를 가진 필수 내생 생물 감마 프로 테오 박테리아입니다. 위키백과(영어)===

카르소넬라 루디 같은 세균이 있으므로 생물과 바이러스의 사이에 확실한 경계선을 긋기는 어려운 것 같다. 그래서 바이러스와 물질 사이에 경계선을 긋기도 어렵다.

이것은 생물과 비생물 사이에는 연속적으로 그 중간에 있는 것이 바이러스일 것이다.(참고로 나는 바이러스를 생물에 넣어도 혹은 무생물에 넣어도 아무래도 좋다고 생각한다. 그러나 어느 쪽인지를 결정하지 못할 경우에는 나는 바이러스를 생물에 넣지 않기로 하고 있다.)

그러나 전혀 경계선을 긋지 못하는 것은 아니다. 혹시 경계선을 긋는다고 하면 그것은 자연도태가 작용하는지 아닌지의 사이이다. 곧 단지 DNA나 RNA과(예를 들어서 다른 생물 세포의 힘을 빌린다 해도) 스스로 복제를 많이 만들 수 있는 DNA나 RNA의 사이이다. 예를 들어 바이러스를 물질이라 불러도 바이러스는 자연도태를 받아서 진화하는 존재이다.

 

감염 예방대책은 진화적으로도 의의가 있다.

 

바이러스의 감염확대의 방제에 대하여 진화의 측면에서 생각해보자.

신종 코로나바이러스의 감염 확대가 전 세계에 심각화하고 있다. 이 감염확대를 억제하기 위하여 대규모의 집회의 금지 등 대책의 취해지고 있다. 아마도 이들 대책에는 일정한 효과가 있고 확대속도를 늦추는데 도움이 되고 있다. 그러나 속도가 억제되어도 감염 자체는 천천히 확대되고 있다. 그런 때문에 이런 의견을 듣게 되었다.

<아무튼 최종적으로는 바이러스가 확대될 것이라면 감염확대를 억제하려고 하는 노력은 무효한 것이 아닌가.>

아니 그런 일은 없다. 감염증의 확대가 느려지지만 일정 기간을 잘라서 생각하면 환자의 수는 적어진다. 그런 때문에 의료기관이 공백이 되는 것을 방지하는 의미가 있다. 그러나 그것만이 아니다.

독성이 강한 바이러스는 단기간에 감염하는 사람을 사망하게 하므로 재빨리 다른 사람에게 감염시키지 않으면 안 된다. 그렇지 않으면 감염한 사람이 죽을 때에 체내의 바이러스도 소멸하므로 그 바이러스의 계통은 끊어지기 때문이다.

한편 독성이 약한 바이러스는 감염한 사람을 죽이지 않고 혹시 죽인다고 해도 오랜 시간이 걸린다. 그런 때문에 사람에서 사람에게로 감염하는 속도가 느려지더라도 그 계통은 좀처럼 사라지지 않는다.

곧 감염하는 페스를 느리게 하면 할수록 독성이 강한 바이러스의 계통은 끊어지기 쉽게 되고 바이러스는 약독화로 향하여 진화할 가능성이 높아지는 것이다. 바이러스의 진화는 꽤 빠르기 때문에 실제로 1-2년으로 약독화한 예도 있다. 감염확대를 억제하는 대책은 바이러스를 약독화하여 사망자를 줄이는 효과가 있다.

물론 바이러스의 진화는 우연에도 좌우되므로 감염 방지의 대책으로서도 만전은 아니다. 약독화할 가능성도 전혀 없는 것은 아니다. 전혀 없다고 해도 그래도 대책을 세운다면 바이러스를 약독화하는 가능성이 높아지는 것은 확실하다.

출처=gendai.ismedia.jp › 

필자= 사라시나 이사오(更科功)

1961년 도쿄에서 출생. 도쿄대학교 교양학부 기초과학과졸업. 민간기업을 졸업한 후 대학으로 돌아와 도쿄대학교 과학대학원에서 박사과정을 수료함. 과학 박사. 분자 고생물학 전문. 2019년 1월 현재, 도쿄대학교에서 강사로 연구사업을 진행하고 있다. 제29회 코단샤 사이언스 출판상을 수상한 그는 "화석의 분자 생물학: 생명의 진화의 신비를 해결한다"(고단샤 현대신서예)를 수상했다.