코로나19 바이러스는 ‘진화’의 산물

진화 과정 추적해 신종 바이러스 뿌리 찾기 가능해

2020.03.19 11:02 이강봉 객원기자

 

코로나19 팬데믹 사태를 몰고 온 신종 코로나바이러스(SARS-CoV-2)가 자연 진화의 산물이라는 연구 결과가 발표됐다.

일부 과학자들이 주장한 것처럼 실험실이나 어떤 인위적인 상황에서 탄생한 바이러스가 아니라 진화 과정에서 자연선택에 의해 자연스럽게 발생한 결과라는 것.

연구팀은 또 ‘SARS-CoV-2’의 단백질 구조가 기존에 알려진 다수의 코로나바이러스와 큰 차이를 보였다고 말했다. 이는 어떤 유전공학이 독감 바이러스처럼 독자적으로 진화해왔다는 것을 말해주고 있다며, 그동안의 논란에 일침을 가했다.

코로나19 바이러스가 실험실이나 인위적인 상황에서 탄생한 바이러스가 아니라 진화 과정에서 자연선택에 의해 자연스럽게 발생한 것이라는 연구 결과가 발표됐다. 사진은 신종 바이러스의 표면. ⓒCDC

 

기존 코로나바이러스와 단백질 구조 달라

‘SARS-CoV-2’와 다른 코로나바이러스 간의 단백질 구조 비교 분석이 이루어진 것은 이번이 처음이다.

이번 연구에는 미국 스크립스 연구소, 컬럼비아 대학의 공중보건학부, 영국 에든버러 대학의 진화생물연구소, 호주 시드니 대학의 의과학부, 생명공학 회사인 잘겐 랩스(Zalgen Labs) 등이 공동 참여했다.

18일 ‘사이언스 데일리’에 따르면 공동연구팀은 그동안 ‘SARS-CoV-2’의 기본 골격을 구성하고 있는 단백질 구조를 해독해왔다.

 

연구 결과 ‘SARS-CoV-2’의 스파이크 단백질(spike protein)의 RBD(단백질수용체 결합영역)가 수용체 ‘ACE2’라 불리는 사람 세포 외벽 분자 특성을 효과적으로 공략해 침투할 수 있도록 진화했다는 점을 발견했다.

 

스파이크 단백질은 바이러스가 사람 세포 외벽에 침투하는데 핵심적인 역할을 하는 단백질이다. 연구진은 이 단백질의 구조분석을 통해 유전공학이 아니라 자연선택의 결과라는 결론을 내렸다.

이 같은 연구 결과는 실험실에서 기존 병원체(바이러스) 실험 중에 신종 바이러스가 생겨날 수 있었다는 일부 과학자들의 주장을 부정하는 것이다.

 

연구팀은 또 그동안 신종 바이러스의 근원으로 지목된 박쥐와 천산갑에 기생하고 있는 코로나바이러스와 단백질 구조를 비교 분석했다. 그리고 이들 바이러스들이 ‘SARS-CoV-2’와 유사하다는 것을 발견했다.

이는 이전에 추정했던 박쥐, 천산갑과 관련설을 어느 정도 인정하는 것이다. 연구 논문은 17일(현지 시간) ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 메디신(Nature Medicine)’에 게재됐다. 논문 제목은 ‘The proximal origin of SARS-CoV-2’이다.

 

진화적 관점에서 바이러스 뿌리 추적 가능해

영국 웰컴 트러스트 (Wellcome Trust)의 전염병 책임자인 조지 골딩 (Josie Golding) 박사는 “다국적 연구팀의 이번 연구결과가 매우 중요한 의미를 갖고 있다.”고 말했다.

무엇보다 세간에 떠돌고 있는 잘못된 가설과 추정들을 일소할 수 있다는 것. 특히 ‘SARS-CoV-2’와 관련해 의도된 세균전에 의한 실험실 유출설이 떠돌고 있었는데 이런 루머를 차단할 수 있게 됐다고 설명했다.

그러나 더 중요한 의미는 ‘SARS-CoV-2’가 진화의 산물이라는 연구 결과를 기반으로 그동안 알지 못했던 신종 코로나바이러스의 근원을 추적해나갈 수 있게 됐다는 점이다.

 

연구에 참여한 미국 스크립스 연구소(TSRI)의 면역학자이면서 미생물학자인 크리스티안 앤더슨(Kristian Andersen) 박사는 “신종 바이러스의 근원과 관련, 두 가지 가능한 시나리오를 생각할 수 있다.”고 말했다.

가설 중 하나는 이 바이러스가 다른 동물에 머물러 있는 과정에서 자연선택(natural selection)을 통해 사람을 숙주로 삼을 수 있을 정도로 진화했다는 것이다. 이런 사례는 과거 낙타(MERS)와 사향고양이(SARS)에서 발견되고 있다.

이 시나리오는 스파이크 단백질의 진화와 관련이 있다. 신종 바이러스의 단백질 구조 분석을 통해 사람에게 전염되기 전에 이미 사람에게 대항할 공격 능력을 갖췄으며, 지금처럼 빠른 속도로 퍼져나갈 수 있었다는 사실을 부분적으로 확인할 수 있었다.

 

또 다른 시나리오는 병을 유발할 수 없는 비병원성 바이러스가 동물을 숙주로 해서 사람에게 전염된 후 지금의 병원성 바이러스로 진화했다는 내용이다.

아시아, 아프리카에서 서식하는 아마딜로(armadillo), 천산갑이 유사한 사례로 이들 동물에 기생하고 있는 코로나바이러스는 ‘SARS-CoV-2’와 유사한 구조를 지니고 있는 것으로 나타나고 있다.

연구팀은 아마딜로, 천산갑을 숙주로 하고 있던 바이러스가 흰족제비나 사향고향이를 중간숙주로 해서 마지막으로 사람에게 전염됐을 가능성을 추정하고 있다.

스크립스 연구소의 크리스티안 앤더슨 박사는 “지금 상황에서 둘 중 하나의 시나리오를 선택하는 것이 매우 어려운 일”이라고 말했다. 그러나 “자연선택을 통해 진화한 것은 분명하다.”며, “향후 연구 결과를 통해 근거 자료를 보완해 나가겠다.”고 말했다.

 

• 이강봉 객원기자
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