Koronaviruspandemiaa koskevien maailmanuutisten edetessä yhteiskunnan kollektiivinen tietämys ja kiinnostus viruksia kohtaan on lisääntynyt. Mutta kuka löysi ensimmäisen viruksen? Mistä he tiesivät, mitä etsiä? Miksi virukset ovat niin hyviä siinä, mitä ne tekevät?
Virukset ovat hyvin uteliaita olentoja. Ne ovat äärimmäisen pieniä olentoja; jopa bakteereja pienempiä. Ne eivät voi liikkua tai lisääntyä ilman elävän isännän apua. Vaikka asiasta keskustellaan edelleen, jotkut sanovat, että tämä viruksen ominaisuus teknisesti sulkee sen pois ”elämästä”, koska se hylkää kaksi viidestä tieteellisestä elämän ehdosta. Kun virukset eivät tartu isäntään, niitä pidetään pohjimmiltaan passiivisina tai ”inertteinä”, mutta tartunnan saatuaan ne aktivoituvat isännässä. Virukset pystyvät tällaiseen käyttäytymiseen ainutlaatuisen biologisen rakenteensa ansiosta.
Virukset ovat äärimmäisiä kulkijoita, ja siksi ne hallitsevat tehokkaan ”pakkaamisen” taidon. Viruksella on erityinen ”matkalaukku”, jota se kuljettaa koko ajan mukanaan: genomi, joka koodaa informaatiota (tämä voi olla DNA:ta tai RNA:ta), sekä geneettistä informaatiota suojaava proteiinikuori, jota kutsutaan kapsidiksi. Kapsidi on vastuussa viruksen kyvystä sitoutua soluun ja päästä solun sisälle ja tartuttaa isäntä. Joskus kapsidia peittää rasvainen, öljyinen kerros, joka koostuu isäntäsolun solukalvosta. Tätä kutsutaan ”kuoreksi”. Virukset, joilla on kuori (kuten COVID-19), ovat erityisen herkkiä saippualle, koska se liuottaa pois tämän rasvaisen kerroksen.
Virukset tarttuvat isäntään tunkeutumalla soluihin ja lisäämällä omia geenejään isännän perimään. Tämän jälkeen virus siirtyy lepotilaan, jossa se käyttää isännän tarjoamia resursseja uusien virusten tuottamiseen . Lopulta joko solu puhkeaa ja virukset karkaavat, tai ne ”nupoutuvat” pois pieninä kuplina, jotka koostuvat solun ulkopuolisten osien palasista. Kaikkien näiden ainutlaatuisten ominaisuuksien ja naamioitumisominaisuuksien vuoksi ei ole ihme, että tiedemiehiltä kesti 1800-luvulle asti ennen kuin he tekivät ensimmäisen viruslöydön, eivätkä he vielä silloinkin olleet varmoja siitä, mitä he olivat löytäneet!
Dmitri Ivanovski oli vielä opiskelija vuonna 1887, kun hän aloitti työnsä tupakan mosaiikkitaudin parissa (josta myöhemmin käytettiin nimeä tupakan mosaiikkivirus), joka johti viruksen ensimmäiseen löytöön. Tauti näytti tarttuvan tupakkakasveihin varhaisessa vaiheessa niiden kasvukiertoa, ja useimmiten se vaikutti tupakkakasveihin Hollannissa aiheuttaen vihreän ja ruskean mosaiikkikuvion sairastuneisiin lehtiin. Ivanovsky aloitti tutkimuksensa toistamalla ja tarkistamalla Adolf Mayerin tekemiä kokeita, joissa hän otti sairaita lehtiä, valutti niistä mehua ja ruiskutti mehua terveisiin kasveihin. Jopa 80 prosenttia terveistä kasveista sai näissä kokeissa tartunnan.
Ivanovski alkoi laajentaa tätä koetta. Hän havaitsi, että tupakkakasvit sairastuivat tautiin, jos hän murskasi kuolleita lehtiä niiden maaperään, mutta ei, jos hän kasvatti sairaita kasveja terveiden kasvien vieressä. Ivanovsky ajatteli alun perin, että tauti oli bakteeriperäinen, ja niinpä hän suunnitteli kokeen, jossa tupakkakasvin sairas mehu suodatettiin Chamberlinin kynttilän läpi (paineistettu putki, jossa on keraaminen/posliininen suodatin, joka on suunniteltu ja todistetusti suodattaa bakteerit pois ja joka toimii pitkälti samalla tavalla kuin nykyaikainen vedenpuhdistin). Kun mehu oli suodatettu, Ivanovsky ruiskutti mehun terveisiin tupakanlehtiin. Kun terveissä kasveissa alkoi näkyä merkkejä tartunnasta, Ivanovski osoitti, että tautimehun suodattaminen bakteereilla ei estänyt tautia, ja näin ollen tartuntaa aiheuttavan organismin täytyi olla erilainen kuin minkään aiemmin havaitun bakteerin. Lisäksi yrittämällä kasvattaa salaperäistä taudinaiheuttajaa agariksi kutsutulla bakteeriruokageelillä Ivanovski toimitti todisteita siitä, että tupakkakasveihin tarttuva taudinaiheuttaja oli pikemminkin hiukkanen kuin neste. Hän päätteli, että taudin aiheutti todennäköisemmin joko elävä olento tai suuri molekyyli, joka ei kulkeutunut maaperän läpi eikä kulkeutunut helposti soluihin.
Ivanovski saattoi tutkimuksensa aiheesta päätökseen ja esitti väitteensä vuoden 1902 väitöskirjassaan ” Concerning the Mosaic Disease of the Tobacco Plant”. Dmitri päätteli tutkielmassaan kolme pääväittämää: 1) Sairastuneiden kasvien mehu oli tartuntavaarallista 2) Kun tartunnan saanutta mehua kuumennetaan, se ei ole enää tartuntavaarallista (lämpö denaturoi virusten RNA:ta ja proteiineja tappaen ne olennaisesti, joten tämä on järkevää), ja 3) ”Ottaen huomioon sienien ja muiden loisten poissaolon, bakteerien välityksellä tapahtuva infektio” voi aiheuttaa taudin.
Kyllä, luit oikein. Jopa Dmitri Ivanovski itse oli sitä mieltä, että tupakan mosaiikkitaudin syynä oli jokin ”mikrobakteeri” tai bakteerin erittämä toksiini. Vasta kun teknologian kehittyminen 1900-luvun alussa ja puolivälissä mahdollisti sen, että tutkijat pystyivät ottamaan ensimmäiset kuvat viruksista, pystyimme visualisoimaan ja tunnistamaan tupakan mosaiikkiviruksen ja siten erottamaan sen muista elävistä olennoista, kuten bakteereista, loisista ja sienistä.
Viruksilla on niiden löytämisen jälkeen ollut maine, että ne ovat yhä petollisempia, mutta Dmitri Ivanovskyn (ja Adolf Mayerin) varhaisen työn ansiosta tutkijat pystyvät ymmärtämään virustauteja jatkavat elämää pelastavien rokotteiden etsimistä parantumattomiin tauteihin, kuten COVID-19:ään ja muihin yhteiskuntia ympäri maailmaa vaivaaviin tauteihin. Dimitri Ivanovskin tekemä tupakan mosaiikkitaudin syyn selvittäminen johti lopulta ensimmäisen viruksen löytämiseen.kyllä