최근 Nature Ecology & Evolution에 발표된 최신 과학 연구에 따르면 고대 해양 동물 말미잘은 인간과 다른 항바이러스 면역 전략을 가지고 있는 것으로 나타났습니다. 이번 발견은 동물계의 면역 체계의 다양성을 보여줄 뿐만 아니라 항바이러스 메커니즘의 진화에 대한 학계의 전통적인 견해에 도전합니다.
인간과 다른 척추동물에서 MAVS라는 단백질은 바이러스를 인식하고 면역 방어를 활성화하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 예루살렘 히브리대학교 박사과정 톤 샤로니(Ton Sharoni) 박사와 예후 모란(Yehu Moran) 교수 연구팀은 말미잘의 면역 체계를 분석하던 중 인간 MAVS와 구조적으로 매우 유사한 단백질을 발견하고 이를 CARDIB라고 명명했다.
처음에 연구자들은 CARDIB가 말미잘에서 MAVS와 유사한 역할을 수행하여 항바이러스 방어를 활성화할 수 있다고 추측했습니다. 그러나 실험 결과는 예상치 못한 것이었습니다. CARDIB의 기능은 MAVS의 기능과 완전히 반대였습니다. 정상적인 조건에서는 면역 반응을 억제하는 "브레이크" 역할을 합니다.
이 메커니즘의 역할을 더 자세히 조사하기 위해 연구자들은 CRISPR 유전자 편집 기술을 사용하여 말미잘에서 CARDIB 유전자를 삭제하고 이러한 유전자 변형 말미잘을 바이러스 환경에 노출했습니다. 그 결과 CARDIB를 잃은 말미잘은 바이러스 감염 조절 능력을 상실해 바이러스가 증식하고 체내 항바이러스 방어 메커니즘이 정상적으로 활성화되지 못하는 것으로 나타났다. 연구자들은 CARDIB가 일반적으로 면역체계를 억제하는 것처럼 보이지만 실제로는 말미잘이 항바이러스 반응을 효과적으로 유발할 수 있는 데 없어서는 안 될 핵심 연결고리라고 지적했습니다.
이 발견이 실험실 환경에 국한되었는지 테스트하기 위해 팀은 또한 유전자 변형 말미잘을 사우스캐롤라이나의 자연 하구 해역에 방출했습니다. 실제적이고 복잡한 자연 생태 환경에서 연구자들은 CARDIB가 부족한 말미잘이 일반 개체보다 더 많은 바이러스에 감염되었음을 다시 관찰했습니다. 이 실험은 이 독특하고 반직관적인 면역 경로가 자연에서 말미잘의 생존에 중요하다는 강력한 증거를 제공합니다.
이번 연구는 동물이 오랜 진화 과정에서 바이러스 위협에 대해 단일한 보편적 방어 시스템을 진화한 것이 아니라, 자신의 가지를 기반으로 다양한 분자 수준의 인식과 방어 전략을 발전시켜 왔음을 보여준다. 모란 교수는 인간과 말미잘 모두 바이러스로부터 방어할 필요가 있지만 진화는 이러한 방어를 완전히 다른 방식으로 조직했다고 말했습니다. 이번 연구는 종간 생물학적 연구의 중요성을 다시 한번 강조합니다. 과학자들은 전통적인 실험실 모델 종 외에 고대 유기체에 초점을 맞춤으로써 오랜 진화 역사에 숨겨진 생존의 신비를 더 많이 밝힐 수 있습니다.