[MiriAn] 바이러스의 이동을 통해서 본 고대 인류의 이동

인간에게서 일상적으로 발견되는 바이러스에 대한 완전한 유전자 부호에 대한 연구를 통해서 인간이 아프리카를 탈출하는 과정을 확인시켜주고 있다. 이러한 탈출과정은 이전에 인류학자들에 의해서 제안되었으며 인간 유전체 연구를 통해서 연구된 바 있다. 이번에 연구가 된 제 1형 단순 헤르페스 바이러스 (herpes simplex virus type 1, HSV-1)는 보통 입주변에 나타나는 구상포진을 일으킨다고 위스콘신 주립대학 매디슨 (UW-Madison)의 의학 미생물학자이며 안과학 교수인 커티스 브랜트 (Curtis Brandt)는 말했다. 브랜트는 학술지 <PLOS ONE>지에 발표된 논문의 수석저자이다. 브랜트와 공동저자인 아론 콜브 (Aaron Kolb)와 세실 아네 (Cecile Ane)는 북미와 유럽, 아프리카 및 아시아에서 수집된 31개의 HSV-1 계통을 비교했다. 브랜트는 “그 결과는 상당히 놀랍다”고 말했다. 

그는 “이 계통의 바이러스들은 인간유전체 염기서열에 근거한 예측과 정확하게 일치했다. 우리는 모든 아프리카 격리집단과 극동지역, 한국, 일본, 중국의 바이러스군, 유럽과 아메리카의 모든 바이러스들을 모두 발견했다”고 말했다. 커티스 브랜트는 “우리가 발견한 것은 정확하게 인류학자들의 연구결과와 일치했으며 인간유전체를 분석해온 분자유전학자들의 연구와 일치했다. 이것은 어디에서 인간이 기원했는지 그리고 어떻게 전세계로 이동했는가를 보여준다”고 말했다. 

유전학자들은 염기서열에 대한 분석과 유전자의 부호의 변화를 통해서 어떻게 생물체들이 연관되는가를 조사했다. 얼마나 빨리 특정한 유전체가 변화했는가에 대한 지식을 통해서 이들은 특정한 변이가 자신들의 최종 공통조상이 되는가를 알 수 있는 “계통도”를 구성할 수 있었다. 인간유전체에 대한 연구는 우리의 조상이 약 150,000년에서 200,000년 전에 아프리카에서 발생했으며 동쪽으로 이동해서 아시아에 도달했으며 서쪽으로 이동해서 유럽에 도달했다는 점을 보여주었다. 과학자들은 이전에 단일 유전자 또는 작은 유전자 군집을 조사하여 제 1형 단순 헤르페스 바이러스를 연구했다. 하지만 브랜트는 이러한 접근법은 잘못된 것이라고 지적했다. 그는 “과학자들은 단일 유전자 또는 작은 유전자 군집의 연관성이 완전히 정확하지 않다는 것을 인식하게 되었다”고 말했다. 

학술지 <PLOS ONE>지에 발표된 연구는 고성능 유전자 염기서열 분석기술과 최신 생물정보학 기술을 이용하여 31개의 유전체로부터 얻은 엄청난 데이터를 분석했다. 그는 “우리의 연구결과는 확실하게 인류학적인 연구결과와 다른 유전적 데이터를 지지하고 있다. 이 연구는 어떻게 인류가 아프리카에서 중동으로 탈출했는지 그리고 다른 곳을 어떻게 확산되었는가를 보여주고 있다”고 말했다. 동시에 연관 바이러스의 전체 유전체를 비교하는 기술은 또한 왜 특정한 바이러스 계통이 다른 것보다 훨씬 치명적인가를 설명해줄 수 있다. 예를 들어 HSV-1의 극히 일부는 치명적인 뇌감염을 일으킨다고 브랜트는 말했다. 그는 “왜 소수의 바이러스가 그렇게 위험한지 그리고 대부분의 헤르페스는 그렇게 경증인가를 이해하려고 했다. 유전자 염기서열의 차이는 그 결과의 차이를 가져온다고 우리는 생각한다”고 말했다. 

특히 독감바이러스에 대한 연구에 있어서 “사람들은 특정 계통이 바이러스가 가질 수 있는 유독성 마커를 가지고 연구를 한다”고 말했다. 연구자들은 HVS-1 바이러스 유전체를 26조각으로 분리하여 각각의 계통도를 만들었으며 각 계통을 결합하여 전체 유전체 네트워크로 만들었다고 브랜트는 설명했다. 그는 “세실 아네는 이러한 계통도를 조사하는 새로운 방법을 사용했으며 가장 개연성있는 그룹을 찾아냈다”고 말했다. 이러한 그룹은 인간의 이동에 대한 현존하는 분석과 일치한다. 이 새로운 분석은 이동의 복잡성을 찾아낼 수 있었다. 모든 미국에서 수집된 HSV-1 샘플은 하나를 제외하고 유럽계통과 일치했다. 하지만 텍사스에서 찾아낸 한 가지 계통은 아시아의 것으로 생각된다. 콜브는 “어떻게 텍사스에서 아시아 계통을 찾을 수 있었을까?”라고 문제를 제기했다. 이 샘플은 극동지역을 여행했던 사람으로부터 유래했거나 약 15,000년전 베링해협의 “육로”를 건너 이동해온 아메리카 원주민의 조상에서 유래했을 것이다. 

브랜트는 “가장 최근에 아시아인 조상에서 분화된 시점이 약 15,000년 전이기 때문에 우리는 소위 육교 가설을 지지한다. 이 분화의 시점이 일치하며 그래서 우리는 이것은 아메리카 인디언의 바이러스로 추측하고 있다”고 말했다. 제 1형 단순 헤르페스 바이러스는 쉽게 수집 가능하고 치명적이지 않으며 잠재적 감염이 일생 유지되기 때문에 연구에 이상적이다. 그리고 HSV-1은 가까운 접촉, 키스나 타액을 통해서 전파되기 때문에 가족을 통해서 확산되는 경향성이 있다. 브랜트는 “이 바이러스는 일종의 외부 유전체로 볼 수 있다”고 주장했다. 또한 HSV-1은 인간 유전체보다 훨씬 단순하기 때문에 분석비용이 적게 들어가지만 그 유전체는 이러한 연구에 사용되는 다른 바이러스보다 훨씬 크기 때문에 유용하다. 유전학은 때론 숫자 게임이기도 하다: 큰 숫자는 강력한 증거가 된다. 그래서 큰 유전체는 좀더 세부적인 연구결과를 가져올 수 있다. 

하지만 이번 연구결과에서 주목해야 할 점은 “아프리카 탈출 가설을 지지한다는 점이다. 우리의 연구결과는 인류학적 데이터와 일치하며 다른 유전학적 데이터와도 일치한다. 이를 통해서 어떻게 인간이 아프리카에서 탈출하게 되어 중동으로 이동했고 그리고 다른 곳으로 확산되었는가를 알 수 있다”고 말했다. 인류학적 데이터와의 일치성은 좀 더 세부적인 사항까지 확대될 수 있다. 인간유전체와 같이 이 바이러스에서 소규모 인구는 아프리카에서 중동에 진입하게 되었다. 브랜트는 “아프리카에서 다른 지역 사이에서는 인구상 병목현상이 발생한다. 이 바이러스의 계통발생도를 조사하게 되면, 인류학자들이 주장한 것과 정확하게 일치하는 점을 발견할 수 있다”고 말했다. 

출처: <사이언스 데일리> 2013년 10월 22일 
원문참조: 
Aaron W. Kolb, Cecile Ane, Curtis R. Brandt. Using HSV-1 Genome Phylogenetics to Track Past Human Migrations. PLoS ONE, 2013; 8 (10): e76267 DOI: 10.1371/journal.pone.0076267 

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131021162657.htm

- 출처: KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-10-23