• РЕГИСТРАЦИЯ
Коронавирус. Последние новости

Как несколько больных табачных растений помогли учёным раскрыть правду о вирусах

0 103
Вирус табачной мозаики, увеличенный в 160000 раз

Когда в 1882 году немецкий патолог Роберт Кох открыл бактерию, стоящую за туберкулёзом, он создал краткое руководство, в котором связал микроорганизмы с болезнями, которые они вызывают. Это был существенный прогресс в теории микробов – современного понимания того, что патогены могут делать нас больными. Его открытие потрясло не только область медицины: ботаники также обратили на него внимание.

В середине 1800-х годов эпидемия табачной мозаики угрожала европейским табачным культурам. Фитопатологи задались целью выявить его первопричину. Спустя несколько десятилетий только один дальновидный ботаник, Мартинус Бейеринк, понял, что источником была не бактериальная или грибковая инфекция, а нечто совершенно иное: вирус.

Сегодня мы знаем, что вирусы можно обнаружить практически везде – в воздухе, океанах и почве. Ничтожный процент из них – это опасные патогены, вызывающие болезни. Однако исследование вирусов инициировали вовсе не представители медицины, а ботаники, которые занимаются изучением растений. Поскольку вирусы являются маленькими и странными, потребовались десятилетия, прежде чем учёные пришли к единогласному выводу, что они вообще существуют.

Лаборатория микробиологии в Делфте, где Бейеринк работал с 1897 по 1921 год

Идея о том, что микроорганизмы могут вызывать болезни растений, была не совсем новой даже для конца XIX века. В 1840-х годах преподобный Майлз Беркли, также ботаник, определил грибок, вызывавший фитофтороз картофеля, вопреки мнению духовенства, которое верило, что во всём виноват дьявол.

В 1857 году фермеры в Нидерландах сообщили о болезни, угрожающей другой экономически важной культуре – табаку. Листья начали покрываться тёмно-зелёными, жёлтыми и серыми пятнами, в результате чего фермеры теряли до 80 процентов урожая на поражённых полях. Особенно восприимчивыми были огромные поля табака, которые неоднократно засевались одной и той же культурой. Как только болезнь достигала фермерского поля, она быстро распространялась.

«Она очень легко распространяется, – говорит вирусолог Карен-Бет Шолтхоф из Техасского университета A&M. – Если при поливе шланг коснётся поражённого растения, вы можете в конечном итоге повредить растение, которое находится рядом с ним».

Фитопатолог из Нидерландов Адольф Майер начал исследовать эту болезнь в 1879 году и назвал её «табачной мозаикой». Он попытался использовать рекомендации Коха, которые требуют серии изоляций микробов и повторных инфекций, чтобы найти первопричину. Но у Майера ничего не вышло. И хотя он показал, что сок из больного табачного листа может передать болезнь здоровому листу, он не смог произвести чистую культуру возбудителя и определить виновника под микроскопом.

«Инструментов, позволявших увидеть вирус, не существовало, – говорит биолог-антрополог Сабрина Шольц, куратор из Смитсоновского национального музея естественной истории. – Это была невидимая зараза».

Когда ботаник Дмитрий Ивановский приступил к исследованию табачной мозаики в Крыму в 1887 году, он решил применить другой подход. Он процеживал сок через тонкие фильтры, сделанные из неглазурованного фарфора, материала с порами, которые были слишком маленькими для бактерий, чтобы протиснуться через них. Но когда Ивановский капнул отфильтрованный сок на здоровый табачный лист, тот стал пятнисто-жёлтым от болезни. Ивановский едва мог поверить полученным данным, которые он опубликовал в 1892 году. Он пришёл к выводу, что болезнь была вызвана токсином, который прошёл через фильтр, или что нескольким бактериям удалось проскользнуть через трещину.

Растение, поражённое табачной мозаикой, 1914 год

Голландский микробиолог Бейеринк провёл почти такие же эксперименты, что и Ивановский, но пришёл к совершенно другому выводу. Он добавил к экспериментам с фарфоровым фильтром второй вид фильтрующей системы, с агаром, чтобы доказать, что ни один микроорганизм не пережил первую фильтрацию. Бактерии застревали на поверхности агара, но таинственный патоген, вызывавший мозаику, прошёл через него.

Бейеринк также представил доказательства того, что возбудитель болезни использует растущие листья для размножения. Получив путём фильтрации патоген из заражённого листа и используя его для того, чтобы вызвать табачную мозаику на другом растении, он показал, что возбудитель может распространяться, не ослабляя своей болезнетворной силы. Он доказал, что патоген растёт в листьях, но, как ни странно, он не может размножаться без них.

Когда он опубликовал своё открытие в 1898 году, Бейеринк назвал инфекционное фильтрованное вещество contagium vivum fluidum – «заразной живой жидкостью». Он решил взять слово "virus" («вирус») из латинского языка, означающее жидкий яд, чтобы обозначить новый вид патогена.

«Я не думаю, что Ивановский на самом деле понимал результаты своих исследований, – говорит Шолтхоф. – Бейеринк ставил эксперименты и доверял тому, что видел... Он был первым, кто ввёл термин "вирус" в современный контекст, и я бы отдал ему должное за начало вирусологии».

Прогрессирование табачной мозаики

Смелая гипотеза

И хотя Бейеринк ошибочно считал вирусы жидкостью (это частицы), его результаты были близки к истине. И всё же его идея не прижилась. Его предположение о патогене без клетки противоречило ранней микробной теории и было радикальным для того времени.

Ивановский продолжал искать бактериальную причину табачной мозаики, утверждая, что «проблема решится без такой смелой гипотезы», как у Бейеринка. В 1898 году, когда была опубликована работа Бейеринка, ящур у крупного рогатого скота стал первой болезнью животных, связанной с фильтруемым агентом, или микробом, достаточно маленьким, чтобы пройти через фарфоровый фильтр. В 1901 году американские исследователи, изучавшие жёлтую лихорадку на Кубе, пришли к выводу, что болезнь, переносимая комарами, была вызвана чем-то настолько мелким, что фильтры не способны были удержать это.

В то время исследователи не считали свои открытия вирусами, а преобладающая теория состояла в том, что существуют бактерии, которые способны проходить через фильтр. Ранние обзорные статьи о невидимых возбудителях инфекций иногда объединяли едва заметные бактерии с вирусами Бейеринка.

«Поначалу было много путаницы, поскольку вы не могли их видеть», – поясняет Шолтхоф. Вопросы о том, были ли эти крошечные микробы маленькими бактериями, молекулами, выделяемыми бактериями, или чем-то другим, оставались без ответа в 1920-е годы. «Ситуация изменилась с появлением электронного микроскопа», – утверждает она.

Образец вируса

В 1929 году биолог Фрэнсис Холмс использовал вирус табачной мозаики для разработки метода, доказывающего, что вирусы представляют собой дискретные частицы, смешанные в фильтрованном соке, и что они оказывают более сильное воздействие при более высоких концентрациях. В 1935 году химик Венделл М. Стэнли создал кристаллический образец вируса, который можно было увидеть с помощью рентгеновских лучей, что принесло ему Нобелевскую премию в 1946 году. (Самое чёткое рентгеновское изображение вируса табачной мозаики было получено Розалиндой Франклин в 1955 году, после того как она внесла свой вклад в открытие двойной спирали ДНК.) Первые чёткие фотографии вируса табачной мозаики появились только в 1941 году, когда были изобретены мощные просвечивающие электронные микроскопы, которые показали возбудителя, похожего на тонкую палочку.

Это был переломный момент в научном понимании вирусов, потому что визуальное доказательство рассеивало любые сомнения в их существовании. Снимки показали, что вирусы – это простые структуры из генетического материала, обёрнутого в твёрдую оболочку белковых молекул – далеко не то же самое, что мягкие клеточные бактерии. Но Бейеринк не дожил до подтверждения своей теории: он умер в 1931 году.

«В некотором смысле нам повезло, что мы установили причину болезни табачных растений, – говорит Шольтхоф. – Это была экономическая проблема». Поскольку вирус так долго был предметом исследований, его использовали для разработки фундаментальных идей вирусологии. Он до сих пор остаётся инструментом в вирусологии растений.

Майер, Ивановский и Бейеринк не смогли остановить распространение табачной мозаики при жизни; производство табака в Нидерландах полностью прекратилось. Тем не менее, их новаторская работа над вирусом табачной мозаики положила начало столетним исследованиям, которые выявили широкий спектр вирусных структур и стратегий выживания.

В то время как вирус табачной мозаики имеет палочковидную форму и состоит только из генов и белка, другие, такие как коронавирус COVID-19, имеют круглую форму и завёрнуты в жировую оболочку, что делает их особенно чувствительными к мылу, когда вы моете руки. Прогресс в понимании того, как распространяются вирусы, позволил искоренить оспу и изобрести вакцины.

«За прошедшее столетие было сделано немало удивительных достижений, и это произошло настолько быстро и кардинально, что мы не успели соотнести их с тем, каким был мир, – говорит Шольц. – Сейчас нам есть о чём беспокоиться. Но я обычно нахожу то, что делают учёные, одним из самых ярких элементов того, на что вы можете посмотреть».

Специально для читателей моего блога Muz4in.Net 

    Фиговый из Платошкина пророк, однако

    Хрюкен-пюрер Платошкин Личное дело: Александр Роджерс. Характер: мерзкий. Тотемное животное: медоед. Любимое занятие: унижать и уничтожать лжепророков и самозваных «Спасителей Отечества&raq...

    Фетисов на примере дочери пояснил, почему у настоящих патриотов дети учатся в Америке
    • Tay
    • Вчера 09:26
    • В топе

    Помните Фетисова? Ну, тот самый, хоккеист, человек легенда, которого вечно в пример нынешним спортсменам ставят — мол, надо брать за образец. Нет, насчет примера — это я против ничего ...

    Испытание Майданом. Что на самом деле означают стачки и протесты в США и других странах

    На фоне американских бунтов, мир благополучно не заметил годовщину событий на площади Тяньаньмэнь. И правда, юбилей был в прошлом году. До следующего далеко. Только протестующие в Гонконге (кто-то о н...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Марина Вчера 14:24

      10 мировых рекордов, которые не были побиты

      С 1955 года Книга рекордов Гиннесса документирует и каталогизирует многочисленные подвиги, достижения и рекорды мира и людей в своей ежегодной публикации.Хотя были задокументированы многочисленные рекорды, большинство из них были побиты через некоторое время, а многие даже по несколько раз.Но существуют и те, которые так и не были побиты, и хотя их, безусловно, могли ...
      111
      Марина 5 июня 20:06

      Проклятие победителя: почему успех более опасен, чем неудача

      В 2018 году Германия, действующий чемпион Кубка мира, победила, удержав самый большой приз в игре в футбол.У немецкой футбольной команды был надёжный послужной список успехов в Чемпионате мира, который она начала формировать с 1930-х годов: она четыре раза становилась победителем; также на её счету четыре вторых места, четыре третьих и одно четвёртое.Фу...
      584
      Марина 5 июня 17:25

      Неожиданные недостатки бипедализма

      Решение встать на две ноги было одним из (если не самым) важным в ходе нашей эволюции. Это освободило наши руки, чтобы мы могли делать то, что раньше было невозможным, и непосредственно подготовило почву для всех событий, которые мы называем «человеческой историей».И это уникальная черта, поскольку ни одно другое животное – ни до, ни после – не понимало, что ходьба на...
      80
      Марина 5 июня 15:00

      Жизнь «Голоса Божьего»

      И хотя многие из вас, вероятно, не знакомы с именем Дональда Лафонтена, вы наверняка слышали его голос – или, по крайней мере, того, кто пытается подражать ему. Титан индустрии развлечений, Лафонтен за всю свою карьеру озвучил четверть миллиона проектов. Итак, каким же образом так называемому «Голосу Божьему» удалось стать столь популярным и навсегда из...
      255
      Марина 5 июня 11:06

      5 способов повысить свою психологическую устойчивость и преодолеть невзгоды

      В условиях постоянной угрозы стресса, тревоги, депрессии все больше появляется приложений, призванных помочь справиться с подобными состояниями. Они рекламируются как способ самопомощи. Обещают уменьшить беспокойство, облегчить депрессию и помочь вам справиться с трудностями. И, конечно, создатели уверяют, что все они основаны на последних научных дости...
      125
      Марина 4 июня 21:39

      Американская черешня, вертолёты и фены

      Мы считаем черешню ягодой, но это не так. Черешня относится к костянкам, или фруктам с косточками, и имеет больше родства с персиками, сливами и даже авокадо. В следующий раз, когда вы окажетесь в овощном отделе местного супермаркета, обратите внимание на цены. Они могут сильно колебаться в зависимости от сезона и сбоев в поставках, но в целом вы замети...
      1369
      Марина 4 июня 18:11

      Глупые моменты в истории: как богатые чудаки организовали второе пришествие Иисуса Христа

      В истории не было недостатка в потенциальных мессиях. Кто-то из ваших соседей прямо сейчас вынашивает план по созданию безумного культа либо же бормочет своей собаке о том, что он избранный. Однако мало кто станет объявлять незнакомого человека спасителем, и ещё реже случается так, что этот незнакомец стремится разрушить веру, построенную вокруг него. Э...
      474
      Марина 4 июня 14:42

      Энтропия: почему жизнь кажется такой сложной

      Как бы мы ни старались улучшить свою жизнь, кажется, что с каждым днём она становится всё сложнее и сложнее.В сферах семьи, финансов, работы, здоровья и так далее постоянно возникают проблемы, которые кажутся неразрешимыми. Мы устали от бесконечной атаки жизненных проблем, и нам часто кажется, будто наша жизнь рушится. Почему нам всегда кажется, будто ж...
      855
      Марина 4 июня 11:27

      Самые странные вещи, которые могут получить заключённые

      Если вы смотрели документальные фильмы или сериалы вроде «Оранжевый – хит сезона», то у вас, возможно, сформировалось некоторое представление о том, что человек может купить или получить, находясь в тюрьме. Или, может быть, вы лично знаете того, кто устал от реальной жизни и взял «длительный отпуск». Вы, вероятно, представляете себе такие предметы, как тапочки для душ...
      123
      Марина 3 июня 20:20

      Как выглядит подземный бункер Белого дома?

      Полиция возле Белого дома во время протестов в Вашингтоне В пятницу президент Дональд Трамп спрятался в подземном бункере под Белым домом, когда сотни людей начали протестовать против жестокости полиции в Вашингтоне, округ Колумбия — демонстрации впервые начались в Миннеаполисе после того, как белый полицейский убил Джорджа Флойда, 46-летнего чернокож...
      140
      Марина 3 июня 17:45

      История о том, как американский гангстер Уайти Балджер «выиграл» в лотерею

      В 1991 году в ликёроводочном магазине южной части Бостона был продан выигрышный лотерейный билет. Самый печально известный гангстер города утверждал, что он принадлежал ему.Как и Билли Балджер, другие родственники беглеца Уайти утверждали, что ничего не знают о его местонахождении. Несколькими месяцами ранее он покинул Бостон, и с тех пор о нём ничего н...
      92
      Марина 3 июня 15:13

      Операция «Мустанг»: история о том, как Ford Mustang 1966 года оказался на вершине Эмпайр-стейт-билдинг

      Когда Эмпайр-стейт-билдинг открыли в 1931 году, на тот момент оно стало самым высоким зданием в мире – титул, который оно удерживало почти 40 лет. Тогда никто бы и представить себе не мог, что кто-то попытается поднять автомобиль на смотровую площадку здания, используя оригинальные лифты. Однако в 1965 году прототип кабриолета Mustang разрезали на три основные секции ...
      98
      Марина 3 июня 11:12

      Миля за 4 минуты: почему одни люди достигают невозможного, а другие – нет

      6 мая 1954 года Роджер Баннистер, 25-летний студент медицинского факультета, отработал свою обычную утреннюю смену в Больнице Святой Марии и сел на дневной поезд от Паддингтонского вокзала до Оксфорда, чтобы принять участие в забеге на одну милю против представителей Оксфордского университета.В течение почти десятилетия до этого дня Баннистер бегал в основном из страх...
      143
      Марина 2 июня 21:21

      История неизвестного третьего соучредителя Apple

      Если бы вас попросили назвать всех основателей Apple, вы, вероятно, тут же вспомнили бы Стива Джобса и, возможно, даже Стива Возняка. Тем не менее, большинство людей не знакомы с третьим соучредителем компании, Рональдом Уэйном. В фильме «Стив Джобс» он даже не появился в качестве героя, что некоторые критики сочли неверным изображением возникновения ко...
      1688
      Марина 2 июня 17:09

      История «Лехи», еврейской террористической организации, которая пыталась создать союз с нацистами

      Несмотря на то, что их число никогда не превышало 200 человек, «Лехи» оставили неизгладимый след в израильской политике, истории и культуре… «Лехи» обрели в Палестине репутацию людей с неизбирательной агрессией, грандиозной политикой и готовностью прилагать максимум усилий, чтобы создать этническое еврейское государство. В первой половине 20-го века мн...
      633
      Марина 2 июня 14:51

      День, когда вы решили совершить скачок

      Скачки в жизни могут совершаться на разные расстояния.Одни кажутся невыполнимыми и рискованными: Другие – трудными, но управляемыми: А третьи вообще требуют незначительных усилий: Скорее всего, в вашей жизни есть такая область, в которой вы хотели бы совершить скачок. Независимо от того, является ли это личным или профессионал...
      116
      Марина 2 июня 11:42

      10 интересных фактов Тайване («настоящем» Китае)

      Тайвань – одна из тех стран, о которых большинство людей на Западе знают мало. Отчасти это связано с тем, что Тайвань остаётся в стороне наиболее негативных аспектов международных новостей, но также имеет много общего с Китаем.Какими бы ни были причины, если вы не были там, не родились там или не знаете кого-то оттуда, то, скорее всего, вы не знаете, насколько удивите...
      1081
      Марина 1 июня 20:27

      Бесконечные оттенки неопределённости

      «Все совершают ошибки».Мало найдётся таких общепринятых утверждений, как это – главным образом, потому, что никто не станет сомневаться в их истинности. Если и есть что-то, в чём наука и религия могут прийти к согласию, так это склонность человека совершать ошибки и то, что осознание этого – первый шаг на пути к раскрытию реальности.А теперь поразмыслите над следующей...
      354
      Марина 1 июня 17:36

      10 признаков того, что ваша жизнь намного лучше, чем вы думаете

      Независимо от того, какая у вас внешность, откуда вы родом, сколько денег у вас есть и так далее, вас всегда кажется, что ваша жизнь могла бы быть лучше.Когда речь заходит о самосовершенствовании, вы сталкиваетесь с эффектом обоюдоострого меча. Улучшение жизни важно и необходимо, однако самосовершенствование также может вызвать у вас чувство неувереннос...
      1996
      Марина 1 июня 11:13

      26 увлекательных фактов о человеческом теле

      Вряд ли вы часто задумываетесь об удивительных особенностях человеческого тела, но есть много интересных фактов, которые вы можете не знать о нём. Например, известно ли вам, что люди на самом деле покрыты невидимыми полосами? В этой статье мы рассмотрим более 20 увлекательных фактов о человеческом теле, о которых вы, возможно, никогда не слышали.1. ПОДБ...
      2328
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика