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病毒是怎么被發現的
發布時間:2020-02-26     作者:   來源:   分享到:

病毒這個名稱是近現代才出現的,但我們人類很早就已經在和它們打交道了。根據現存史料記載,至少在公元前二至三個世紀,印度和中國就存在天花。16世紀,中國就已經發明了人痘接種法預防天花,隨后傳播到日本和歐洲各國。1796年,英國鄉村醫生愛德華·詹納接種牛痘預防天花試驗成功,從而大大提高了接種預防天花的安全性。但當時的人們對病毒病的研究純粹是從防治疾病的實際需要出發,對病毒的本質依然茫然無知。

17 世紀下半葉,羅伯特?虎克和列文?虎克通過顯微鏡相繼發現了細胞、原生動物和細菌,為人類開啟了微小世界的大門。

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1884 年,法國微生物學家查理斯?尚柏朗發明了一種細菌無法濾過的過濾器,用以制備無菌液體,為發現病毒提供了可能。

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 19世紀末葉,煙草種植業的蓬勃發展,但是一個難題隨之而來,那就是,煙草長出的深綠葉子上會莫名其妙地出現淺綠色斑紋,致使煙葉的產量和質量都受到嚴重的影響。為探明該煙草疾病的產生原因,在荷蘭工作的德國農藝化學家麥爾自1879年開始對煙草的種植展開了長時間的觀察與實驗研究,并于1882年將這種煙草疾病命名為“煙草花葉病”。麥爾把患有花葉病的煙草植株的葉片加水研碎,取其汁液注射到健康煙草的葉脈中,引起花葉病,從而證明煙草花葉病是一種傳染性疾病。麥爾后來又做了一系列實驗,最后推測煙草花葉病是由細菌引起的。

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 1892年,俄國植物學家伊凡諾夫斯基重復了麥爾的實驗, 而且進一步發現,患病煙草植株的葉片汁液通過細菌過濾器過濾后,仍能引發健康的煙草植株發生花葉病。但伊凡諾夫斯基仍拘泥于當時普遍信奉的疾病菌源說,最終將其歸結為細菌產生的毒素導致煙草花葉病。

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1898 年,荷蘭微生物學家和植物學家貝杰林克通過更深入的研究,發現患花葉病的煙草汁液不僅具有連續傳染性,而且能在瓊脂凝膠中擴散。從這些實驗結果,貝杰林克指出,引起煙草花葉病的致病因子有三個特點:1.能通過細菌過濾器;2.僅能在感染的細胞內繁殖;3.在體外非生命物質中不能生長。根據這幾個特點他提出這種致病因子不是細菌,而是一種新的物質。他主張病毒是一種液體,是“傳染性活流質(contagium vivum fluidum)”,并取名為病毒(virus)。

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與此同時,德國細菌學家勒夫勒和費羅施,發現了引起牛口蹄疫的病原體也可以通過細菌過濾器,但兩人認為這種新病原體乃迄今為止從未遇到過的一種極其細小的微粒,但它仍屬于微生物,除體度外和細菌沒有太大的差異。

1935年,美國生物化學家斯坦利把重度感染的煙草花葉病毒煙葉搗碎,用分離蛋白質的方法把病毒分離出來并提純,得到結晶態的病毒。該結晶即使稀釋10億倍或重復結晶10次仍然具有傳染性。而且,給動物注射這種結晶后獲得的抗血清能夠抑制煙草花葉病毒的傳染性。這一成果無疑推動了人們從分子水平去進一步認識病毒的本質,促進了生物學與化學以及生物學與物理學的交叉融合,并為分子生物學的誕生奠定了重要基礎。

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1936年,英國洛桑農業實驗站植物病理部門的鮑頓和劍橋大學病理系的皮里合作對自己混合使用硫酸銨鹽析法和等電點沉淀法精制出的煙草花葉病毒結晶進行檢測后發現,結晶中的含氮量為16.7%,含磷量為0.5%,含糖量為2.5%。他們深入研究后指出:煙草花葉病毒大約是由95%的蛋白質和5%的核糖核酸(RNA)組成的核酸蛋白質復合體。而且,他們還基于煙草花葉病毒溶液具有各向異性推定煙草花葉病毒顆粒呈桿狀。這意味著病毒并不像人們通常想象的那樣是非常小的細菌,而是一種完全不同的實體。

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1956年,德國科學家吉爾和施拉姆將煙草花葉病毒放在水和苯酚中震蕩,使RNA與蛋白質分離后,再用提純過的RNA去給煙草接種,結果煙草葉子上出現了典型的花葉病斑。而當用核糖核酸酶對RNA進行處理后,再給煙草接種,煙草葉子上并不會出現病斑。經過一系列實驗驗證之后,吉爾和施拉姆指出,RNA是一種遺傳物質,煙草花葉病毒的RNA成分在接種后的煙草葉片中能夠誘導合成出新的煙草花葉病毒。也就是說RNA具有增殖能力,亦即傳染性1957年,佛蘭科爾-康拉特和辛格爾通過病毒的重建進一步證實了吉爾和施拉姆的結論。

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 1933年,兩位德國年輕人恩斯特·魯斯卡與波多·馮·波里斯合作,成功地研制出了全球第一臺分辨率超過光學顯微鏡的電子顯微鏡。但這臺電子顯微鏡結構還比較簡單,實用性不強。5年后,在西門子公司的支持下二人再度合作研制出放大率可達3萬倍的實用電子顯微鏡試制品。在此基礎上,西門子公司于1939年正式推出第1臺商用電子顯微鏡。自此,電子顯微鏡成為研究病毒形態結構提供了必不可少的手段。

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    1939年,德國人考施第一次在電鏡下觀察到煙草花葉病病毒為桿狀體。幾乎同時,德國的麥爾徹斯、美國的斯坦利和安德森等也在電鏡下看到了病毒的真實形態。根據考施等人的觀察,“煙草花葉病毒分子”呈桿狀,其直徑大約為15納米,長度為150或300納米。人們終于用自己的眼睛看到了病毒顆粒,并確認它是含有RNA成分、具有傳染性的核酸蛋白質復合體。

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