점성학

Astrovirology

점성학(Astroviology)은 지구상의 생명의 기원과 진화에 바이러스가 어떤 역할을 했는지, 그리고 지구를 넘어서는 바이러스의 잠재력을 이해하는 것을 목적으로 하는 점성생물학의 새로운 하위 학문이다.null

지구상의 바이러스와 초기의 삶

바이러스는 진화를 촉진한다.

바이러스는 진화의 주요 원동력이다; 바이러스와 숙주 사이의 군비 경쟁, 즉 붉은 여왕 가설은 숙주와 바이러스 모두에 강한 진화 압력을 야기한다.[1]숙주는 바이러스를 회피하고 파괴하기 위해 진화하는 반면, 바이러스는 숙주를 계속 감염시키기 위해 메커니즘을 진화시킨다.진화는 또한 바이러스 수평 유전자 전달의 영향을 받는다.바이러스 유전자는 숙주 게놈(ex)에 삽입할 수 있다.레트로바이러스)와 때때로 이러한 유전자들은 진화적으로 유리하다.인간에게 유익한 수평적 유전자 전달의 흔한 예로는 고대 바이러스에서 나왔고 태반발달에 중요한 싱시틴의 유전자가 있다.null

바이러스는 주요 진화 사건에 영향을 미친다.

검증되지는 않았지만, 일부 바이러스학자들은 RNA 세계에서 DNA 게놈의 출현, LUCA에서 생명의 세 영역, 고고학, 박테리아, 진핵생물, 다세포의 발달 등 주요 진화적 사건에서 바이러스가 중요한 역할을 했을 것이라고 추측한다.[1]DNA 게놈의 출현과 LUCA로부터의 분리는 바이러스로부터 중합효소와 다른 유전자 편집 효소의 수평적인 유전자 전달에 의해 도움을 받았는지도 모른다.한편, 바이러스 선택 압력은 다른 바이러스로부터 방어하기 위해 LUCA로부터의 분리를 도왔을 수 있는 반면, 다세포성은 바이러스로부터 더 큰 세포 집단을 보호해준다.[1]null

바이러스와 지구의 환경

바이러스는 생체 화학적 순환에 영향을 미친다.

바이러스는 바이러스 분진을 통해 바다에서 영양분 순환을 유발하며, 상해의 가용 탄소의 최대 25%는 바이러스에 의한 세포 용해로 기인한다.[1]null

지구 산소의 약 5%는 광합성 유전자를 인코딩하는 바이러스에 감염된 세포에 의해 생성되는 것으로 생각된다.[1]예를 들어, 시아노박테리아 바이러스의 일부 바이러스에는 포토시스템 II의 유전자가 포함되어 있어 시아노박테리아들이 광합성을 하여 비감염성 바이러스로서 대양의 다른 지역에서 살 수 있다.어떤 바이러스는 숙주에 새로운 대사 기능을 허용하는 다른 대사 유전자를 암호화한다. 예를 들어, 인산염, 탄소, 황 대사.null

극소성 바이러스

바이러스는 최고 93Co, -12Co, 그리고 pH 1.5까지 매우 뜨거운 자연환경에서 발견되었다.[2]

우주의 바이러스

우주에서의 감염성

담배 모자이크 바이러스, 소아마비바이러스, 박테리오파지 T1 등 바이러스는 성간방사선, 저온, 저압 등 공간적 조건에 노출된 뒤 감염성을 유지해 왔다.[1]바이러스성 히치하이커의 위험성을 평가하기 위해 더 많은 연구가 필요하지만, 어떤 바이러스가 살 수 있는 우주선 안에 있는 유기체를 감염시키더라도 그 유기체가 생존하는 한 살아남을 수 있다.null

우주인에게 미치는 영향

인간에게 만연한 헤르페스 바이러스 같은 잠복 바이러스는 우주 비행 스트레스 요인으로 인해 우주 비행 중에 반응할 수 있다.우주비행사들은 어떤 증상이라도 거의 경험하지 못했지만, 다른 바이러스들이 다시 활성화되거나 더 치명적일 수 있는 가능성은 상당한 위협이다.[3]null

게다가, 일부 박테리아(세라티아 마세센스)는 우주 비행 조건에서 더 독성이 있는 것으로 밝혀져, 바이러스 또한 더 독성이 생길 수 있는지에 대한 의문이 제기된다.[4]null

전방 오염 전위

생명 감지 노력의 결과에 확신을 갖기 위해서는 전방 오염을 제한하는 것이 중요하다.박테리아는 오염 제거 절차에도 불구하고 우주선 조립 청소실에서 심각한 오염 문제를 야기한다.[5]그러나 메타게놈 분석 결과 바이러스는 비교적 낮은 수준으로 나타났다.[6]또 다른 유전체학 연구는 헤르페스 바이러스와 사이클로바이러스를 포함한 실행 가능한 인간 바이러스를 발견했다.[7]null

후방 오염 전위

다른 행성체의 생명체(및 바이러스)는 두 가지 중요한 잠재적 기원을 가지고 있다: 지구에서 온 생명체 또는 두 번째 기원에서 온 생명체(그 행성에서 유래한 생명체)이다.고대의 바이러스는 아마도 거대한 운석 충돌이나 화산 폭발 후에 지구에서 다른 행성체로 옮겨졌을 것이다.[1]만약 이것이 일어난다면, 이 바이러스들은 현대의 유기체와 매우 생물학적인 것이 될 것이다.[2]고대의 바이러스에 대한 면역력이 지구 생명체들 사이에 미미하거나 아예 없을 수도 있고, 그것이 감염시킬 수 있는 유기체는 그 재도입에 의해 불구가 될 수도 있다.null

만약 외계 바이러스가 제2의 창조의 일부라면, 그들의 지구 생명의 감염성은 그들이 그들의 유전 정보를 어떻게 암호화하느냐에 달려있다.그들의 인코딩은 지구 생명체와 양립할 수 없지만, RNA, DNA 또는 유사한 분자들이 두 번째 발생기에 생명을 위해 인코딩할 수도 있다.이 경우 지구 생명체가 적절한 숙주가 될 수도 있다.[2]null

잠재적인 생물학적 특성/탐지 방법

바이러스가 "살아있는" 것일 수도 있고 아닐 수도 있지만, 다른 행성에서 바이러스를 발견하는 것은 생명에 대한 강력한 간접 증거가 될 것이다.[1]다음과 같은 방법은 다양한 수준의 유용성을 가진 바이오시그노쳐를 제공할 수 있다.

  • 전자 현미경 스캐닝: SEM은 우주선에 통합될 수 있는 잠재력을 가지고 있지만, 현재 처녀 구조를 탐지할 수 있는 해상도가 부족하다.[1]
  • 전송전자현미경 검사: TEM은 처녀자리 구조를 시각화할 수 있지만, 영상 촬영 절차가 SEM보다 더 까다로워 자동화된 우주선과의 통합은 불가능해 보인다.[8][1]
  • 바위에서의 지질탐지: 이 방법을 통해 감춰진 바이러스를 식별할 수 있을 것이다.[1]
  • 화학적 식별:특정 화학물질은 GC-MS, NMR 또는 FTIR 분광법을 통해 식별할 수 있다.[1]
  • 바이러스 매개 사건: 주어진 호스트 셀의 대규모 용해로 쉽게 검출할 수 있는 효과를 일으킬 수 있다.예를 들어 도버의 하얀 절벽에 있는 분필 퇴적물은 대규모 녹조 용해로 인해 발생하는데, 이는 바이러스에 의한 것일 수 있다.[1]

제안 및 현재 생명 감지 임무

점성술사들은 엔셀라두스 및/또는 에우로파의 물에서 바이러스를 추출하는 임무를 제안했다.[1]다른 이들은 엑소마스와 같은 화성 탐사선 임무의 일환으로 바이러스 탐지를 요구해왔다.[9]그러나 현장에서 바이러스를 검출할 수 있는 검증된 바이오시그너쳐가 없다는 점을 감안할 때 지구로 샘플 복귀가 권장되어 복잡한 샘플 준비 및/또는 대형 장비가 필요한 TEM 및 기타 검출 방법을 사용할 수 있다.[9]화성 2020 페르세베란스 탐사선은 미래의 화성 임무에 샘플 반환을 위해 리졸리스 샘플을 드릴로 천공하고 이를 보관할 장비를 갖추고 있다.[10]null

참조

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n Berliner, Aaron J.; Mochizuki, Tomohiro; Stedman, Kenneth M. (2018-01-10). "Astrovirology: Viruses at Large in the Universe". Astrobiology. 18 (2): 207–223. Bibcode:2018AsBio..18..207B. doi:10.1089/ast.2017.1649. ISSN 1531-1074. PMID 29319335.
  2. ^ a b c Griffin, Dale Warren (August 2013). "The Quest for Extraterrestrial Life: What About the Viruses?". Astrobiology. 13 (8): 774–783. Bibcode:2013AsBio..13..774G. doi:10.1089/ast.2012.0959. ISSN 1531-1074. PMID 23944293.
  3. ^ Rooney, Bridgette V.; Crucian, Brian E.; Pierson, Duane L.; Laudenslager, Mark L.; Mehta, Satish K. (2019). "Herpes Virus Reactivation in Astronauts During Spaceflight and Its Application on Earth". Frontiers in Microbiology. 10: 16. doi:10.3389/fmicb.2019.00016. ISSN 1664-302X. PMC 6374706. PMID 30792698.
  4. ^ Gilbert, Rachel; Torres, Medaya; Clemens, Rachel; Hateley, Shannon; Hosamani, Ravikumar; Wade, William; Bhattacharya, Sharmila (2020-02-04). "Spaceflight and simulated microgravity conditions increase virulence of Serratia marcescens in the Drosophila melanogaster infection model". NPJ Microgravity. 6 (1): 4. Bibcode:2020npjMG...6....4G. doi:10.1038/s41526-019-0091-2. ISSN 2373-8065. PMC 7000411. PMID 32047838.
  5. ^ van Heereveld, Luc; Merrison, Jonathan; Nørnberg, Per; Finster, Kai (June 2017). "Assessment of the Forward Contamination Risk of Mars by Clean Room Isolates from Space-Craft Assembly Facilities through Aeolian Transport - a Model Study". Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 47 (2): 203–214. Bibcode:2017OLEB...47..203V. doi:10.1007/s11084-016-9515-0. ISSN 1573-0875. PMID 27461254. S2CID 8676082.
  6. ^ Bashir, Mina; Ahmed, Mahjabeen; Weinmaier, Thomas; Ciobanu, Doina; Ivanova, Natalia; Pieber, Thomas R.; Vaishampayan, Parag A. (2016-09-09). "Functional Metagenomics of Spacecraft Assembly Cleanrooms: Presence of Virulence Factors Associated with Human Pathogens". Frontiers in Microbiology. 7: 1321. doi:10.3389/fmicb.2016.01321. ISSN 1664-302X. PMC 5017214. PMID 27667984.
  7. ^ Weinmaier, Thomas; Probst, Alexander J.; La Duc, Myron T.; Ciobanu, Doina; Cheng, Jan-Fang; Ivanova, Natalia; Rattei, Thomas; Vaishampayan, Parag (2015-12-08). "A viability-linked metagenomic analysis of cleanroom environments: eukarya, prokaryotes, and viruses". Microbiome. 3: 62. doi:10.1186/s40168-015-0129-y. ISSN 2049-2618. PMC 4672508. PMID 26642878.
  8. ^ "Electron Microscopy TEM vs SEM - US". www.thermofisher.com. Retrieved 2021-02-21.
  9. ^ a b Janjic, Aleksandar (2018-11-29). "The Need for Including Virus Detection Methods in Future Mars Missions". Astrobiology. 18 (12): 1611–1614. Bibcode:2018AsBio..18.1611J. doi:10.1089/ast.2018.1851. ISSN 1531-1074. S2CID 105299840.
  10. ^ mars.nasa.gov. "Sample Handling". mars.nasa.gov. Retrieved 2021-02-21.