미 하버드대 3단계 패턴 실시간 추적 방법 고안
독감 바이러스의 삼 단계 세포 침입 경로가 밝혀져 항 바이러스물질 개발 등의 길이 열릴 전망이다.
독감(influenza) 바이러스는 세포에 침입하기 위해 엔도사이토시스(endocytosis)라는 세포 이물질 흡수과정을 이용한다. 독감 바이러스는 초기 엔도솜에서 말기 엔도솜으로 진행하기 전에 자신의 막을 엔도솜 막과 융합시켜 유전물질을 세포질로 탈출시킨다. 이 복잡한 과정이 일어나기 위해서는 초기 엔도솜에서 말기 엔도솜으로 넘어갈 때의 pH 변화가 필수적으로 요구된다.
하버드 대학의 Melike Lakadamyali를 비롯한 연구팀은 각 독감 바이러스들이 엔도사이토시스 경로를 통해 이동하는 과정을 실시간으로 추적하는 방법을 고안함으로써 바이러스의 침입 경로를 명확하게 밝혀내는 데 성공했다.
이 결과는 7월 14일자 Proceedings of the National Academy of Sciences에 “Visualizing infection of individual influenza viruses”라는 제목으로 발표됐다.
Lakadamyali의 연구팀은 지질에 녹는 형광물질로 바이러스에 표지를 하고 형광현미경을 이용하여 바이러스가 살아있는 세포에 침입하는 것을 개별적으로 관찰할 수 있었다고 한다. CHO 세포에 침입한 바이러스는 이전에 알려진 것처럼 핵막 바깥 부분까지 이동한 후에 말기 엔도솜 막과 융합하는 것으로 확인되었다는 것이다.
그러나 이번에 관찰된 바이러스의 침입 경로는 새로운 3단계 패턴을 보여주었다. 첫 단계에서 바이러스는 cytochalasin-D에 민감한 메커니즘을 통해 세포의 말단 부분을 천천히 통과하였고 두 번째로 cytochalasin-D에는 민감하지 않지만 다시 nocodazole에 민감한 메커니즘을 이용해 빠른 속도로 이동했으며 마지막으로 엔도솜과 융합하기 직전에 다시 속도가 느려졌다는 것이다.
이러한 발견들은 1단계가 액틴 의존성 과정이고, 2-3 단계는 미세소관 의존성 단계라는 것을 암시한다. 그들은 또한 pH에 민감한 CypHer5 형광물질과 pH에 민감하지 않은 Cy3 형광물질을 동시에 사용하여 바이러스 움직임과 pH 변화를 동시에 추적한 결과 pH6으로 낮아지는 첫 번째 산성화 과정은 빠른 속도로 이동하는 2단계 이후에 발생하였다고 한다.
이는 지금까지 초기 엔도솜에서 첫 번째 산성화가 일어난다고 알려진 것과는 다른 결과이다.
이번 연구결과는 바이러스 침입 경로를 상세하게 보여줌으로써 항바이러스 물질 개발뿐만 아니라 유전자 치료용 전달체 개발에도 도움을 주게 될 것이라는 전망이다.
(KISTI 해외기술정보)