새로운 종이 진화하면 바이러스는 어디에서 왔습니까? 유전자 물질의 자유로운 묶음에 지나지 않기 때문에 바이러스는 호스트의 세포 기계와 자원을 반복하여 반복해서 복제해야합니다. 숙주가 없으면 바이러스는 아무것도 아닙니다.
이러한 의존성으로 인해 일부 바이러스는 진화 전반에 걸쳐 숙주를 고수하여 숙주가 새로운 종으로 분기 될 때마다 약간 조정을 수행하여 공동 다이버 런스라고 불리는 과정입니다. 예를 들어, 인간과 침팬지는 B 형 간염 바이러스의 약간 다른 버전을 가지고 있는데,이 바이러스는 모두 4 백만 년 전에 공유 조상을 감염시킨 버전에서 돌연변이 될 수 있습니다.
.다른 옵션 인 종 교차 전송은 바이러스가 이전의 것과 거의 관련이없는 완전히 새로운 유형의 호스트로 뛰어들 때 발생합니다. 그런 종류의 바이러스 진화는 조류 독감, HIV, 에볼라 열병 및 SAR과 같은 심각한 신흥 질병과 관련이 있습니다. 그러한 질병의 극단적 인 독성을 감안할 때, 종교 간 전염의 명백한 희귀 성은 운이 좋았습니다.
그러나 최근 호주의 연구원들이 수천 개의 다양한 바이러스의 장기 진화에 대한 첫 번째 연구를 수행했을 때, 그들은 놀라운 결론에 도달했습니다. 종교 간 전파는 누구나 실현 한 것보다 더 중요하고 빈번했습니다. 종들 사이의 점프는 바이러스에서 가장 큰 진화론 적 혁신을 주도했습니다. 한편, 공동 발산은 가정 된 것보다 덜 일반적이며 대부분 점진적인 변화를 일으켰습니다.
샌프란시스코 주립 대학의 진화 생물 학자이자이 연구에 관여하지 않은 조교수 인 Pleuni Pennings는“그들은 공동 다이버 런스가 규칙보다는 예외라는 것을 설득력있게 보여 주었다.
이 발견이 반드시, 종교 간 전파로 인한 신흥 질병이 의학 과학보다 더 심각하거나 임박한 위협이라는 것을 의미하지는 않습니다. 그러나 바이러스 진화의 역학이 놀랍게도 복잡 할 수 있음을 보여줍니다. 과학자들이 바이러스가 새로운 호스트로 얼마나 자주 이동할 수 있는지 과소 평가했다면, 어떤 바이러스가 가장 프라이밍되는지 이해하는 것이 우선 순위가 높아집니다.
종교 간 점프가 바이러스 진화에 큰 영향을 미치지 않을 것 같지 않은 이유는 부족하지 않습니다. 새로운 숙주 종으로 성공적으로 뛰어 넘는 바이러스에 대한 확률은 강력합니다. 바이러스가 숙주의 유전자 물질을 조작하고 스스로 복제 할 수 없다면, 이것이 끝입니다. 바이러스는 수십 년 이상에 걸쳐 새로운 숙주를 감염 시키려고 여러 번 시도하여 적절한 돌연변이를 축적하여 마침내 스스로를 확립하고 복제하고 확산시키기 전에 적절한 돌연변이를 축적해야 할 수도 있습니다.
.예를 들어, 지난 봄, 콜로라도 주립 대학의 비교 의학 교수 인 Susan Vandewoude가 이끄는 자연 주의자 및 생물 의학 연구원 팀은 불완전한 종교 간 전환으로 보이는 예를보고했습니다. VandeWoude 연구는 산 사자와 밥캣에서 HIV를 포함하는 레트로 바이러스 유형 인 렌티 바이러스를 연구합니다. 그녀와 그녀의 팀은 캘리포니아와 플로리다의 Mountain Lions에서 특정 Bobcat Lentivirus를 계속 찾았습니다. 그러나 매번 유전 적 증거는 바이러스가 산 사자가 감염된 밥캣 (예 :먹는 것)에 대한 노출에서 나온 것으로 나타 났으며, 다른 감염된 산 사자가 지나가는 것으로 나타났습니다. 산 사자의 바이러스 부하도 낮았으며, 이는 바이러스가 복제하기 위해 고군분투하고 있음을 의미합니다.
요컨대, 바이러스는 새로운 고양이 호스트에 들어가고 있었지만, 그 신체 환경을 클릭하면 스스로를 확립하기에 충분히 클릭하지 않았습니다. Vandewoude는“여러 전송 사건에서는 새로운 바이러스가 현재 산 사자에서 복제되고 있다는 증거는 없었습니다. (반대로 VandeWoude의 팀은 밥캣 바이러스의 형태가 플로리다 팬더 스로 뛰어 들었다는 것을 발견했습니다. 플로리다 팬더 스 (Florida Panthers)가 그들에게 적응 한 변형을 통과했습니다.) 고양이 종들 사이의 전송이 너무 빈번하다는 점을 감안할 때, 렌티 바이러스는 산자 라이온스를 습관적으로 찾기에 충분히 돌연변이 할 수 있지만 지금까지는 많은 기회에도 불구하고 발생하지 않았습니다.
.더욱이 바이러스가 한 종에서 다른 종으로 성공적으로 도약 할 때, 그들은 자신의 성공의 희생자가 될 수 있습니다. 특히 소규모의 고립 된 인구에서 (새로운 종이 시작된 수), 매우 악성 바이러스는 이용 가능한 숙주의 공급을 빠르게 소진하고 스스로 태워 질 수 있습니다.
그러므로 바이러스 학자들이 부종 간 점프가 장기적으로 많이 발생하더라도 바이러스와 그 숙주의 공동 분산이 표준을 나타낼 것이라고 가정하는 것은 안전 해 보였다. 그러나 해당 위치를 지원하는 실제 데이터는 드물었습니다. Pennings는“완벽한 공동 분배에 대한 아이디어는 당신이 배우는 것들 중 하나이지만, 좋은 예를 찾으려고한다면 정말 드물다”고 Pennings는 말했다.
시드니 대학교의 생물학 교수 인 에드워드 홈즈 (Edward Holmes)와 그의 호주 동료들은이 미스터리를 직면하기로 결정했습니다. 바이러스 게놈 데이터를 사용하여, 이들은 19 개의 주요 바이러스 패밀리의 진화 역사를 재구성했으며, 각각은 포유 동물에서 물고기, 식물에 이르기까지 다양한 숙주에서 발견 된 23 ~ 142 개의 바이러스 사이를 포함했습니다. 그들은 바이러스 패밀리와 그 숙주 종 모두에 대한 계통 발생 학적 또는 진화 적 나무를 만들어 비교했습니다. 그들은 바이러스가 호스트와 크게 공동으로 공동으로 전달되어 그와 함께 진화한다면 바이러스의 계통 발생 나무는 호스트와 비슷해야한다고 추론했습니다. 바이러스의 조상 버전은 호스트의 조상을 감염시켜야합니다. 그러나 바이러스가 종 사이에서 점프하면 숙주와 바이러스의 나무가 다르게 보일 것입니다. 얼마나 많은 부교수 점프가 만들어 졌는지에 달려 있습니다.
PLOS 병원체 에 발표 된 그들의 연구 , 19 개의 바이러스 패밀리 모두에 대해 종교 간 전송이 일반적이라고보고했습니다. 홈즈에 따르면, 그는 그들이 본 모든 바이러스 가족이 종들 사이에서 뛰어 내렸다는 사실에 놀라지 않았지만, 역사에서 한 번도 한 번에 놀랐습니다. "그들은 모두하고있다"고 말했다. “매우 특별합니다.”
연구자들이 왜 종교 간 부교수의 중요성이 바이러스 진화로 더 빨리 점프하지 않았다는 것을 인식하지 못한 이유에 관해서, Holmes는 이전 계통 발생 학적 연구가 종종 짧은 시간 동안 비교적 적은 수의 숙주와 바이러스를 보면서 너무 좁은 견해를 취했다고 설명했다. 10 년 또는 20 년이 넘으면 종교 간 점수를 얻지 못할 수 있습니다. Holmes는“백만 명이 넘는 것은 분명히 할 것입니다
Queens College의 생물학 부교수 인 John Dennehy는“그들의 새로운 접근법은 호스트와 바이러스 사이의 장기 연관성을 살펴보기위한 프레임 워크를 제공한다”고 말했다.
Holmes와 그의 동료들에게, 종교 간 전파가 어떻게 그리고 왜 전염이 발생하는지에 대한 통찰력은 RNA 바이러스 (RNA를 유전자 물질로 사용하는)를 DNA 바이러스 (DNA를 사용하는)보다 훨씬 더 자주 점프하는 것처럼 보인다는 관찰에서 나왔습니다. VandeWoude는“아마도 돌연변이 비율이 높기 때문일 것입니다. RNA 바이러스의 경우, 일반적으로 더 작은 게놈과 더 높은 돌연변이 속도의 조합은 새로운 숙주 환경에 적응할 가능성이 높아집니다.
Holmes는 RNA와 DNA 바이러스의 다양한 생명력에 대한 추세를 핀으로합니다. RNA 바이러스 감염은 종종 급성이지만 일시적이며 독감이나 감기와 마찬가지로 비교적 짧은 시간에오고 나옵니다. 이러한 일시적인 것은 바이러스가 분기 숙주 종의 일부가 될 수있는 기회를 놓칠 수 있음을 의미합니다. 홈즈는“급성 바이러스라면 며칠 또는 몇 주 동안 만 영향을 미칩니다. “공동 다이버 런스는 평균적으로하기가 매우 어렵습니다. 당신은 충분히 길지 않습니다.”
대조적으로, DNA 바이러스 감염은 종종 만성적이다. 호스트 개체수의 일부가 새로운 종이되기 위해 파열되면 더 많은 인구가 감염되기 때문에 바이러스를 가져올 가능성이 높습니다. 이는 바이러스가 새로운 호스트와 공동 분산 될 수있는 기회를 증가시킵니다.
호스트의 삶의 방식은 또한 바이러스 전염과 공동 다이버 런스와 종간 점프의 역할을 수행합니다. Holmes는“우리는 호스트 인구 규모와 밀도가 얼마나 많은 바이러스를 가지고 있는지를 지시하는 데 정말로 중요하다는 것을 알고 있습니다. 그는 박쥐를 예를 들어 사용했습니다. 박쥐는 많은 다른 바이러스를 가지고 다니는 데 어려움을 겪고 있지만, 적어도 부분적으로“많은 박쥐가 있기 때문”입니다. 이러한 인구가 많으면 바이러스를 수축 할 가능성이 높습니다. Holmes는“매우 간단한 생태의 규칙은 호스트가 많을수록 더 많은 호스트가있을 수 있다는 것입니다. "바이러스가 감수성 숙주를 찾을 가능성이 높습니다."
1975 과학 Yale University의 Francis L. Black의 논문은 호스트의 인구 역학에 의해 인간 질병이 어떤 영향을 받는지에 대한 통찰력을 제공했습니다. 연구원들은 상당히 고립 된 소규모 원주민 아마니아 사람들을 살펴보면서 만성 바이러스 감염을 종종 감지 할 수는 있지만 급성 감염이 크게 결여된다는 것을 발견했습니다. 격리는 부족을 새로운 바이러스로부터 보호했습니다. 그들이 급성이라면 들어온 몇 가지 바이러스는 작은 부족을 통해 빠르게 일하고 죽었다. 이를 유지하기 위해 많은 호스트가 없으면 바이러스가 빨리 사라졌습니다.
새로운 질병의 위험
종종 전파가 발생했다는 발견은 너무나 신흥 질병과의 관계를 감안할 때 종종 걱정스러워 보일 수 있습니다. 과거에 많은 점프가 발생했을 때, 미래는 더 똑같이 유지됩니까?
반드시 그런 것은 아닙니다. Pennings는“역사적 점프 율이 미래를 반드시 예측할 필요는 없다”고 말했다. 오늘날 우리가 사는 방식은 몇 세기 전에 인간이 살았던 방식과는 매우 다릅니다.
인간은 많은 바이러스를 가지고 있습니다. 우리는 또한 많은 인구를 가지고 있으며, 엄청나게 모바일이므로, 바이러스를 새롭고 감수성있는 호스트에게 아주 쉽게 가져옵니다. Vandewoude는“우리는 모든 종류의 행동을 가지고있어 모든 종류의 일에 위험을 초래할 수있는 모든 종류의 행동이 있습니다. 왜냐하면 우리는 아마도 우리가하지 말아야 할 곳에서 찌르고, 많은 위험을 감수하고, 먹지 말아야 할 것을 먹는 것을 좋아하기 때문입니다. "우리는 아마도 최악의 범죄자 일 것입니다. 아마도 우리가 너무 많은 미친 일을하기 때문에 종 교차 전파의 가장 큰 목표 일 것입니다."
.그리고 그 미친 일을하는 것은 종종 우리가 다른 종에 부딪 치게됩니다. 우리가 더 많이할수록, 우리가 새로운 바이러스에 더 많이 드러나고, 우리를 가장 큰 위험에 처하게하는 종은 우리가 가장 상호 작용하는 것입니다. Pennings는“우리는 호랑이보다 쥐에게서 무언가를 얻을 가능성이 더 높습니다.
그러나 바이러스 진화 역사에 대한 추가 연구는 과학자들이 새로운 감염의 원천으로 더 많은 관심을 기울여야하는 종이 있는지 알아내는 데 도움이 될 수 있습니다. (전염병 학자들은 이미 조류 독감에 대한 두려움 때문에 가금류에서 인간으로 전달 될 위험이있는 바이러스를 면밀히 모니터링합니다.) 아마도 식물, 생선 및 포유류의 바이러스는 인간에게 똑같이 위험 할 수 있습니다.
홈즈는 다른 견해를 가지고 있습니다. "나는 예측이 어떤 식 으로든 실행 가능하다고 생각하지 않는다"고 그는 말했다. "왜 그렇게 된 이유를 이해하지만, 우리가 발견하고있는 새로운 바이러스의 수많은 바이러스에서 얻을 수 있다고 생각하는 것은 실행 가능하지 않다는 것입니다."
.운 좋게도 이제는 환경에서 추출한 게놈 정보에 대한 연구 인 메타 게놈의 성장으로 이러한 종류의 분석을 수행하는 것이 훨씬 쉽습니다. 이 연구에서 Holmes와 그의 동료들은 여러 가지 공개적으로 접근 가능한 데이터베이스에서 바이러스 성 게놈 서열을 가져 왔습니다. 그들은 바이러스의 물리적 샘플을 가질 필요가 없었으며,이 분야의 비교적 새로운 방향입니다. Holmes는“바이러스는 메타 게놈을 사용 하여이 질량 샘플링을 수행하여 무엇이 있는지 확인할 수있는 새로운 단계로 이동하고 있습니다.
Holmes는 또한 이제 바이러스에 대한 새로운 정보에 접근하기가 쉽기 때문에, 계통 발생적 나무가 자신과 그의 동료들이 만든 계통 발생 나무는 가까운 시일 내에 많은 변화를 가져올 것이라고 언급했습니다. "3 년 안에이 나무들은이 바이러스의 많은 새로운 샘플을 발견했기 때문에이 나무들은 훨씬 더 충만 할 것입니다."
