거의 끓고 있는 산성 지옥의 화산 온천에 서식하는 변신 바이러스가 마침내 비밀을 포기했으며 새로운 종류의 약물과 백신을 만드는 데 사용될 수 있다.

화산 바이러스는 모양이 바뀌고 꼬리가 자랄 수 있으며 먹이를 잘 먹은 뱀처럼 부풀 수 있다. 기괴한 바이러스는 서로 미끄러질 수 있는 미끄러운 "기름진" 단백질 덕분에 이를 수행할 수 있다.

이것들은 바이러스가 모양을 바꿀 수 있게 할 뿐만 아니라 독성이 있는 산성 환경으로부터 DNA를 보호한다.

비슷한 힘을 가진 새로운 작은 분자를 만드는 방법을 보여주는 것 외에도 이러한 기름기 많은 단백질은 바이러스 진화를 설명하는 데 도움이 될 수 있다.

버지니아 의과대학 수석 연구원인 에드워드 에겔만(Edward Egelman)은 성명에서 "바이러스는 코로나19 팬데믹에서 볼 수 있듯이 인간의 건강에 큰 위협이 될 수 있다"고 말했다.

“따라서 바이러스가 어떻게 진화했는지 더 많이 이해하는 것이 중요하다. 그러나 우리는 또한 바이러스로부터 배울 수 있고 이러한 매우 단순한 구조에서 발견되는 원리를 기반으로 새로운 기술을 만들 수 있다.”

화산 온천에 서식하는 변신 바이러스가 마침내 비밀을 포기했으며 새로운 종류의 약물과 백신을 만드는 데 사용될 수 있다.

대부분의 바이러스는 수십억 년 간의 돌연변이와 자연 선택을 통해 막대 모양과 구 모양의 두 가지 기본 모양을 갖게 되었다. 그러나 얽힌 끈처럼 보이는 에볼라와 그 유사체와 같은 눈에 띄는 변종과 극한 환경에 사는 특이한 바이러스가 있다고 UVA는 말한다.

여기에는 거의 20년 동안 바이러스 학자들을 괴롭힌 화산 바이러스인 SMV1(Sulfolobus monocaudavirus 1)의 스핀들 또는 레몬 모양이 포함된다. 잔혹한 고향을 공유하는 미생물을 감염시킨 이 바이러스는 SMV1 공장으로 변모시켜 숙주 세포를 정상 크기의 20배까지 확장한 후 분해하고 새로운 바이러스를 방출한다.

SMV1이 모양을 변화시킬 수 있는 것을 발견하기 위해 연구원들은 원자 수준의 분해능을 허용하는 극저온 전자 현미경을 사용했다. Cell에 발표된 이 바이러스의 방법은 기름진 단백질에 달려 있다. 바이러스의 외막에 혼합된 소수성(물을 싫어함) 단백질은 7개의 미끄러운 단백질 가닥을 형성한다.

연구자들은 그들의 결과가 스핀들과 레몬 모양의 바이러스가 고대의 막대 모양의 조상으로부터 진화했음을 시사한다고 믿고 있다. 그 좁은 막대형 바이러스는 내부에 너무 많은 유전 물질만 들어갈 수 있으므로 더 많은 유전자를 내부에 맞추기 위해 바이러스는 레몬 모양으로 늘어나거나 부풀어 오를 수 있는 기름기 많은 단백질을 진화시켰다.

"우리의 결과는 나선형 어셈블리가 직경을 다양화하여 더 큰 게놈을 포장하기 위해 거의 구형이 되며 모든 방추형 바이러스가 고대의 막대형 바이러스에서 어떻게 진화했는지를 보여준다."라고 연구원들은 썼다.

더 강력한 약물 전달 시스템: 단백질은 크게 가용성 단백질 또는 막 단백질로 분류된다. 막 단백질은 이름 그대로 세포와 세포 소기관 주변의 막에서만 발견된다.

그러나 SMV1의 기름진 단백질은 그 틀을 깨뜨린다.

"우리가 보여준 것은 이 바이러스의 게놈을 둘러싸고 있는 단백질이 투명한 막 단백질이지만 바이러스에는 막이 없다는 것이다!"고 에겔만은 말한다.

단백질의 강도는 약물 및 백신 전달 수단에 유용할 수 있음을 의미한다.

"이것은 상상할 수 있는 가장 가혹한 환경에서 생존할 유사한 단백질을 사용하여 약물 전달 또는 기타 목적을 위한 시스템을 잠재적으로 설계하는 방법에 대한 새로운 통찰력을 제공한다"라고 에겔만은 말한다.