인간 게놈의 10 %가 레트로 바이러스 유전자로 구성된 이유가 밝혀졌습니다.

바이러스학자들은 포유류 DNA의 일부로 레트로바이러스가 수백만 년 동안 효율적으로 복제될 수 있게 해주는 메커니즘을 발견했습니다.

바이러스의 주요 임무는 자신의 유전자를 다음 세대로 전달하는 것으로 여겨집니다. 어떤 대가를 치르더라도 번식하려는 노력에서 모든 바이러스는 인간을 포함한 다른 생명체와 다르지 않습니다.

바이러스 구조의 차이점은 바이러스의 구조가 매우 단순하다는 점입니다. 바이러스는 유전체, 바이러스 RNA, DNA 또는 이들의 조합을 운반하는 하나의 분자로 축소됩니다. 또 다른 차이점은 바이러스의 이중적인 상태입니다. 즉, 사실상 독립적인 활동을 보이지 않는 바이러스 입자 또는 비리온의 "죽은" 세포 외 상태와, 바이러스가 숙주 세포에 침입하여 증식을 시작하고 DNA 전사라는 세포 메커니즘에 통합되는 "살아있는" 상태입니다.

하지만 비교적 최근에 내인성 레트로바이러스가 발견되면서 일부 바이러스는 바이러스 입자 단계가 없을 수도 있다는 사실이 밝혀졌습니다.

이러한 바이러스는 세포를 벗어나지 않고도 자신의 유전자를 다음 세대로 전달합니다(따라서 이름이 내인성, 다른 말로 유전자 내성이라고 불립니다). 세포 DNA에 내장된 유전 프로그램은 숙주 유전체의 필수적인 부분으로 간주됩니다.

현재 인간 유전체의 약 8~10%가 수천만 년 전 우리의 진화적 조상을 감염시켰던 레트로바이러스의 뉴클레오티드 서열로 구성되어 있다는 사실이 밝혀졌습니다.

다시 말해, 인간 DNA의 10분의 1은 수백만 년 된 레트로바이러스 유전자로 구성되어 있습니다("레트로"는 이러한 바이러스가 역전사 메커니즘을 사용하여 자신의 유전체를 복제한다는 것을 의미합니다. 먼저 바이러스 효소인 역전사효소가 바이러스 RNA에서 한 가닥의 DNA를 합성하기 시작하고, 그런 다음 이 가닥에서 두 번째 가닥을 합성하고, 그런 다음 이 바이러스 DNA가 세포의 핵막을 통과한 후 숙주 세포에 통합되어 숙주 세포가 바이러스 RNA를 합성하기 위한 매트릭스 역할을 합니다).

옥스퍼드 연구소의 연구진은 아라노 다이아몬드 에이즈 연구 센터(뉴욕, 미국)와 레가 연구소(벨기에)와 함께 고대 레트로바이러스가 어떻게 대량으로 우리 유전자에 등록될 수 있었는지 그 메커니즘을 알아내기로 결정했습니다.

이를 위해 연구팀은 38종의 포유류 유전체를 연구했습니다. 이 유전체에서 레트로바이러스 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 영역을 분리한 후, 인실리코(즉, 실리콘 안에서, 즉 특수한 컴퓨터-수학적 방법을 사용하여) 방식으로 이들을 비교하여 유사점, 차이점, 그리고 바이러스 DNA 영역에서 차지하는 비중을 확인했습니다.

분석 결과, 특정 종류의 내인성 레트로바이러스는 진화 과정의 어느 시점에서 바이러스가 세포에 침투하는 데 도움이 되는 단백질을 담당하는 env 유전자를 잃었습니다.

다른 세포를 감염시킬 수 있는 능력을 잃었다는 것은 자기 복제 능력을 잃었다는 것을 의미하지 않습니다. 단지 바이러스의 전체 수명이 바이러스의 이동성 DNA 부분인 역전사포존의 도움으로 자신의 수명과 동시에 숙주 세포 내부로 이동하기 시작했을 뿐입니다.

가장 흥미로운 점은 특정 레트로바이러스가 감염 기능을 상실하자 이들 바이러스가 게놈 내에서 차지하는 비중이 급격히 증가했다는 점인데, 그 결과 포유류 DNA에서 바이러스 유전 물질이 우세하게 되었습니다.

연구진은 다양한 유전체를 비교하여 이 현상의 다양성을 요약했습니다. 감염성 상실로 인해 바이러스 물질의 양이 30배 증가했습니다.

내인성 레트로바이러스는 건강에 위험한가?

바이러스는 자신의 유전자를 완벽하게 전파하며, 수송에 손상을 입히지 않고 인간 DNA에 탑승객으로 등록됩니다. 바이러스의 경우, 대부분의 경우 비병원성, 비감염성이며, 바이러스 입자를 형성하지 않습니다. 다시 말해, 바이러스를 감염시키지 않으며, 세포 DNA 전사 조절에 의해 조절됩니다.

다른 관점에서 살펴보면, 일부 내인성 레트로바이러스(예를 들어 라우스 육종, 림프종, 골수병증을 유발하는 외인성 레트로바이러스)가 발암 가능성이 있으며 암 발생을 촉진할 가능성이 매우 높다는 증거가 있습니다. 하지만 신체가 그러한 위험을 감수하도록 만드는 과정을 유발하는 요인은 아직 불분명합니다. 우리 유전체의 "화석" 바이러스 연구는 이제 막 시작 단계이므로, 우리 몸을 완전히 다른 관점에서 바라보게 하는 가장 유익한 발견은 아직 앞으로의 과제입니다.