코로나19바이러스(1)- 바이러스 분류 및 Corona virus(CoV)

바이러스에 대하여

2020년부터 코로나19 (COVID-19)이 전 지구를 강타하고 있다. 도데체 이 바이러스라는게 무엇이기에 이 사단을 치는것인지… 천천히 알아보자.

다양한 형태를 가지는 바이러스

바이러스는 매우 다양한 형태를 가졌으며 구형모양, 외계 우주선 모양, 선충모양, 원막대기 모양등 다양한 모습을 가지고 있다. 이런 바이러스는 형태학적, 유전물이이 무엇인지… 호스트가 무엇인지에 따라 여러가지 방법으로 분류된다.

달 착륙선 이글호와 비슷하게 생긴 박테리오파지 (Bacteriophage)는 이름처럼 주로 세균을 감염시키는 바이러스로서 동물이나 우리 사람에겐 무해하다. 이런 특성을 이용하여 유전물질 전달체나 세균에 유전물질 삽입하기위한 연구용도로 많이 사용한다.

나선형 모양의 바이러스는 주로 식물에 감염되며, 선충모양 (그 악명높은 에볼라 바이러스가 이 형태임)과 구형은 사람과 같은 동물에 주로 감염시킨다. 독감을 일으키는 인플루엔자 (Influenza), 예전의 사스, 메르스, 현재 코로나 모두 구형모양이다. 구형모양의 바이러스도 엄밀히 말하면 여러 형태로 분류가 가능하다.

 

바이러스 분류

모든 사람과 세균등은 유전물질이 이중가닥 DNA로 세포내 핵에 저장되어있다. 그러나 바이러스는 DNA 뿐 아니라 RNA바이러스도 있고, 단일가닥, 이중가닥도 존재한다. 또한 이런 유전물질을 보호하는 단백질 외피막 (enveloped / non-enveloped virus)의 유무, 그것을 또 감싸는 구조 (Capside)를 가진다.

아래 그림은 여러 정보를 취합하여 정리한 나름 재 분류 하였다.

 

바이러스 분류의 여러가지 방법

바이러스의 여러 분류방법 1/2

바이러스의 여러 분류방법 2/2

그중 가장 많이 보이는 분류 중 하나가 Baltimore 분류법으로 이것은 바이러스가 가지는 핵산의 종류와 이것이 단백질로 만들기 위해 전사 번역하는 mRNA를 어떤 경로로 만들어 지는지에 따른 7가지 방법에 따라 만든다.

 

Baltimore 분류에 의한 바이러스 구분. 총 7가지 분류로 바이러스 자신이 가지는 고유의 핵산에서 mRNA까지 만들어지는 경로에 따라 분류하였다. 그림 출처: Viralzone. https://viralzone.expasy.org/254

1. 그룹1: 이중가닥 DNA 바이러스 (dsDNA): mRNA는 DNA로부터 바로 전사되어 만들어진다. 주로 아데노바이러스 등이 있다.

2. 그룹2: 단일가닥 DNA바이러스 (ssDNA): DNA가 이중가닥 DNA로 만들어져서 여기서 mRNA가 전사되어 만들어 진다. Canine parvovirus가 있다.

3. 그룹3: 이중가닥 RNA (dsRNA): mRNA가 바로 전사되어 만들어진다. Rotavirus가 여기에 속한다.

4. 그룹4: 양성단일가닥 RNA (+ssRNA): 음성(-)RNA로 만든 후 mRNA로 전사된다.

5. 그룹5: 음성단일가닥 RNA (-ssRNA): 음성 RNA이므로 여기서 바로 mRNA로 전사된다.

6. 그룹6: 단일가닥 RNA 역전사 (ssRNA-RT): 역전사효소를 통하여 단일가닥 RNA를 주형으로 DNA를 만든 후 이것으로부터 그룹1처럼 mRNA를 전사된다. HIV 바이러스가 여기에 속한다.

7. 그룹7: 이중가닥 DNA 역전사 (dsDNA-RT): 이중가닥 DNA를 가짐에도 불구하고 그룹1처럼 경로를 가지 않고 RNA를 만드는 중간단계를 거친다. 이 RNA가 mRNA를 전사하게 된다.

 

코로나 바이러스 (Corona virus)

현재 유행하는 COVID-19 (보통 코로나19라 불린다)는 코로나 구형모양으로 사실 이번이 처음이 아니다. 기억해보면 2002년 중국에서 발현되어 유행한 사스(SARS), 2012년 사우디 등 중동을 시작으로 유행한 메르스 (MERS), 그리고 2020년 현재 COVID-19는 모두 코로나 바이러스이며 일반 감기바이러스도 여기에 속한다. 세계적 유행을 일으킨 이 세 바이러스는 모두 같은 유전적 동질성일 가지고 있다.

 

21 세기 대유행을 일으킨 3가지 코로나 바이러스. 유전적으로 매우 유사하다, 그림 출처: IBS

• SARS-CoV : Severe Acute Respiratory Syndrome CoronaVirus (중증급성호흡기증후군 코로나바이러스) :2002년 겨울 중국에서 발생. 수 개월 전세계적 확산 전염병을 일으킨 코로나 바이러스

• SARS-CoV-2: Severe Acute Respiratory Syndrome CoronaVirus (중증급성호흡기증후군 코로나바이러스2) : SARS-CoV의 변종 바이러스로 2019년 중국 우환에서 확인 전 세계 확산 : COVID-19 (SARS-CoV-2에 의한 인체 질환명) 혹은 코로나바이러스 19, 2019-nCoV로 불림

• MERS-CoV: Meddle East Respiratory Syndrome CoronaVirus (중동호흡기증후군 코로나 바이러스) : 2012년 사우디아라비에에서 첫 보고 후 중동지역에서 지속 발생 호흡기 증후군

3 가지 바이러스 모두 축구화 밑바닥의 스파이크 처럼 단백질로 만들어진 스파이크 단백질로부터 호흡기 점막에 붙어 인체내 세포에 침입하여 감염되게 된다. 사스(SARS)와 코로나19는 모두 ACE2라는 수용체에 붙으며, 메르스는 DPP4라는 수용체에 붙어 감염된다. 

 

코로나 바이러스 연재

1. 코로나19바이러스 (1)-바이러스 분류 및 Corona virus(CoV)

2. 코로나19바이러스(2)-유전자구조, 한국 파스퇴르연구소 연구결과, 니클로사마이드 (Niclosamide) 연구결과 및 코로나 바이러스 약물 억제 기전 정리

 

참고문헌

• 기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단.

• Structural basis for the recognition of SARS-CoV-2 by full-length human ACE2. Science  27 Mar 2020

• Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science  13 Mar 2020 

• https://en.wikipedia.org/wiki/Baltimore_classification