세계 최초로 발견된 바이러스는 무엇일까요? 지금처럼 독감이나 코로나19 같은 사람의 바이러스가 아니라, 놀랍게도 담배잎에 병을 일으키는 담배모자이크바이러스(Tobacco mosaic virus, TMV)였습니다.
더 흥미로운 점은 당시 과학자들이 바이러스의 모습을 직접 보고 발견한 것이 아니라는 사실입니다. 바이러스는 현미경으로도 보이지 않았지만, 세균이라면 설명할 수 없는 실험 결과를 따라가다 보니 새로운 감염체의 존재가 드러났습니다.
담배잎에 나타난 이상한 얼룩무늬
19세기 유럽의 담배 재배지에서는 잎에 초록색과 노란색이 얼룩처럼 나타나는 병이 문제가 되고 있었습니다. 마치 잎 위에 모자이크 조각을 붙여놓은 것처럼 보여 오늘날에는 이를 담배모자이크병이라고 부릅니다.
독일의 농화학자 아돌프 마이어(Adolf Mayer)는 1880년대 이 병을 연구했습니다. 병든 담배잎에서 즙을 내 건강한 담배에 묻히자 건강했던 식물에서도 같은 병이 나타났습니다.
즉, 눈에는 보이지 않더라도 무언가가 식물에서 다른 식물로 이동하며 병을 퍼뜨리고 있다는 것은 분명했습니다.
당시는 세균 연구가 빠르게 발전하던 시기였습니다. 자연스럽게 과학자들은 담배모자이크병 역시 아주 작은 세균 때문에 발생한다고 생각했습니다.
1892년, 세균을 걸러냈는데도 병이 생겼다
이 수수께끼를 연구한 사람 가운데 러시아의 식물학자 드미트리 이바노프스키(Dmitri Ivanovsky)가 있었습니다.
1892년 이바노프스키는 병든 담배잎의 즙을 당시 세균을 걸러내는 데 사용하던 샹베를랑 필터(Chamberland filter)에 통과시켰습니다.
쉽게 말하면 아주 촘촘한 정수 필터를 생각하면 됩니다. 세균이 병의 원인이라면 세균은 필터에 걸리고, 필터를 통과한 액체는 더 이상 병을 일으키지 않아야 했습니다.
그런데 결과는 예상과 달랐습니다.
세균을 걸러낸 액체를 건강한 담배에 넣었는데도 다시 담배모자이크병이 발생했습니다.
필터의 구멍보다 작은 무언가가 통과했다는 뜻이었습니다. 오늘날의 시각에서 보면 그 정체가 바로 담배모자이크바이러스였습니다.
이 연구 때문에 이바노프스키의 1892년 실험은 바이러스 발견사의 중요한 출발점으로 평가됩니다.
그렇다면 이바노프스키가 바이러스를 발견한 사람일까?
여기에는 조금 주의해야 할 부분이 있습니다.
인터넷에서는 흔히 “1892년 이바노프스키가 세계 최초로 바이러스를 발견했다”라고 간단히 설명합니다. 완전히 틀린 말은 아니지만 실제 역사는 조금 더 복잡합니다.
이바노프스키는 세균을 걸러내는 필터를 통과하면서도 병을 일으키는 감염성 물질이 존재한다는 중요한 실험 결과를 얻었습니다.
하지만 그것을 오늘날 우리가 알고 있는 새로운 종류의 감염체인 ‘바이러스’라고 완전히 이해한 것은 아니었습니다.
그래서 세계 최초의 바이러스 발견 이야기에는 또 한 명의 과학자가 등장합니다.
1898년 베이에링크가 새로운 감염체라는 생각을 발전시키다
네덜란드의 미생물학자 마르티누스 베이에링크(Martinus Beijerinck)는 1898년 담배모자이크병을 다시 연구했습니다.
베이에링크 역시 병을 일으키는 물질이 세균을 막는 필터를 통과한다는 사실을 확인했습니다.
그는 여기에서 한 단계 더 나아갔습니다. 이 감염체가 단순한 독성 물질이 아니라 살아 있는 식물 조직 안에서 증가할 수 있으며, 세균과는 다른 종류의 감염성 존재라고 판단했습니다.
베이에링크는 이를 contagium vivum fluidum이라고 표현했습니다. 대략 ‘살아 있는 감염성 액체’라는 뜻입니다.
바이러스를 액체라고 생각한 부분은 나중에 틀린 것으로 밝혀졌지만, 세균과 전혀 다른 감염체가 존재한다는 개념을 발전시켰다는 점은 매우 중요했습니다.
세계 최초의 바이러스 발견자는 결국 누구일까?
이 질문은 ‘발견’을 무엇으로 정의하느냐에 따라 조금 달라집니다.
| 시기 | 인물 | 핵심 의미 |
|---|---|---|
| 1880년대 | 아돌프 마이어 | 담배모자이크병이 전염된다는 사실 연구 |
| 1892년 | 드미트리 이바노프스키 | 세균 필터를 통과하는 감염체 확인 |
| 1898년 | 마르티누스 베이에링크 | 세균과 다른 감염체라는 개념 발전 |
따라서 담배모자이크바이러스가 세계 최초로 발견된 바이러스로 널리 평가되지만, 발견 과정을 한 사람에게만 돌리기는 어렵습니다.
이바노프스키가 중요한 실험적 증거를 보여줬고, 베이에링크가 그것을 세균과 다른 감염체라는 새로운 개념으로 발전시켰다고 보는 것이 더 정확합니다.
최초의 바이러스는 사람에게 생기는 바이러스가 아니었다
바이러스라고 하면 독감, 코로나19, 홍역 같은 사람의 질병을 먼저 떠올리기 쉽습니다.
하지만 바이러스 역사에서 가장 먼저 등장한 것은 식물 바이러스였습니다.
그 뒤 1897~1898년 독일의 프리드리히 뢰플러(Friedrich Loeffler)와 파울 프로슈(Paul Frosch)는 소와 같은 가축에게 발생하는 구제역을 연구했습니다.
구제역을 일으키는 물질 역시 세균을 걸러내는 필터를 통과한다는 사실이 확인됐습니다. 구제역 바이러스는 일반적으로 처음 확인된 동물 바이러스로 평가됩니다.
그리고 1900년 미국 육군 황열위원회의 월터 리드와 동료들은 황열 연구를 통해 사람에게 질병을 일으키는 여과성 감염체와 모기를 통한 전파를 확인했습니다. 바이러스학 역사에서는 황열 바이러스가 최초의 인간 바이러스로 확인된 대표적인 사례로 다뤄집니다.
바이러스를 발견했는데 아무도 바이러스를 본 적이 없었다
이 이야기에서 가장 흥미로운 부분은 따로 있습니다.
이바노프스키와 베이에링크는 바이러스를 직접 보지 못했습니다.
당시 사용하던 일반적인 광학현미경으로 대부분의 바이러스를 관찰하기는 어려웠기 때문입니다.
과학자들은 범인의 얼굴을 보지 못했지만 현장에 남은 발자국을 보고 범인의 존재를 추적하는 것처럼, 실험 결과를 이용해 바이러스의 존재를 알아냈습니다.
1930년대 전자현미경 기술이 등장하면서 상황이 달라졌고, 1939년에는 담배모자이크바이러스의 막대 모양 구조를 전자현미경으로 관찰한 연구가 발표됐습니다.
즉, 바이러스가 존재한다는 사실을 알아낸 뒤 실제 모습을 관찰하기까지 거의 반세기가 필요했던 셈입니다.
1935년에는 바이러스를 결정 형태로 분리했다
담배모자이크바이러스는 이후에도 바이러스 연구 역사에서 중요한 역할을 했습니다.
미국의 과학자 웬들 스탠리(Wendell M. Stanley)는 1935년 감염된 담배잎에서 담배모자이크바이러스를 결정 형태로 분리하는 데 성공했습니다.
이 연구를 포함한 바이러스 단백질 연구의 공로로 스탠리는 1946년 노벨화학상을 공동 수상했습니다.
이후 연구를 통해 담배모자이크바이러스가 단백질과 RNA를 포함한다는 사실도 밝혀지면서 바이러스의 정체가 더욱 구체적으로 드러났습니다.
담배잎 하나에서 현대 바이러스학이 시작됐다
세계 최초의 바이러스 발견은 과학자가 현미경을 들여다보다 우연히 이상한 생물을 발견한 이야기가 아닙니다.
“세균을 모두 걸러냈는데 왜 또 병이 생겼을까?”
이 작은 의문에서 시작됐습니다.
눈으로 직접 볼 수 없더라도 실험 결과가 기존 상식과 맞지 않는다면 다른 가능성을 찾아야 합니다. 이바노프스키와 베이에링크의 연구는 바로 그 과정을 보여줬습니다.
지금은 바이러스의 유전정보까지 분석할 수 있는 시대지만, 그 출발점에는 19세기 말 병든 담배잎과 아주 단순한 필터 실험이 있었습니다.
그래서 세계 최초의 바이러스 이야기는 단순히 ‘누가 최초인가’를 넘어, 보이지 않는 존재를 과학이 어떻게 찾아냈는지를 보여주는 역사라고 할 수 있습니다.
참고한 주요 자료
-
Discovery of the first virus, the tobacco mosaic virus: 1892 or 1898? - PubMed
이바노프스키의 1892년 연구와 베이에링크의 1898년 연구가 바이러스 발견에 각각 어떤 의미를 갖는지 확인했습니다.
원문 보기 -
History of Virology - National Library of Medicine / PMC
담배모자이크바이러스, 구제역 바이러스, 황열 바이러스 등 초기 바이러스 발견 연표를 확인했습니다.
원문 보기 -
Historical Overview - National Library of Medicine / PMC
이바노프스키의 여과 실험과 최초 동물 바이러스인 구제역 바이러스 발견 내용을 확인했습니다.
원문 보기 -
Wendell M. Stanley - NobelPrize.org
1935년 담배모자이크바이러스 결정화 연구와 1946년 노벨화학상 수상 내용을 확인했습니다.
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