남해 장목만 1년간의 집중조사를 통한 거대바이러스와 부유성 진핵생물 군집 간의 상관관계

Abstract

Giant Virus라고 불리우는 Nucleocytoplasmic large DNA viruses (NCLDVs)는 다양한 진핵생물을 감염시키며, 해양에 많이 존재하여 Viral shunt를 통해 해양환경의 Biogeochemical cycling에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 현재 NCLDVs에 관한 연구는 Pole to Pole의 biogeography, diversity 및 식물플랑크톤과 감염에 따른 Metabolism에 연구들이 다양하다. 그러나, 우리나라에서는 Chlorella를 이용한 감염 실험을 통해 거대바이러스 분리 및 대사 작용 등에 대한 연구 수행되고 있지만 다양한 해양에서의 군집 다양성 및 interplay의 관계 등에 연구는 전무한 상태이다. 따라서, 본 연구는 우리나라 연안에서 NCLDVs와 부유성 진핵생물 간의 interplay의 관계를 파악하기 위하여 남해 장목만(반 폐쇄성)에서 일주일 간격으로 일년 동안 (57회) metagenomics를 통해 이들의 변동 및 상관성을 분석하였다. 진핵생물 및 NCLDVs의 군집 연중 변화를 살펴본 결과, 진핵생물은 와편모조류(54%), 절지동물(17.4%), 녹조류(6.6%)을 차지하였고, NCLDVs는 Phycodnaviridae(59.6%), Mimiviridae(19.5%), Marseilleviridae(5.7%)가 주요 분류군으로 나타났다. NCLDVs와 진핵생물 군집 간의 interplay를 파악하고자 상관관계를 분석한 결과 와편모조류, 절지동물 및 녹조류 모두 Phycodnaviridae와 Mimiviridae와 가장 유의한 상관관계를 보였다. 특히 와편모조류가 출현 비율이 높을 시에는 Phycodnaviridae가 증가하였고, 녹조류 및 절지동물과는 Phycodnaviridae 및 Mimiviridae의 상관관계가 높았다. 종수준에서 가장 연관성이 높은 NCLDVs는 절지동물과 Yellowstone lake phycodnavirus 3, 녹조류와 Paramecium bursaria Chlorella virus NYs1, 와편모조류와 Paramecium bursaria Chlorella virus CVA-1로 나타났다. 이렇게 진핵생물과 유의한 관계를 보이는 Phycodnaviridae와 Mimiviridae는 식물플랑크톤 뿐만 아니라 다른 진핵생물들도 조절 (Killing or Inhibition) 작용을 할 것으로 추정된다. 또한 이러한 결과는 NCLDVs가 더욱 폭넓은 숙주의 범위를 가질 수 있으며, 생태학적으로 중요한 숙주를 감염시킬 수도 있음을 암시한다. 향 후 감염 실험을 통해 감염된 숙주에서의 NCLDVs 분리 및 감염 숙주의 세포 감염 반응 연구를 통하여 거대바이러스의 숙주 범위 및 바이러스-숙주 상호작용 등 생태학적 역할에 대해서 연구할 계획이다.