미지의 세계 ‘심해’의 새로운 사실…200종 거대 바이러스가 지구 생태계를 조절한다 [와우! 과학]

작성일 07-25

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 [서울신문 나우뉴스]
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 <img alt="단세포 광합성 조류(algae)에서 빠져나오는 거대 바이러스(육각형 형태 물질)를 COPILOT을 이용해 컬러링한 사진. Credit Grieg Steward, Ph.D. University of Hawaii at Manoa" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/25/seoul/20250725184705234sksp.jpg" data-org-width="660" dmcf-mid="HknO7ue7lU" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/25/seoul/20250725184705234sksp.jpg" width="658">
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 단세포 광합성 조류(algae)에서 빠져나오는 거대 바이러스(육각형 형태 물질)를 COPILOT을 이용해 컬러링한 사진. Credit Grieg Steward, Ph.D. University of Hawaii at Manoa
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 우리가 사는 지구는 여전히 수많은 미스터리로 가득하다. 특히 지구 표면의 70% 이상을 차지하는 바다, 그중에서도 심해는 압도적인 수압과 빛 한 줄기 없는 어둠 때문에 지금도 미지의 영역으로 남아있다. 우주 탐사에 쏟아붓는 노력에 비해 심해에 대한 지식은 아직도 걸음마 수준에 불과하다. 하지만 최근 미지의 심해에서 지구 생명체의 숨겨진 비밀을 밝혀줄 놀라운 사실을 발견했다.
 메타 유전체 분석, 미생물의 숨통을 엿보다
 미국 마이애미대학 벤저민 민치 박사 연구팀은 바닷속에 존재하지만 눈에 보이지 않는 미지의 생명체를 연구하고자 혁신적 접근 방식을 택했다. 생물체 자체를 직접 포획하는 대신 바닷물 속에 남겨진 유전자 조각을 분석하는 메타 유전체 분석(metagenome analysis) 기술을 활용한 것이다. 이 기술은 하나의 샘플에서 다수의 생명체가 지닌 유전자를 한꺼번에 분석해 카메라나 그물로 쉽게 잡을 수 없는 미세한 생명체까지 한 번에 파악할 수 있도록 해준다.
 연구팀은 특히 최신 메타 유전체 분석 도구인 BEREN(Bioinformatic tool for Eukaryotic virus Recovery from Environmental metageNomes)을 사용해 전 세계 9곳의 바닷물 샘플을 정밀 분석했다. 그 결과는 예상치를 훨씬 뛰어넘는 것이었다. 무려 230종에 달하는 거대 바이러스 유전자가 발견됐으며 이 가운데 200종 이상이 학계에 처음 보고된 신종으로 확인됐다.
 거대 바이러스: 생물과 무생물의 경계를 넘나드는 존재
 일반적으로 바이러스는 단순한 DNA나 RNA를 담고 있는 단백질 덩어리로, 숙주 세포에 감염돼 자신을 복제하는 것이 유일한 목표인 입자로 알려져 있다. 숙주에 감염되지 않은 상태에서는 아무런 생명 활동도 하지 않기 때문에 생물과 무생물의 경계에 있는 존재로 여겨지곤 한다.
 하지만 최근 그 존재가 확인된 거대 바이러스는 이러한 통념을 깨는 존재다. 이들은 바이러스라고 하기에는 너무 크고 복잡하지만, 세균이라고 하기에도 부족한 것이 많다. 다만 평소에는 생명 활동을 하지 않고 숙주를 이용해서만 번식할 수 있다는 점에서 바이러스로 분류하는 데 별 이견이 없다. 그동안 발견된 거대 바이러스는 대개 토양에서 아메바 같은 숙주를 감염시키는 바이러스였다.
 해양 생태계 숨은 조절자: 단세포 조류를 감염시키는 신종 거대 바이러스
 이번에 대거 발견된 신종 거대 바이러스들은 기존에 알려진 거대 바이러스와는 다른 특성을 보였다. 이들은 광합성을 하는 단세포 조류(algae)에 감염되는 것으로 밝혀졌다. 단세포 조류는 해양 생태계에서 매우 중요한 역할을 하는 일차 생산자이며, 지구 전체의 산소 공급에도 지대한 영향을 미친다.
 연구팀은 이번 발견을 통해 이들 거대 바이러스가 해양 생태계, 나아가 지구 생태계 전체에 영향을 미치는 단세포 조류의 개체 수를 조절하는 역할을 할 것으로 분석했다. 이는 우리가 이전에 생각했던 것보다 거대 바이러스의 종류가 훨씬 다양하고 숫자도 많으며, 지구 생태계에서 예상보다 훨씬 큰 역할을 하고 있음을 시사한다.
 우리 속담에 ‘등잔 밑이 어둡다’는 말이 있다. 이번 연구는 우리가 살고 있는 지구의 바다 밑이 얼마나 많은 미지의 비밀을 간직하고 있었는지 극명하게 보여준다. 심해에 대한 지속적인 연구를 통해 우리는 지구 생명체의 복잡하고 경이로운 상호작용을 더욱 깊이 이해할 것이다. 과연 깊고 어두운 바닷속은 어떤 놀라운 비밀들을 우리에게 보여줄까.
 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
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