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영국 리즈 대학교(University of Leeds) 연구팀이 세계에서 가장 치명적인 식물 바이러스 중 하나인 Geminiviruses의 3차원 복합체의 구조를 밝혀냈다고 보고했다. Geminiviruses는 아프리카의 카사바와 옥수수 그리고 인도 대륙의 면화와 유럽 전역의 토마토와 같은 작물에 영향을 미치는 질병의 원인이 된다. 이번 연구로 이들 바이러스에 대한 이해와 이들로 인한 질병의 확산을 막을 수 있는 새로운 방법이 개발될 수 있을 것으로 기대된다. 관련 연구는 Nature Communication에 게제되었다 ( DOI: 10.1038/s41467-018-04793-6 ). 대개 바이러스는캡시드(capsid)라고 하는 단백질로 이루어진 보호막이 있어서, 환경에서 이들의 유전 물질을 보호한다. 대부분의 바이러스는 캡시드가 대략적으로 구형에 가깝지만, geminivirus는 두 개의 대략적인 구형이 융합된 형태인 ldquo;쌍둥이 캡시드 rdquo;를 형성하고 있다. 하지만 이런 쌍둥이 캡시드가 어떻게 형성되는지, 세포에서는 어떻게 조립이 이루어지며, 어떻게 유전 정보 방출 및 감염이 이루어지는지에 대한 자세한 연구가 이루어지지 못했었다. 이번 연구는 극저온 전자 현미경 (cryo electron microscopy) 기술을 이용해, 전례없이 높은 해상도로 Geminivirus 의 캡시드의 구조를 밝힘으로, 캡시드가 어떻게 형성되고 조립되는지를 분자 수준에서 밝혀낸 것이다. 연구진은 다른 많은 종류의 바이러스는, 구형의 캡시드가 세 개의 다른 입체 형태를 가지는 단일 단백질로부터 만들어지며, 밀폐된 용기를 형성하기에 적합하다고 설명했다. 하지만 geminivurses의 캡시드는 구형이 아니기 때문에 조립 규칙이 다르다고 설명했다. 이번 연구의 핵심도 서로 다른 세 개의 모양을 가진 단일 단백질이 다른 종류의 바이러스와 완전히 다른 규칙으로 조립된다는 것을 밝혀낸 것이다. 이번 연구의 어려움 중 하나는 구조 연구를 위해서는 충분한 양의 단백질을 만드는 것이다. 이를 위해, 이번 연구에서는 담배 식물에서 만들어지는 ageratum의 정맥 바이러스의 일종을 이용했다. 특히 감염이 되지 않은 식물 내에서 geminivirus 입자를 조립할 수 있는 방법을 개발했다고 연구팀은 밝혔다. 이것은 입자 형성에서 단일 가닥의 핵산(DNA)이 중요한 역할을 한다는 점이 강조된 것이다. 연구팀은 이번 연구가 바이러스들의 구조와 이들 바이러스들의 생명 주기를 이해와 식물 질병의 확산을 막을 수 있는 단계에 가까워지게 되었다고 말했다. |
