W miarę jak świat obiegają wiadomości o pandemii koronawirusów, wzrasta zbiorowa wiedza społeczeństwa i zainteresowanie wirusami. Ale kto odkrył pierwszego wirusa? Skąd wiedzieli, czego szukać? Dlaczego wirusy są tak dobre w tym, co robią?
Wirusy są bardzo ciekawymi stworzeniami. Są niezwykle małymi stworzeniami; nawet mniejszymi niż bakterie. Nie mogą się poruszać ani rozmnażać bez pomocy żywego gospodarza. Podczas gdy to jest wciąż dyskutowane, niektórzy twierdzą, że ta wirusowa właściwość technicznie dyskwalifikuje je z bycia „żywymi”, ponieważ odrzuca dwa z pięciu naukowych warunków życia. Wirusy, kiedy nie zarażają gospodarza, są zasadniczo uważane za nieaktywne lub „obojętne”, ale po zarażeniu stają się aktywne w gospodarzu. Wirusy są zdolne do tego rodzaju zachowań z powodu ich unikalnego biologicznego składu.
Wirusy są ostatecznymi podróżnikami, a zatem opanowały umiejętność skutecznego „pakowania”. Wirus ma specjalny rodzaj „zestawu podróżnego”, który nosi przy sobie przez cały czas: genom, który koduje informację (może to być DNA lub RNA) wraz z białkową powłoką chroniącą informację genetyczną, zwaną kapsydem. Kapsydy są odpowiedzialne za zdolność wirusa do wiązania się z komórką i przedostawania się do wnętrza, infekując gospodarza. Czasami kapsydy pokryte są tłustą, oleistą warstwą składającą się z błony komórkowej gospodarza. Nazywa się to „otoczką”. Wirusy z otoczką (takie jak COVID-19) są szczególnie podatne na działanie mydła, ponieważ rozpuszcza ono tę tłustą warstwę.
Wirusy infekują gospodarza przez wejście do komórek i wstawienie własnych genów do genomu gospodarza. Następnie wirus wchodzi w fazę uśpienia, wykorzystując zasoby dostarczone przez gospodarza do tworzenia kolejnych wirusów. W końcu albo komórka pęka i wirusy wydostają się na zewnątrz, albo „pączkują” w maleńkich pęcherzykach zbudowanych z kawałków zewnętrznej części komórki. Ze wszystkimi tymi unikalnymi cechami i cechami kamuflażu, nic dziwnego, że zajęło naukowcom aż do XIX wieku, aby dokonać pierwszego odkrycia wirusa, a nawet wtedy, nadal nie byli pewni tego, co znaleźli!
Dmitry Ivanovsky był jeszcze studentem w 1887 roku, kiedy rozpoczął pracę nad chorobą mozaikową tytoniu (później przemianowaną na wirus mozaiki tytoniu), która doprowadziła do pierwszego odkrycia wirusa. Choroba pojawiała się u roślin tytoniu na wczesnym etapie ich cyklu wzrostu i najczęściej dotykała rośliny tytoniu w Holandii, powodując zielono-brązowy wzór mozaiki na zaatakowanych liściach. Ivanovsky rozpoczął swoje badania od powtórzenia i zweryfikowania eksperymentów przeprowadzonych przez Adolfa Mayera, w których pobierał chore liście, odsączał z nich sok i wstrzykiwał go do zestawu zdrowych roślin. Do 80% zdrowych roślin zostało zainfekowanych w tych eksperymentach.
Ivanovsky zaczął rozwijać ten eksperyment. Odkrył, że rośliny tytoniu będzie umowy choroby, jeśli zmiażdżył się martwe liście w ich glebie, ale nie, jeśli wzrosła chorych roślin obok zdrowych. Ivanovsky początkowo sądził, że choroba ma podłoże bakteryjne, dlatego zaprojektował eksperyment, w którym chory sok z rośliny tytoniu został przefiltrowany przez świecę Chamberlina (rurkę pod ciśnieniem z ceramiczno-porcelanowym filtrem zaprojektowanym i sprawdzonym w celu odfiltrowania bakterii, który działa podobnie jak nowoczesny oczyszczacz wody). Po przefiltrowaniu soku, Ivanovsky wstrzykiwał go do zdrowych liści tytoniu. Kiedy zdrowe rośliny zaczęły wykazywać oznaki infekcji, Ivanovsky udowodnił, że filtrowanie bakteryjne soku chorobowego nie zapobiegło chorobie, a zatem organizm zakaźny musiał być niepodobny do żadnej bakterii, którą wcześniej widziano. Dodatkowo, próbując wyhodować tajemniczy czynnik na bakteryjnym żelu spożywczym zwanym agarem, Ivanovsky dostarczył dowodów na to, że czynnik infekujący rośliny tytoniu był bardziej cząsteczką niż płynem. Stwierdził, że choroba była bardziej prawdopodobne, spowodowane przez albo żywe stworzenie lub duże cząsteczki, które nie podróżują przez glebę lub przejść łatwo do komórek.
Ivanovsky zakończył swoje badania na ten temat i uczynił jego roszczenia w jego 1902 pracy „Concerning the Mosaic Disease of the Tobacco Plant”. Dmitry zawarł trzy główne stwierdzenia w swojej pracy: 1) sok z chorych roślin był zakaźny 2) Kiedy zainfekowany sok jest podgrzewany, nie jest już zakaźny (ciepło denaturuje wirusy RNA i białka, zasadniczo zabijając je, więc to ma sens), i 3) „Że, biorąc pod uwagę brak grzybów i innych pasożytów, infekcja przez bakterie” może powodować chorobę.
Tak, czytasz to dobrze. Nawet sam Dmitrij Iwanowski uważał, że przyczyną choroby mozaikowej tytoniu jest jakaś „mikro-bakteria” lub toksyna wydzielana przez czynnik bakteryjny. Dopiero postęp technologiczny na początku i w połowie XX wieku pozwolił naukowcom uchwycić pierwsze obrazy wirusów, co umożliwiło nam wizualizację i identyfikację wirusa mozaiki tytoniu, a tym samym odróżnienie go od innych żywych stworzeń, takich jak bakterie, pasożyty i grzyby.
Od czasu ich odkrycia, wirusy mają reputację coraz bardziej zwodniczych, ale to dzięki wczesnej pracy Dmitrija Iwanowskiego (i Adolfa Mayera) naukowcy są w stanie zrozumieć choroby wirusowe kontynuować poszukiwania ratujących życie szczepionek na nieuleczalne choroby, takie jak COVID-19 i inne dotykające społeczeństwa na całym świecie.
Dodatkowe referencje
https://www.britannica.com/biography/Dmitry-Ivanovsky
https://www.apsnet.org/edcenter/apsnetfeatures/Documents/2008/Ivanowski1892.pdf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC408320/pdf/bactrev00200-0002.pdf
1203660cookie-checkJak odkryliśmy pierwszego wirusa? Odzyskiwanie przyczyny mozaiki tytoniu przez Dimitrija Ivanovsky’ego doprowadziło w końcu do odkrycia pierwszego wirusa.Tak