인간을 감염시킬 가능성이 있는 동물 바이러스에 대한 새로운 발견

인간을 감염시킬 가능성이 있는 동물 바이러스를 연구하는 과학자들은 아르테리바이러스라는 유기체 계열의 확산을 가능하게 하는 중요한 단백질을 발견했습니다.

새로운 연구에서 연구자들은 포유류에서 동맥바이러스를 숙주 세포로 받아들여 감염을 시작하는 단백질을 확인했습니다. 또한 이 팀은 이 단백질에 결합하는 기존의 단일클론 항체가 세포를 바이러스 감염으로부터 보호한다는 사실도 발견했습니다.

아르테리바이러스는 자연 숙주 역할을 하는 전 세계의 다양한 포유류(예: 영장류, 돼지, 말)에서 널리 유행하지만 지금까지 인간에게서는 발견되지 않았습니다.

연구진의 목표는 동맥바이러스 감염 메커니즘을 더 잘 이해하여 인간의 감염 위험이 얼마나 높은지 파악하고 앞으로 감염이 급증하는 경우 어떤 준비가 필요한지 파악하는 것입니다.

"사람을 감염시키는 동맥바이러스가 알려진 적이 없기 때문에 우리는 본질적으로 면역학적으로 순진하며, 기존 면역에 의존할 수 없다는 점을 고려하는 것이 중요합니다." 오하이오 주립 대학의 수의학 생명과학 조교수이자 공동 주저자인 코디 워런의 말입니다.

워런은 위스콘신-매디슨 대학의 병리학 및 실험실 의학 조교수인 애덤 베일리와 공동으로 연구를 주도했습니다. 이 연구는 최근 Nature Communications 에 게재되었습니다.

동맥바이러스의 자연 숙주 중에는 질병의 징후가 없는 경우가 많지만, 돼지를 감염시키는 바이러스는 폐렴을 일으킬 수 있으며, 임신한 돼지에게 유산을 일으킬 수도 있고, 다른 균주는 동물 숙주를 바꿀 때 출혈열이나 뇌염을 일으킬 수도 있습니다.

이러한 바이러스는 또한 장기간 감염을 유지하고 새로운 숙주를 찾으면 더욱 독성이 강해지는 특이한 능력을 가지고 있습니다. 이를 통해 바이러스는 진화하고 전염 가능성을 높일 시간을 벌 수 있습니다.

연구팀은 포유류에서 동맥바이러스가 숙주 세포에 침입하여 스스로를 복제하는 수용체로 사용하는 단백질을 찾기로 했습니다. 베일리는 게놈 전체 CRISPR-녹아웃 스크리닝 기술을 사용하여 파괴되면 세포가 바이러스 감염에 저항성을 갖게 하는 특정 유전자를 식별했습니다. 그런 다음 이러한 유전자는 바이러스 감염 과정에 필수적인 것으로 간주됩니다. 편견 없는 스크리닝은 단백질 생성물이 함께 모여 세포 표면에 발현되는 FcRn 수용체(신생아 Fc 수용체)를 형성하는 두 개의 유전자 FCGRT 와 B2M을 식별 했습니다.

FcRn 수용체 분자는 항체를 태반을 거쳐 태아에게 전달하는 특정 역할을 하지만, 면역 세포와 혈관 벽을 형성하는 세포에도 존재합니다. 둘 다 동맥 바이러스의 표적이 됩니다.

이 연구 결과에 따르면 FcRn은 원숭이, 돼지, 말을 각각 감염시키는 최소 5가지 동맥바이러스가 숙주 세포로 유입되는 데 사용된다는 것이 밝혀졌습니다. 이 5가지 동맥바이러스에는 세 가지 다른 종류의 원숭이 동맥바이러스, 돼지 생식 및 호흡기 증후군 바이러스 2(PRRSV-2) 및 말 동맥염 바이러스(EAV)가 있습니다.

FcRn 복합체의 주요 구성 요소인 FCGRT 유전자를 숙주 세포에서 제거하면 바이러스 감염이 차단되고, FcRn에 대한 단일 클론 항체로 세포를 사전 처리하면 감염으로부터 보호됩니다.

이 이야기에는 유전적 측면도 있습니다. 일부 포유류 숙주는 종 특이적 FcRn 서열의 차이로 인해 아르테리바이러스 감염에 덜 취약했습니다. 이는 어떤 경우에 이 단백질이 종 간 감염에 대한 장벽 역할을 한다는 것을 의미합니다.

"침팬지와 인간은 거의 모두 같은 유전자를 가지고 있지만, 그 유전자의 서열은 약간 다릅니다." 베일리는 말했다. "모든 포유류는 FcRn 수용체를 가지고 있지만, 주어진 동맥바이러스 감염을 지지하는 능력은 다를 수 있습니다."

CRISPR 스크린을 통해 또 다른 표면 단백질인 CD163을 인코딩하는 유전자도 식별되었습니다. 워런과 그의 동료들은 이 유전자가 원숭이 출혈열 바이러스(SHFV)라는 동맥바이러스가 세포를 감염시키는 게이트키퍼 역할을 한다는 사실을 이전에 발견했습니다.

새로운 연구에서는 다양한 세포 유형에서 여러 바이러스 균주를 사용한 일련의 실험을 통해 CD163이 대부분의 동맥바이러스에 의한 감염에 역할을 하지만 단독으로 작용할 수는 없다는 사실을 보여주었습니다. FcRn과의 상호 작용 역시 숙주 세포의 동맥바이러스 감염을 촉진하는 데 중요합니다.

연구원들은 이러한 동맥바이러스 감염 단계를 설명한 것은 중요한 이정표라고 말했습니다.

"바이러스 생물학을 살펴보면, 우리가 이해할 수 있는 가장 중요한 것 중 하나는 진입 메커니즘입니다. 바이러스가 세포를 감염시키는 능력을 초기 바이러스-수용체 접촉을 방해함으로써 막을 수 있다면, 이제 잠재적인 치료 전략이 있는 것입니다." 워런이 말했습니다.

그러한 "방해 물질" 중 하나가 수용체를 차단할 수 있습니다. 즉, 기존의 단일 클론 항체가 세포 내에서 바이러스 감염을 막을 수 있다는 것을 보여주는 것은 전염병 이전의 대비책을 통해 바이러스를 조사하는 과학자들에게도 도움이 됩니다.

"이런 바이러스 중 하나가 인간에게 나타난다면, 우리는 큰 곤경에 처할 것이라고 생각합니다." 베일리는 말했습니다. "그래서 그것이 제게 동기를 부여하는 것입니다."

이 연구는 미국 국립보건원 보조금, 위스콘신-매디슨 대학 창업 기금, G. Harold와 Leila Y. Mathers 재단, Burroughs Wellcome Fund 감염병 병인학 프로그램의 지원을 받았습니다.

공동 저자로는 UW-Madison의 Teressa Shaw, Kylie Nennig, Xueer Qiu, Devon Klipsic 및 Igor Slukvin이 있습니다. 오하이오 주의 Devra Huey, Makky Mousa-Makky, Jared Compaleo, Fei Jiang 및 Haichang Li; 스탠포드 대학의 Aadit Shah; 일리노이 대학교 어바나-샴페인 캠퍼스의 Raymond Rowland; 그리고 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학교의 Meagan Sullender와 Megan Baldridge가 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241031130355.htm