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영화 속 좀비 떼처럼 무서운 기세로 창궐하고 있는 코로나19 변이는 앞으로 어떻게 전개될 것인가. 이 책의 저자는 저명한 수의학 박사이자 현재 교토대학 바이러스 재생의학연구소 준교수다. 그는 코로나19 전염병이 퍼진 팬데믹 상황에 대해 사람들에게 닥칠 현실적인 문제들을 가감 없이 설명한다. 레트로바이러스를 중심으로 바이러스 연구에 34년간 종사해 오면서 코로나19 다음으로 새롭게 출현할 동물 바이러스는 무엇이 있는지를 교토대학의 강의를 통해 알기 쉽게 해설해준다. 그리고 바이러스란 도대체 무엇인지, DNA형 바이러스와 RNA형 바이러스, 그리고 mRNA는 어떻게 작동하는지, 사람에게 옮기는 동물계의 무서운 바이러스는 어떤 것이 있는지 등 독자들이 궁금해 할 만 한 내용들을 풍부한 전문지식을 통해 소개한다. 전 세계는 단계적 일상 회복을 통해 ‘위드 코로나(with Corona)’를 시도하지만 강력한 변이 바이러스 오미크론의 출현으로 또 다시 공포에 시달리고 있다. 하지만 이 책에서는 인간은 적어도 52 년 전부터 이미 코로나와 함께 해 왔다고 한다. 심지어 감기 코로나바이러스인 NL63은 훨씬 더 오래된 바이러스로 13세기경에 발생한 것으로 추측된다고 저자는 말한다. 13세기면 중세시대 무렵이다. 언론에서 너무 ‘신종 바이러스’, ‘미지의 바이러스’라고 대대적으로 보도하니까 코로나19 바이러스를 특별한 바이러스라고 착각하기 쉽지만 사실은 그렇게 특별하지 않다는 것이다.
또 저자는 생물의 진화에 큰 공헌을 하는 레트로바이러스에 대해서 언급하고 있다.
유전정보는 DNA→RNA→단백질 합성 순으로 복제가 이루어진다. 이것이 대원칙이고 이외 다른 흐름은 있을 수 없기 때문에 센트럴 도그마라고 부른다.
그런데 이 대원칙을 깬 것이 레트로바이러스라는 것이다. 포유류의 태반형성과 진화에 관여하는 레트로바이러스는 혈액세포나 점막세포에 감염을 일으켜서 RNA→DNA로 생체의 정보를 바꾸어 버리는 놀라운 힘을 갖고 있다고 한다.
변이를 일으키면 인간사회에 위협이 되는 여러 가지 놀라운 바이러스에 대해서도 소개하고 있다. 이 책이 다른 바이러스 관련 책보다 차별을 보이는 것은 단편적 지식의 나열이 아니고 보통 레벨의 학자에서는 도저히 쓸 수 없는 내용으로, 여느 방송 출연자의 형편이 좋은 것만을 말하는 자칭 전문가와 달리 저자의 학문적 깊이와 열정이 이 책에 고스란히 투영되고 있기 때문으로 보인다.

코로나19보다 더 무서운 바이러스가 나타난다.
도대체 코로나 바이러스란 무엇이고 왜 인간을 위협하는 걸까? 이러한 의문에 대해 이 책은 사람에게 감염시킬 수 있는 동물계의 위험한 바이러스나 코로나19보다 더 무서운 바이러스 등 변이를 통해 인간을 위협할 가능성이 있는 바이러스를 소개하고 있다.

그런데 필자는 많은 동물의 바이러스 중에는 변이를 일으켜 인간에게 감염될 경우 심각한 사태가 일어날 만큼 무서운 바이러스도 상당히 많이 존재한다고 말한다.
이 책은 고양이가 감염되면 설사 등의 증상이 발현되고 고양이에게 범백혈구 감소증을 일으키는 ‘고양이 파보바이러스’가 있는데 이는 감염력이 강하고 치사율이 높아 위험군에 속한다는 것이다.
중국에서는 고양이 파보바이러스가 변이를 일으켜 히말라야원숭이나 필리핀원숭이에게 감염돼 100마리 이상이 죽었고, 저자의 연구팀도 평소 이 파보바이러스를 다루고 있기 때문에 큰일이 일어날지 모른다는 생각으로 변이 바이러스를 입수해 연구하려 했지만 바이러스는커녕 정보조차 얻을 수 없었다고 한다.
왜냐하면 원숭이들이 감염된 시설이 중국 인민해방군 관련 시설이었기 때문이다. 어떤 변이가 일어나 고양이 종이 아닌 원숭이에게 감염이 일어났는지, 원숭이에게 감염된 바이러스가 인간에게 감염될 가능성은 없는지 등을 전혀 알 수 없다는 것이 이 책의 설명이다. 오로지 중국에서만 발견된 케이스라 자세히 연구하고 싶어도 할 수 없었고 결국 중국에서 논문이 한 편 나온 것으로 이 사태는 마무리됐다고 한다.
하지만 이 책에서는 고양이 파보바이러스가 고양이만이 아니라 영장류에 감염을 일으킬 수 있다는 것은 사실이기에 이 바이러스를 예의주시해야 한다고 한다.
원숭이와 같은 영장류가 감염된 케이스가 발견되면 인간도 감염될 수 있다는 생각을 가지고 특히 더 경계해야 한다는 것이다.

동물은 안전하지만 인간에게 위험한 바이러스
똑같은 면역결핍 바이러스에 감염되었어도 원숭이는 면역결핍이 일어나지 않는데 인간은 변역결핍이 일어나는 이유는 무엇일까. 그것은 원숭이가 원숭이 면역결핍 바이러스에 대한 저항 인자를 가지고 있기 때문이라는 것이다.
같은 면역결핍 바이러스라도 원숭이는 문제가 없지만 인간에게는 질병이 발생한다는 것이다. 신종 바이러스감염증은 대부분 이런 식이라는 거다. 바이러스가 원래 숙주에 존재하는 동안 아무런 증상도 일으키지 않고 숙주와 공존하다가 다른 종인 인간에게 감염되는 순간 강독성을 발휘한다는 것이 이 책 저자의 소견이다.

이 책을 읽다보면 동물계에는 인간에 병원체를 옮기는 무서운 바이러스들이 많이 있다는 것을 알게 된다. 노로 바이러스(Norovirus)와 사포 바이러스(Sapovirus)는 칼리시 바이러스과(Family Caliciviridae)에 속하는 바이러스로서 공기 중으로도 감염이 일어나기 때문에 상당히 무서운 바이러스에 속한다.
고교생도 충분히 이해할 수 있도록 알기 쉽게 해설한 한 권이다.

편집자의 말…………………………………………………………………………4

프롤로그 ………………………………………………………………………… 12
제 1 장 새롭게 출현할 가능성이 있는 동물계의 바이러스
신종 바이러스성 감염증은 예상치 못한 곳에서 시작된다…………………… 19
백혈병 원인 바이러스를 발견한 일본인………………………………………… 23
새로운 바이러스 출현에 대비하는 예측 바이러스학 ………………………… 26
코로나19보다 더 무서운 바이러스가 나타난다 ……………………………… 31
갑자기 피를 흘리며 죽어간 일본원숭이들 …………………………………… 33
왜 일본 원숭이만 죽었는가 …………………………………………………… 37
몸 속에 숨어 있는 바이러스 …………………………………………………… 38
동물은 안전하지만 인간은 위험한 바이러스 ………………………………… 40
동물계의 무서운 바이러스들 …………………………………………………… 42
치사율이 높은 진드기 매개 바이러스는 이미 확산 중 ……………………… 45
감염되면 물을 무서워하는 광견병 바이러스 …………………………………48
암이 공기로 전염되는 공포의 바이러스 ………………………………………50
위험한 바이러스인데도 연구는 전멸 …………………………………………52
이제는 ‘3차원 바이러스학(다차원 네오바이러스학)’의 시대…………………55
바이러스학의 차원을 바꾸는 기술 혁명 ………………………………………58

제2장 인간은 바이러스와 함께 살아간다


인간은 바이러스를 지닌 야생동물과 함께 살아간다 …………………………63
해마다 몇 개씩 발견되는 인간 신종 바이러스…………………………………65
바이러스는 왜 퍼지는 걸까? …………………………………………………67
바이러스가 발생하고 확산되는 13가지 요인 …………………………………70
암에 대항하면서 인간에게 도움을 주는 ‘유용한 바이러스’는 무엇인가 …75
현재 알려진 바이러스는 빙산의 일각 …………………………………………77

제3장 도대체 ‘바이러스’란 무엇인가

센트럴 도그마(단백질 합성 메커니즘)란 ……………………………………83
‘바이러스’란 무엇인가 …………………………………………………………86
DNA형 바이러스’와 ‘RNA형 바이러스’ ………………………………………88
바이러스는 세포보다 압도적으로 크기가 작다 ………………………………90
변화하는 바이러스의 정의 ……………………………………………………92
‘코로나-19 바이러스’는 어떤 바이러스인가 …………………………………95
‘코로나-19 바이러스’는 다수의 유전자를 가진 긴 게놈 배열의 바이러스…97
동물 세계의 메이저 바이러스, 코로나 …………………………………………99
‘코로나19 바이러스’의 원래 숙주는 관박쥐 ………………………………101
개발도상국에 코로나 감염이 적은 이유-’의외의 가설’ ……………………104
인류는 12~14세기부터 ‘코로나와 함께(with Corona)’였다 ……………106
‘코로나19 바이러스’는 미지의 바이러스가 아니다? ………………………108
바이러스의 재조합이란? ……………………………………………………112
코로나19의 변이……………………………………………………………………114
인플루엔자 바이러스는 쉽게 변이한다 ……………………………………117
재조합을 밥 먹듯 하는 레트로바이러스 ……………………………………120

제4장 바이러스와 백신

생백신과 사백신(불활성 백신) ………………………………………………127
아데노바이러스를 재조합한 백신……………………………………………129
핵산 백신 ……………………………………………………………………131
백신으로 막지 못하는 케이스 ………………………………………………133
백신의 장기적 리스크 ………………………………………………………136

제5장 생물의 유전자를 바꿔 버리는 ‘레트로바이러스’

‘레트로바이러스’란 무엇인가 ……………………………………………………141
레트로바이러스의 종류 - 고대 바이러스, 슬로우 바이러스 ………………144
인간의 모든 세포에는 레트로바이러스 유전자에서 온 배열이 포함돼 있다…148
포유류가 적극적으로 레트로바이러스의 유전자 정보를 취한 시기가 있다 ……150
레트로바이러스는 진화의 요인인 ‘스플라이싱’에 관여한다? ……………………153
태어날 때와 죽을 때 유전자가 달라진다 …………………………………………155
레트로바이러스에 의해 암의 발생기전이 밝혀졌다 ………………………………156
인간게놈 DNA에는 레트로바이러스 유래 유전자 배열이 9% ……………………158
DNA의 ‘복사 & 붙임’을 행하는 레트로 트랜스포존 ………………………………161
레트로바이러스의 존재 의의 …………………………………………………………165
바이러스는 유전자 배열을 서로 주고 받는다 ………………………………………167
인간의 몸 속에 숨어 있는 고대 바이러스의 단편이 깨어난다 ……………………168
약병원성 바이러스도 질병으로 발전한다 ……… …………………………………170
살아남기 위해 남의 유전자를 훔치는 바이러스 ……………………………………172

제6장 인간의 태반은 레트로바이러스에 의해 생겨났다


태반 형성에 관여한 레트로바이러스 ………………………………………177
착상 시 면역 억제에도 레트로바이러스가 사용된다………………………181
소의 태반 형성에 사용되는 ‘페마트린1’을 발견……………………………184
호주에 유대류 동물이 많은 이유 ……………………………………………188
세포의 초기화에도 레트로바이러스가 관여한다……………………………192
복제양 돌리가 던진 충격 ……………………………………………………195
복제인간이 태어날 가능성 ……………………………………………………199
생명기술은 이미 상식을 뛰어넘는 수준 ……………………………………200
돼지 췌도 세포의 인간 이식은 이미 실용화 단계…………………………203
레트로바이러스는 암에도 효과가 있는가 …………………………………206

제7장 생물의 진화에 공헌해온 레트로바이러스

진화에는 게놈 콘텐츠 증대가 필요하다…………………………………213
피부 진화에 사용된 레트로바이러스………………………………………215
초기 포유류는 알을 낳았다…………………………………………………219
‘공룡의 멸종에도 레트로바이러스가 관여했다’는 가설…………………221
현생 인류도 언젠가는 멸종되고 다음 진화가 이루어진다……………224
우주선이 레트로 트랜스포존을 활성화한다………………………………228
앞으로도 생물은 지구환경의 변화에 맞춰 계속 진화한다……………232
맺음말 …………………………………………………………………………236
참고문헌 ………………………………………………………………………240

'레트로바이러스'라는 말을 처음 듣는 사람이 많을 겁니다. 레트로바이러스에 관해 알게 되면 바이러스에 관한 생각이 완전히 바뀔 것입니다. 레트로바이러스는 에이즈(AIDS. 후천성 면역결핍증후군)나 백혈병 같은 심각한 질환을 일으키기도 하지만 우리는 레트로바이러스 덕에 어머니 배 속에 있다가 태어난다고 할 수 있습니다. 또 레트로바이러스는 생물, 그중에서도 특히 포유류의 진화를 촉진하기도 합니다. 즉 생명체의 탄생과 진화에 관여하는 매우 재미난 바이러스입니다. ----본문 p23

'바이러스(virus)'라는 단어의 어원은 라틴어로 '질병이나 죽음을 초래하는 독'이라는 뜻입니다. 한자로 바이러스는 '병독(病毒)'이라고 표현합니다. 역사적으로 보면 바이러스는 질병을 조사하는 과정에서 발견됐습니다. 일반적으로 '바이러스는 질병을 일으키는 것'이기 때문에 바이러스 연구는 질병과 한 세트로 연구가 이루어지는 것이죠.
하지만 인간에게 질병을 일으키는 SARS 코로나바이러스나 MERS 코로나바이러스는 원래 숙주인 박쥐같은 동물에게는 비병원성이라 질병을 일으키지 않습니다. 바로 이 점이 중요한 포인트입니다.
자연계에는 동물이 숙주일 때는 아무런 질병을 발생시키지 않다가 인간에게 감염되는 순간 무서운 질병을 일으키는 바이러스가 많이 존재할 가능성이 있습니다. 그런데도 그런 바이러스에 대한 연구가 거의 이루어지지 않고 있는 것입니다.
사람 몸에서 혈액이나 배설물을 채취하여 조사하면 여러 가지 바이러스에서 유래한 염기서열을 볼 수 있습니다. 하지만 이런 것들은 거의 대부분 질병을 일으키지 않기 때문에 연구가 이루어지지 않습니다.
동물의 몸에도 다양한 바이러스가 숨어 있지만 비병원성이라는 이유로 거의 연구의 대상이 되지 않습니다.
이것은 즉 자연계에는 연구의 대상이 되지 않은 미지의 바이러스가 엄청나게 많다는 의미입니다. --본문 p53

3차원 바이러스학은 시간의 범위에 따라 크게 두 분야로 나뉘는데 하나는 얕은(shallow) 고대 바이러스학, 또 하나는 깊은(deep) 고대 바이러스학입니다. 얕은 고대 바이러스학은 대략 1만 년 정도의 단위로 바이러스의 진화를 추적합니다. 에이즈 바이러스인 인간 면역결핍 바이러스(HIV) 연구가 여기에 포함됩니다. 깊은 고대 바이러스학은 약 2억 년 정도의 단위로 추적합니다. 필자가 하고 있는 레트로바이러스 연구가 바로 여기 속하게 됩니다. 이 책에서도 나중에 자세하게 기술하겠지만, 레트로바이러스(혹은 레트로바이러스와 관련이 있는 바이러스)는 적어도 4억 년 전에는 이미 지구상에 존재했다고 생각됩니다. 이들 바이러스는 숙주의 생식세포에 숨어 들어간 바이러스로 게놈 배열이 대대손손 이어져 보존되고 있어서 변화과정이나 숙주에 미친 영향 등을 추적할 수 있습니다.-----본문 p57

‘코로나-19 바이러스’는 어떤 바이러스인가

2019년에 발생한 코로나바이러스감염증19(COVID-19)의 전문적인 바이러스명은 SARS-CoV-2입니다. 2002~2003년에 유행한 SARS 코로나바이러스(severe acute respiratory syndrome coronavirus)의 아종으로 ‘제2형 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스’ 정도로 표현할 수 있습니다.
코로나19(SARS-CoV-2)의 위치는 ‘코로나바이러스과(科) 오르토코로나바이러스아과(亞科) 베타코로나바이러스속(?)’입니다.
코로나바이러스라고 불리는 것은 바이러스 주변이 왕관 같은 모양이기 때문입니다. 코로나는 원래 태양 주변에 왕관처럼 불꽃이 이글이글 뿜어 나오는 것처럼 보이는 기체층을 말합니다.
코로나바이러스에는 왕관 모양의 돌기가 있는데 스파이크 단백질이라고 불리는 이 부분이 세포의 수용체에 달라붙어 세포에 감염을 일으키게 됩니다.
스파이크 단백질은 지질 이중 막의 엔벨로프 부분에 박혀 있는데 앞에서 언급했듯 이 막은 바이러스가 만들어낸 막이 아닙니다. 코로나바이러스가 인간에게 감염된 경우에 그 복제된 코로나바이러스의 막은 인간의 세포막입니다. 코로나바이러스가 인간의 세포막을 뒤집어쓰고 밖으로 나가는 것이죠. 이렇게 엔벨로프를 가지고 있는 바이러스를 엔벨로프 바이러스라고 부릅니다.
엔벨로프는 지질막이라서 에탄올 같은 유기용매에 약합니다. 코로나19 바이러스에 에탄올이 효과가 있느냐는 질문을 많이 받는데 엔벨로프가 있기 때문에 에탄올로 소독하면 효과가 있습니다. 특히 100%보다 70% 에탄올이 효과적입니다.
에탄올이 효과가 있느냐 없느냐는 엔벨로프 바이러스인지 아닌지로 판단 가능합니다. 코로나바이러스 같은 엔벨로프 바이러스에는 에탄올 소독이 효과가 있습니다.------본문 p95

해마다 바이러스성 폐렴으로 몇 천 명이 사망하지만 대부분 어떤 바이러스에 의한 폐렴인지 모릅니다. 사망 후에 폐를 자세히 검사하는 것이 아니니까요. 따라서 각 바이러스마다 어떤 특징이 있는지는 잘 모르는 것이 사실입니다. 어쩌면 기존에 있던 인간 코로나바이러스로 사망한 사람의 폐도 코로나19와 같은 특징을 보였을지도 모릅니다.
코로나19에 감염돼 폐렴에 걸리면 치료가 되더라도 후유증이 남는다는 얘기도 많습니다. 하지만 인플루엔자(독감) 바이러스로 폐렴에 걸려도 후유증으로 몇 달간 고생하는 경우가 있습니다. 바이러스성 폐렴은 일반적으로 후유증이 남는 경우가 많으므로 후유증이 코로나19만의 특징은 아닙니다.
다시 말하지만 언론에서 너무 ‘신종 바이러스’, ‘미지의 바이러스’라고 대대적으로 보도하니까 코로나19 바이러스를 특별한 바이러스라고 착각하기 쉽지만 사실은 그렇게 특별하다고 생각하지 않는 것이 좋습니다. 지금까지 존재하던 바이러스의 아종이며 증상도 바이러스가 전파되는 메커니즘도 기존의 바이러스성 폐렴과 비슷한 면을 보입니다.---본문 p109

코로나19 바이러스는 영국형, 남아프리카형, 브라질형, 필리핀형 인도형 등의 변이 바이러스가 있는데 스파이크단백질 부분의 614번, 501번, 484번, 417번 째 등의 아미노산이 변화해서 감염력과 확산력이 더 강해진 것으로 보고 있습니다. 이것은 3만 개의 긴 배열 중에 극히 일부에 일어난 변화이며 큰 배열 변화가 일어나는 재조합과는 다릅니다.
코로나바이러스도 나름대로 살아남기 위해 아마 랜덤으로 여러 부분의 배열을 교체하려고 하고 있습니다. 어디를 바꾸면 감염력을 높일 수 있는지, 또 어디를 바꾸면 증식이 더 잘 되는지를 찾고 있는 것입니다. 그렇다고 실제로 그런 부분을 찾고 있다는 뜻이 아니라 랜덤하게 변이를 하다 보니 어느 한 부분이 변이됐을 때 인간에 대한 감염력이나 증식력이 더 높아졌고 그런 바이러스가 살아남았다고 하는 표현이 맞습니다. 그렇다면 그런 변화는 프랑스건 미국이건 일본이건 어디서건 일어날 수 있습니다. 즉 확률의 문제인 것이죠.
변이 바이러스의 확산을 막기 위해 ‘영국에서 입국하는 사람을 막아야 한다’, ‘남아공에서 입국하는 사람을 막아야 한다’는 의견도 있지만, 특정 국가에서 입국자를 막더라도 변이 바이러스를 막을 수는 없습니다. ---본문 p114

레트로바이러스의 레트로(retro)는 라틴어로 ‘반대의’라는 뜻입니다.
앞서도 설명했듯이 생물의 세포 안에서는
DNA→RNA→단백질
순서로 단백질이 만들어집니다. 인체의 설계도인 DNA를 복사(전사)해서 RNA라는 작업지시서를 만들고 이 작업지시서를 바탕으로 단백질을 만드는 것이죠. 이것이 대원칙이고 이외 다른 흐름은 있을 수 없기 때문에 센트럴 도그마(중심적 원리)라고 부릅니다.
그런데 이 대원칙을 깬 것이 레트로바이러스입니다.
RNA→DNA라는 반대의 흐름이 있다는 것이 밝혀진 것입니다.
레트로바이러스의 유전정보는 단일 가닥 RNA 형태이고 바이러스의 외측에는 세포막에서 유래된 엔벨로프가 있습니다.
레트로바이러스가 세포 속에 감염될 때는 엔벨로프를 세포막과 융합시켜 세포막과 바이러스 막의 경계를 허물어 버린 다음 세포 안으로 들어갑니다. 경계를 허물어 버린다는 것은 세포막과 바이러스막을 일체화한다는 것입니다. 그리고 자신의 RNA를 DNA로 변환(역전사)하여 이중 가닥 DNA를 만듭니다. 다음 이렇게 만들어진 바이러스 유래 DNA를 세포의 핵 안에 가지고 들어가 세포의 게놈 DNA에 파고들어 숙주의 DNA에 바이러스 자신의 DNA를 덧붙여 버리는 것입니다.
그 후 숙주의 DNA 설계도 중에서 자신이 첨가한 부분만 카피해서 레트로바이러스의 단백질 설계도를 작성합니다. 그 설계도를 단백질 공장인 리보솜으로 가져가면 그 설계도대로 단백질이 만들어집니다. 그렇게 만들어진 단백질로 껍질을 만들고 그 안에 복제한 RNA가 들어가면 바이러스의 복제가 완성됩니다.---본문 p141

세포 내부에서 활동하던 레트로 트랜스포존이 단백질로 이루어진 껍질과 엔벨로프(지질 막)를 뒤집어쓰고 세포 밖으로 나오게 되면 '레트로바이러스'가 됩니다.
세포 밖으로 튀어 나온 레트로바이러스는 다른 세포에 감염을 일으키고 그 세포의 핵 속에 들어가 숙주의 게놈 정보에 자신의 바이러스정보를 심은 다음 정보의 양(콘텐츠)을 증대시켜 나갑니다. 이렇게 진화를 위해 게놈 콘텐츠를 증대시키는 것이 레트로바이러스의 본래 존재 의의가 아닌가 생각됩니다.
트랜스포존(DNA를 잘라서 붙이기)과 레트로 트랜스포존(DNA를 복사하여 붙이기)이 진화에 미치는 영향은 매우 중요합니다.
어떤 배열의 DNA에 다른 배열의 DNA가 삽입되면 DNA 배열의 패턴이 바뀌어 다른 단백질이 만들어지거나 단백질이 만들어지는 양이 변하게 됩니다. 또 특별한 장기에서만 단백질이 만들어지는 경우도 생깁니다. 즉 이전의 단백질 생성 과정과는 단백질의 양과 질, 특성이 모두 크게 달라지는 것입니다. 이것은 몸을 구성하