코로나19 잠재 숙주 알려진 종보다 30배 많다

영국 리버풀대 연구팀 AI 동원 추적 결과

코로나19를 유발하는 사스코로나바이러스-2의 중간숙주로 지목된 말레이 천산갑의 모습이다. 인공지능(AI)으로 코로나19의 숙주 후보군을 추려본 결과 천산갑 외에도 고슴도치, 유럽토끼, 단봉낙타 등 다양한 후보군이 코로나19 변이 바이러스를 만들 수 있는 것으로 예측됐다. 게티이미지뱅크 제공

신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)의 새 변이를 일으킬 수 있는 잠재적 포유류 숙주가 현재까지 밝혀진 것보다 30배 많다는 인공지능(AI) 예측 결과가 나왔다. 박쥐, 천산갑, 사향고향이 등 코로나19 바이러스의 숙주로 지목된 동물 외에도 고슴도치와 유럽토끼, 단봉낙타 등이 잠재적 후보군으로 꼽혔다.

마야 와르더 영국 리버풀대 감염 수의 및 생태과학 연구소 연구원과 마르커스 블라그로브 연구원 공동 연구팀은 코로나바이러스 411종과 잠재적 숙주가 가능한 포유류 876종 간 관계를 AI를 통해 예측했다고 17일 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했다.

새로운 코로나바이러스는 돌연변이, 재조합 등 다양한 과정을 거쳐 나타난다. 이중 재조합은 두 종류 이상의 코로나바이러스가 동물을 동시에 감염시킨 후 체내에서 바이러스 유전 물질이 섞이면서 나타난다. 여러 바이러스를 안고 사는 박쥐에게서 새로운 코로나바이러스가 발견되거나 중간 숙주를 거치는 과정도 재조합이 원인일 가능성이 높다. 연구팀은 AI에게 코로나바이러스 유전정보와 여기에 감염되는 숙주의 정보를 학습시켜 잠재적 재조합 숙주가 될 포유류를 예측했다.

그 결과 코로나바이러스가 포유류를 감염시킬 수 있는 연관관계는 총 4438종으로 나타났다. 포유류 300종과 코로나바이러스 204종 간의 감염 가능성이 새롭게 드러난 것이다. 이중 포유류 115종은 이전까지 코로나바이러스와의 연관성이 보고되지 않은 것으로 나타났다. 코로나바이러스 한 종이 감염시킬 수 있는 포유류는 평균 12.56종인 것으로 나타났다.

연구팀이 분석한 포유류 중 코로나19에 감염될 가능성이 50% 이상인 포유류 126종을 표시했다. 감염 가능성이 50%면 검은색, 75%면 붉은색, 98% 이상이면 푸른색으로 펴시된다. 다른 코로나바이러스와 감염 확률을 비교해 재조합 숙주 가능성을 판별했다. 네이처 커뮤니케이션스 제공

포유류는 평균 5.55종의 코로나바이러스에 걸리는 것으로 나타났다. 이중 코로나바이러스 4종류 이상에 감염될 가능성이 있는 재조합 숙주 포유류는 기존보다 40배 많은 것으로 나타났다. 또 포유류 중 126종이 코로나19 바이러스에 감염될 수 있는 것으로 예측됐다. 연구팀은 “이는 코로나19 바이러스에서 새로운 바이러스를 만들 가능성이 있는 숙주 종이 현재 알려진 것보다 30배 많을 수 있음을 나타낸다”고 설명했다.

코로나19 숙주로 추정되는 관박쥐는 무려 68종의 코로나바이러스에 감염되는 것으로 나타났다. 중간 숙주 후보 중 하나로 지목받는 천산갑도 코로나바이러스 14종에 감염될 수 있었다. 중증급성호흡기증후군(SARS·사스) 바이러스의 숙주로 추정되는 아시아사향고양이는 32종의 코로나바이러스 숙주가 될 수 있는 것으로 나타났다. 이외에도 고슴도치와 유럽토끼, 단봉낙타 등이 코로나19 바이러스와 다른 바이러스를 담을 수 있는 동물들로 나타났다.

연구팀은 코로나바이러스 게놈과 숙주 간 연관성에 대한 데이터가 적은 만큼 예측도 불확실할 수 있다고 전제했다. 하지만 고위험종을 미리 파악해 새로운 바이러스 출현을 미리 알아차리는 데 도움을 줄 수 있다는 기대다. 와르더 연구원은 “바이러스가 인간에게 퍼지는 것은 야생동물 거래와 같은 인간 활동과 연결되는 경향이 강하다”며 “모든 동물을 조사하는 것이 불가능한 만큼 우리의 접근 방식이 우선순위를 정하는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]