포자소체

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포자소체

[ sporozoite ]

포자충(sporozoa 혹은 apicomplexa)문의 감염 생활사에 존재하는 다양한 세포 형태 중의 하나로 가늘고 긴 낫 모양의 세포이다. 2배체 접합체인 수정소체(ookinete)가 낭포체(oocyst)로 분화한 후 세포질이 풍부한 다핵세포로 변화하고, 다분열(multiple fission)을 통하여 다수의 1배체 포자소체를 만들어 방출한다. 활강에 의한 운동성이 특징이며 감염한 숙주에서 목표 세포를 찾아 이동하는 능력이 있다. 말라리아의 경우, 모기 숙주에서는 내장에서 침샘으로 이동하며 사람 숙주에서는 혈관에서 간으로 이동한다. 

목차

  1. 1.분류와 포자소체
  2. 2.말라리아와 포자소체
  3. 3.관련용어
  4. 4.집필
  5. 5.감수
  6. 6.참고문헌

분류와 포자소체

생물체의 분류체계 중의 하나인 5계 분류에 의하면, 단일세포인 진핵생물을 원생생물계(protista)로 분류한다. 원생생물계는 구성원의 특성이 식물, 동물 또는 진균을 닮았는지 여부에 의해 크게 3종의 아계, 즉 원생식물아계, 원생동물아계 또는 원생진균아계로 분류된다. 단, 이때 다세포의 성격을 띄며 기존에 조류(algae)로 분류되었던 적조류, 녹조류 및 황갈조류는 식물계로 분류된다. 원생동물아계는 다시 위족을 가지는 육질충(sarcodine), 편모를 가지는 편모충(zooflagellate), 섬모를 가지는 섬모충(ciliate) 및 포자로 증식하는 포자충(sporozoa 혹은 apicomplexa)문으로 분류된다. 포자충문은 다른 문들의 특징인 위족, 편모 및 섬모의 특징이 없으며, 곤충과 사람에게 기생하는 생활사를 가진다.

원생생물계는 각각 식물, 동물 및 진균의 특성으로 3종의 아계로 구분된다. (그림: 허광래/충남대)

포자충문은 곤충과 사람을 동시에 기생하기 위하여 무성생식과 유성생식을 번갈아 하면서 각 생식시기마다 특수한 형태의 모양을 가진 소체를 가진다. 포자충문의 독특한 3가지 형태는 수정소체(ookinete), 포자소체(종충, 홀씨소체, sporozoite) 및 부분소체(낭충, merozoite)인데, 이중 수정소체와 포자소체는 활강을 하는 운동성을 가지고 있지만 부분소체는 운동성이 없다. 어떤 형태이든 공통된 특징은 문의 이름에서도 알 수 있듯이 다양한 숙주 세포를 감염하기 위해 드릴의 기능을 하는 송곳(api) 구조를 가진다는 점이다. 감염하는 숙주세포의 종류는 다양한데, 수정소체는 모기의 내장세포를, 포자소체는 사람의 간세포를, 부분소체는 사람의 적혈구를 각각 감염시킨다. 

포자충문의 독특한 3가지 형태의 소체. 수정소체(ookinete), 포자소체(sporozoite) 및 부분소체(merozoite) (출처: )

말라리아와 포자소체

말라리아는 2016년 통계만 보더라도 전 세계에서 총 2억 1,600만명이 감염되고 이 중 44만 5,000명이 사망했을 정도로 심각한 질병을 일으킨다1). 말라리아 질병을 유발하는 포자충문의 여러 종 중에서 가장 잘 알려진 종은 플라스모디움 팔시파럼(P. falciparum)이다. 다음의 그림에서 플라스모디움속의 생활사를 살펴보면, 포자충문의 독특한 각기 다른 3가지 형태의 역할, 특히 포자소체의 역할을 쉽게 이해할 수 있다2). 

말라리아의 생활사 (출처: )

  1. 암컷 모기(Anopheles 속)가 사람의 피를 빨 때 포자소체가 사람에게 감염된다.
  2. 포자소체는 주로 간세포로 이동하여 무성생식으로 번식한다. 이때 포자소체는 세포질이 풍부한 다핵세포로 변화한 후 다분열을 통하여 많은 수의 부분소체를 생성한다.
  3. 부분소체는 인간의 적혈구를 감염시키고 적혈구 내에서 다분열을 통하여 계속 증식한다.
  4. 적혈구에서 증식하던 부분소체 중 일부는 생식모세포(gametocyte)로 분화한다. 모기가 말라리아에 감염된 사람의 피를 빨 때 생식모세포가 모기로 이동한다.
  5. 모기 안의 생식모세포는 내장세포로 이동한 후 암/수의 배우자(gamete)로 분화하고 수정하여 2배체(zygote)가 되고, 이것은 운동성을 가지는 수정소체로 분화한다.
  6. 수정소체는 내장을 뚫고 나와 낭포체로 분화하고 감수분열과 다분열을 통해 많은 수의 포자소체를 생성하고 방출한다. 이동성을 가진 포자소체는 모기의 침샘으로 이동한다.

이러한 플라스모디움속의 생활사에서 포자소체의 가장 중요한 역할은 운동성을 가지는 것인데, 모기 안에서는 창자 근처에서 침샘으로 이동하는 것이고 사람 안에서는 이동하여 간세포를 감염시키는 것이다. 또 다른 중요성은 간세포 안에서는 다분열을 통하여 적혈구를 감염시킬 부분소체를 대량생산하는 것이다. 

말라리아 질병을 유발하는 플라스모디움속의 포자소체가 모기 안에서 감수분열과 다분열을 완료한 수정소체에서 쏟아져 나오는 사진 (출처: )

관련용어

황갈조류, 낭포체(oocyst), 말라리아, 적조류, 녹조류, 포자충(sporozoa 혹은 apicomplexa), 원생생물계(protista)

집필

허광래/충남대학교

감수

김근필/중앙대학교

참고문헌

허광래/충남대학교

1. Menard, R., et al. 2013. Looking under the skin: The first steps in malaria infection and immunity. Nat. Rev. Microbiol. 11, 701–712.
2. Kori, L.D., et al. 2018. Insights into the early liver stage biology of Plasmodium. J. Vector Borne Dis. 55, 9-13.

동의어

포자소체, Sporozoite, sporozoite