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病毒是怎么被发现的
发布时间:2020-02-26     作者:   来源:   分享到:

病毒这个名称是近现代才出现的,但我们人类很早就已经在和它们打交道了。根据现存史料记载,至少在公元前二至三个世纪,印度和中国就存在天花。16世纪,中国就已经发明了人痘接种法预防天花,随后传播到日本和欧洲各国。1796年,英国乡村医生爱德华·詹纳接种牛痘预防天花试验成功,从而大大提高了接种预防天花的安全性。但当时的人们对病毒病的研究纯粹是从防治疾病的实际需要出发,对病毒的本质依然茫然无知。

17 世纪下半叶,罗伯特•虎克和列文•虎克通过显微镜相继发现了细胞、原生动物和细菌,为人类开启了微小世界的大门。

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1884 年,法国微生物学家查理斯•尚柏朗发明了一种细菌无法滤过的过滤器,用以制备无菌液体,为发现病毒提供了可能。

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 19世纪末叶,烟草种植业的蓬勃发展,但是一个难题随之而来,那就是,烟草长出的深绿叶子上会莫名其妙地出现浅绿色斑纹,致使烟叶的产量和质量都受到严重的影响。为探明该烟草疾病的产生原因,在荷兰工作的德国农艺化学家麦尔自1879年开始对烟草的种植展开了长时间的观察与实验研究,并于1882年将这种烟草疾病命名为“烟草花叶病”。麦尔把患有花叶病的烟草植株的叶片加水研碎,取其汁液注射到健康烟草的叶脉中,引起花叶病,从而证明烟草花叶病是一种传染性疾病。麦尔后来又做了一系列实验,最后推测烟草花叶病是由细菌引起的。

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 1892年,俄国植物学家伊凡诺夫斯基重复了麦尔的实验, 而且进一步发现,患病烟草植株的叶片汁液通过细菌过滤器过滤后,仍能引发健康的烟草植株发生花叶病。但伊凡诺夫斯基仍拘泥于当时普遍信奉的疾病菌源说,最终将其归结为细菌产生的毒素导致烟草花叶病。

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1898 年,荷兰微生物学家和植物学家贝杰林克通过更深入的研究,发现患花叶病的烟草汁液不仅具有连续传染性,而且能在琼脂凝胶中扩散。从这些实验结果,贝杰林克指出,引起烟草花叶病的致病因子有三个特点:1.能通过细菌过滤器;2.仅能在感染的细胞内繁殖;3.在体外非生命物质中不能生长。根据这几个特点他提出这种致病因子不是细菌,而是一种新的物质。他主张病毒是一种液体,是“传染性活流质(contagium vivum fluidum)”,并取名为病毒(virus)。

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与此同时,德国细菌学家勒夫勒和费罗施,发现了引起牛口蹄疫的病原体也可以通过细菌过滤器,但两人认为这种新病原体乃迄今为止从未遇到过的一种极其细小的微粒,但它仍属于微生物,除体度外和细菌没有太大的差异。

1935年,美国生物化学家斯坦利把重度感染的烟草花叶病毒烟叶捣碎,用分离蛋白质的方法把病毒分离出来并提纯,得到结晶态的病毒。该结晶即使稀释10亿倍或重复结晶10次仍然具有传染性。而且,给动物注射这种结晶后获得的抗血清能够抑制烟草花叶病毒的传染性。这一成果无疑推动了人们从分子水平去进一步认识病毒的本质,促进了生物学与化学以及生物学与物理学的交叉融合,并为分子生物学的诞生奠定了重要基础。

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1936年,英国洛桑农业实验站植物病理部门的鲍顿和剑桥大学病理系的皮里合作对自己混合使用硫酸铵盐析法和等电点沉淀法精制出的烟草花叶病毒结晶进行检测后发现,结晶中的含氮量为16.7%,含磷量为0.5%,含糖量为2.5%。他们深入研究后指出:烟草花叶病毒大约是由95%的蛋白质和5%的核糖核酸(RNA)组成的核酸蛋白质复合体。而且,他们还基于烟草花叶病毒溶液具有各向异性推定烟草花叶病毒颗粒呈杆状。这意味着病毒并不像人们通常想象的那样是非常小的细菌,而是一种完全不同的实体。

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1956年,德国科学家吉尔和施拉姆将烟草花叶病毒放在水和苯酚中震荡,使RNA与蛋白质分离后,再用提纯过的RNA去给烟草接种,结果烟草叶子上出现了典型的花叶病斑。而当用核糖核酸酶对RNA进行处理后,再给烟草接种,烟草叶子上并不会出现病斑。经过一系列实验验证之后,吉尔和施拉姆指出,RNA是一种遗传物质,烟草花叶病毒的RNA成分在接种后的烟草叶片中能够诱导合成出新的烟草花叶病毒。也就是说RNA具有增殖能力,亦即传染性1957年,佛兰科尔-康拉特和辛格尔通过病毒的重建进一步证实了吉尔和施拉姆的结论。

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 1933年,两位德国年轻人恩斯特·鲁斯卡与波多·冯·波里斯合作,成功地研制出了全球第一台分辨率超过光学显微镜的电子显微镜。但这台电子显微镜结构还比较简单,实用性不强。5年后,在西门子公司的支持下二人再度合作研制出放大率可达3万倍的实用电子显微镜试制品。在此基础上,西门子公司于1939年正式推出第1台商用电子显微镜。自此,电子显微镜成为研究病毒形态结构提供了必不可少的手段。

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    1939年,德国人考施第一次在电镜下观察到烟草花叶病病毒为杆状体。几乎同时,德国的麦尔彻斯、美国的斯坦利和安德森等也在电镜下看到了病毒的真实形态。根据考施等人的观察,“烟草花叶病毒分子”呈杆状,其直径大约为15纳米,长度为150或300纳米。人们终于用自己的眼睛看到了病毒颗粒,并确认它是含有RNA成分、具有传染性的核酸蛋白质复合体。

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