조사를 위한 첫 번째 연구, '바이로보리'의 효과 입증

단 하루 만에 단일 연못의 잔잔한 물에서 백만 개의 바이러스 입자가 미세한 털 또는 섬모로 알려진 단세포 유기체에 들어갈 수 있습니다.

지난 3년 동안 University of Nebraska-Lincoln의 John DeLong은 조류를 뒤집을 수 있는 잠재적인 비밀을 발견하느라 바빴습니다. 바이러스 입자는 감염의 원천일 뿐만 아니라 영양의 원천이기도 합니다.

Pac-Man에 걸맞은 전환점에서 DeLong과 그의 동료들은 다음과 같은 종을 발견했습니다. 할테리아 전 세계적으로 민물에 서식하는 미세한 섬모는 수생 서식지를 공유하는 엄청난 수의 감염성 클로로바이러스를 먹을 수 있습니다. 처음으로 팀의 실험실 실험은 또한 팀이 “바이러스”라고 부르는 바이러스 전용 식단이 유기체의 생리학적 성장과 심지어 인구 성장을 촉진하기에 충분하다는 것을 보여주었습니다.

Nebraska의 James Van Etten이 경력을 정의한 발견인 Chloroviruses는 미세한 녹조류를 감염시키는 것으로 알려져 있습니다. 결국 침입한 클로로바이러스는 단세포 숙주를 풍선처럼 터뜨려 탄소와 기타 생명 유지 요소를 탁 트인 물에 쏟았습니다. 그 작은 생물체의 포식자에게 갔을 수도 있는 그 탄소는 대신 다른 미생물에 의해 진공 청소기로 빨아들여집니다. 축소된 암울한 재활용 프로그램, 겉보기에는 영구적인 것 같습니다.

네브래스카의 생물학과 부교수인 DeLong은 “그것은 실제로 이런 종류의 미생물 수프 층에서 탄소를 억제하여 풀을 뜯는 사람들이 먹이 사슬에서 에너지를 섭취하지 못하게 하는 것”이라고 말했습니다.

그러나 섬모가 저녁 식사를 위해 동일한 바이러스를 가지고 있다면 virovory는 바이러스가 영속시키는 것으로 알려진 탄소 재활용을 상쇄할 수 있습니다. DeLong은 바이러스가 먹이 사슬의 찌꺼기에서 탄소가 탈출하는 것을 돕고 방조하여 바이러스가 억제할 수 있는 상향 이동성을 부여할 수 있다고 DeLong은 말했습니다.

“얼마나 많은 바이러스가 있고, 얼마나 많은 섬모가 있고, 얼마나 많은 물이 있는지에 대한 대략적인 추정치를 곱하면 엄청난 양의 에너지 이동(먹이 사슬 위로)이 나옵니다.”라고 DeLong은 말했습니다. 작은 연못의 섬모는 하루에 10조 개의 바이러스를 먹을 수 있습니다. “이것이 우리가 생각하는 규모로 발생한다면 전 세계 탄소 순환에 대한 우리의 관점을 완전히 바꿔야 합니다.”

‘아무도 눈치채지 못했다’

DeLong은 이미 클로로바이러스가 먹이 그물에 얽히는 방식에 대해 잘 알고 있었습니다. 2016년에 생태학자는 Van Etten 및 바이러스 학자 David Dunigan과 협력하여 클로로바이러스가 조류에 접근할 수 있음을 보여주었습니다. 짚신작은 갑각류가 먹을 때만 짚신 새로 노출된 조류를 배설합니다.

그 발견은 DeLong을 바이러스에 대해 생각하고 연구할 때 “다른 헤드스페이스”에 놓이게 했습니다. 물에 바이러스와 미생물이 엄청나게 많다는 점을 감안할 때, 그는 감염을 제쳐두고 전자가 때때로 후자 안에 들어가는 것이 불가피하다고 생각했습니다.

“모든 것이 항상 입에 바이러스를 가지고 있어야 한다는 것이 명백해 보였습니다.”라고 그는 말했습니다. “물속에 너무 많은 것이 있기 때문에 그런 일이 일어나야만 하는 것 같았습니다.”

그래서 DeLong은 바이러스를 먹는 수생 생물에 대한 연구와 이상적으로는 바이러스를 먹었을 때 무슨 일이 일어났는지에 대한 연구를 표면화하기 위해 연구 문헌에 뛰어들었습니다. 그는 귀중한 작은 것으로 나타났습니다. 1980년대의 한 연구에서는 단세포 원생생물이 바이러스를 섭취할 수 있다고 보고했지만 더 이상 조사하지 않았습니다. 나중에 스위스에서 나온 소수의 논문은 원생생물이 폐수에서 바이러스를 제거하는 것 같다는 것을 보여주었습니다.

DeLong은 “그게 다였다”고 말했다.

미생물이 속한 먹이 사슬이나 생태계는 말할 것도 없고 미생물 자체에 미칠 잠재적인 결과에 대해서는 아무 것도 없었습니다. 그것은 바이러스가 탄소뿐만 아니라 생명의 다른 기본적 초석 위에 만들어졌다는 것을 알고 있던 DeLong을 놀라게 했습니다. 그들은 적어도 가설적으로는 정크 푸드가 아니 었습니다.

“핵산, 많은 양의 질소 및 인과 같은 정말 좋은 물질로 구성되어 있습니다.”라고 그는 말했습니다. “모두가 먹고 싶어해야 합니다.

“너무 많은 것들이 손에 잡히는 것은 무엇이든 먹을 것입니다. 확실히 누군가는 이 정말 좋은 원료를 먹는 방법을 배웠을 것입니다.”

포식자-피식자 역학을 설명하기 위해 수학을 사용하는 데 많은 시간을 보내는 생태학자로서 DeLong은 자신의 가설을 조사하는 방법을 완전히 확신하지 못했습니다. 결국 그는 단순하게 유지하기로 결정했습니다. 첫째, 자원 봉사자가 필요합니다. 그는 가까운 연못으로 차를 몰고 가서 물 샘플을 채취했습니다. 연구실로 돌아와서 그는 종에 관계없이 관리할 수 있는 모든 미생물을 물방울로 모았습니다. 마지막으로 그는 넉넉한 양의 클로로바이러스를 추가했습니다.

24시간 후 DeLong은 어떤 종이든 클로로바이러스 회사를 즐기고 있는 것 같은 징후를 찾기 위해 방울을 검색했습니다. 심지어 한 종도 바이러스를 간식보다 위협으로 취급하지 않았습니다. ~ 안에 할테리아그는 그것을 찾았습니다.

DeLong은 섬모에 대해 “처음에는 섬모가 더 많다는 제안에 불과했습니다.”라고 말했습니다. “그러나 그들은 실제로 피펫 팁으로 일부를 잡고 깨끗한 한 방울에 넣고 셀 수 있을 만큼 충분히 컸습니다.”

클로로바이러스의 수는 불과 이틀 만에 100배나 급감했습니다. 인구 할테리아바이러스 외에는 먹을 것이 없는 상태에서 같은 기간 동안 평균 약 15배 더 커졌습니다. 할테리아 한편 클로로바이러스가 없는 개체는 전혀 자라지 않았습니다.

확인하려면 할테리아 실제로 바이러스를 소비하고 있었기 때문에 팀은 바이러스를 섬모에 도입하기 전에 형광 녹색 염료로 클로로 바이러스 DNA의 일부를 태그했습니다. 아니나 다를까, 위의 섬모에 해당하는 액포가 곧 녹색으로 빛났습니다.

틀림없었다. 섬모가 바이러스를 먹고 있었다. 그리고 그 바이러스가 그들을 지탱하고 있었습니다.

“저는 공동저자들에게 전화를 걸었습니다. ‘그들은 성장했습니다! 우리가 해냈습니다!'” DeLong은 이번 연구 결과에 대해 말했으며, 이제 Proceedings of the National Academy of Sciences 저널에 자세히 설명되어 있습니다. “이렇게 근본적인 것을 처음으로 볼 수 있게 되어 매우 기쁩니다.”

DeLong은 완료되지 않았습니다. 그의 수학적 측면은 이 특정한 포식자-피식자 역학이 이상하게 보였지만 그가 연구하는 데 익숙한 보행 짝짓기와 공통점을 공유할 수 있는지 궁금했습니다.

그는 클로로바이러스의 감소와 할테리아. DeLong은 이러한 관계가 생태학자들이 관찰한 다른 미세한 사냥꾼들과 그들의 사냥 대상과 일반적으로 일치한다는 사실을 발견했습니다. 그만큼 할테리아 또한 소비된 클로로바이러스 질량의 약 17%를 자체의 새로운 질량으로 전환시켰습니다. 짚신 박테리아를 먹고 밀리미터 길이의 갑각류는 조류를 먹습니다. 섬모가 바이러스를 잡아먹는 속도와 그 크기의 약 10,000배 차이도 다른 수중 사례 연구와 일치합니다.

DeLong은 “이것이 이상한지 또는 적합한지 결정하려는 동기가 부여되었습니다.”라고 말했습니다. “이건 이상한 게 아니야. 단지 아무도 눈치채지 못했을 뿐이야.”

DeLong과 그의 동료들은 그 이후로 다음과 같은 다른 섬모를 확인했습니다. 할테리아, 바이러스만 먹어도 번식할 수 있습니다. 더 많이 발견할수록 야생에서 바이러스가 발생할 가능성이 높아집니다. 그것은 생태학자의 머리를 질문으로 가득 채우는 전망입니다. 먹이그물의 구조를 어떻게 형성할 수 있을까요? 그들 안에 있는 종의 진화와 다양성? 멸종 위기에 처한 그들의 회복력?

다시 말하지만 그는 단순하게 유지하기로 결정했습니다. 네브래스카의 겨울이 누그러지면 DeLong은 연못으로 돌아갈 것입니다.

“이제 우리는 이것이 자연에서 사실인지 알아보러 가야 합니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/12/221227103521.htm