바이러스 돌연변이체의 명명
바이러스의 경우 여러 돌연변이체가 나타납니다. 최근 우리를 괴롭혔던 코로나 바이러스의 경우 우리가 델타 코로나, 오미크론 코로나 등으로 나누어 불렀던 것이 모두 돌연변이체를 말하는 것입니다. 바이러스의 분류에서 주(strain)이란 바이러스의 계열 등 다른 지역이나 환자에서 분리된 경우 주라는 분류 명칭을 사용합니다. 형의 경우 type을 의미하는데 같은 바이러스의 다른 혈청형의 경우 type으로 분류합니다. 마지막으로 variant라고 해서 변이주가 나타나게 되는데 변이주는 원래의 야생형과 계통이 다른 표현형을 가졌으나 다양성에 의한 유전적 배경이 완전히 밝혀지지 않은 경우 variant라고 분류해 부르게 됩니다.
자연발생 바이러스 돌연변이
바이러스에서 돌연변이는 자연적으로 발생하게 됩니다. 일부 바이러스들에서는 뉴클레오타이드 1000개 ~ 10000개 마다 하나씩 돌연변이가 발생할 정도로 매우 높은 돌연변이 확률을 나타냅니다. 크기가 큰 헤르페스 바이러스와 같은 경우 1억~천억분의 1확률로 돌연변이가 나타나는 것을 생각하면 1000개 정도마다 돌연변이가 발생하는 바이러스는 약물 개발 등이 어렵다는 단점이 있습니다. 통상 RNA 바이러스가 DNA 바이러스보다 돌연변이 확률이 높다고 할 수 있습니다. 바이러스의 입장에서 돌연변이는 장단점이 모두 존재합니다. 면역반응이나 약물 반응 등을 회피할 수 있는 장점이 있는가하면 너무 많은 돌연변이가 발생하면 증식률이 떨어지거나 감염성이 떨어지는 등 퍼져나가기 어려운 환경이 만들어져 결국에 바이러스가 소멸되는 경우가 발생하기도 합니다. 우리가 겪은 코로나 바이러스 역시 처음에는 증상이 매우 심한 바이러스 형태였으나 돌연변이를 거치면서 증상은 약화되고 퍼져나가기는 잘 퍼져나가는 특성을 보이기도 했습니다.
바이러스의 유도 돌연변이
자연적으로 바이러스가 복제되면서 발생하는 자연 돌연변이 외 유도 돌연변이 또한 존재합니다. 유도 돌연변이란 in vitro 돌연변이 유도체 즉, mutagenesis에 의해 발생하는 것으로 아질산, 히드록시아민, 알킬화 제제 등의 외부 투여로 인한 바이러스 돌연변이 현상을 말합니다. in vivo 돌연변이 유도체로는 5-bromouracil과 같은 유사 뉴클레오타이드나 아크리딘 염색약, 자외선 등에 의해 유도되는 바이러스 돌연변이가 존재합니다.
돌연변이 바이러스의 유형
돌연변이 바이러스의 표현형은 이들이 갖고 있는 돌연변이 유형의 종류와 유전체 상의 위치에 따라 결정됩니다. 이 중에서는 대표적으로 온도 감수성, 저온 감수성, 복귀돌연변이체 등이 있습니다. 온도 감수성 돌연변이는 주로 단백질의 mis-sense에 의해 일어나며 그 결과 크기는 같지만 약간 변형된 모습의 단백질이 생성되어 낮은 온도에서는 작용할 수 있지만 높은 온도에서는 작용하지 못하는 돌연변이 특성이 나타납니다. 저온 감수성 돌연변이의 경우 온도 감수성 돌연변이와 반대되는 특성을 갖는 돌연변이로, 낮은 온도에서도 증식할 수 있는 특성을 보입니다. 숙주세포에 감염하는 박테리오파지나 식물의 바이러스 연구에서는 매우 유용하게 사용 가능한 돌연변이로 cs(cold-sensitive) 돌연변이라고 부릅니다. 복귀돌연변이체란 revertant라고 부르며 이는 back mutant 또는 compensatory mutation으로 나타납니다. 후자의 경우 원래 돌연변이와 물리적으로 먼 거리에서 나타날 수 있으며 원래의 돌연변이가 일어난 유전자 부위에 존재하지 않습니다.
돌연변이에 의한 억제
바이러스의 제2돌연변이에 의해서는 억제 현상이 나타나기도 합니다. 이는 바이러스 유전체 상에 나타날 수도 있고 숙주세포의 유전체에서 나타날 수도 있습니다. 이러한 유전적 억제의 경우 바이러스가 유전적으로 아직 돌연변이를 갖고 있는 유사복귀체 이면서도 야생형 표현형을 보이는 것을 말합니다. 원핵생물 연구에서 이러한 돌연변이에 의한 억제 현상을 잘 확인할 수 있으며 reovirus나 vaccinia, influenza와 같은 바이러스에서도 이러한 예가 발견되기도 합니다.