Zahvaljujući virusima pamtimo i učimo

Znanstvenici su sigurni: kad bi se svi virusi uklonili s površine naše kugle, cijeli život na Zemlji bio bi uništen. Kako su istraživanja napredovala, prestali smo promatrati viruse kao čisto patogene organizme. Oni koji uzrokuju bolest su samo mali postotak.

ImageFlow / Shutterstock

Naš vodič kroz fascinantni svijet virusa je Maciej Przybylski, habilitirani doktor medicinskih znanosti, virolog s katedre i Odjela za medicinsku mikrobiologiju Medicinskog sveučilišta u Varšavi.

  1. Virion ili virusna čestica vrsta je transportne kapsule koja nosi genetski materijal, pa kad napusti stanicu u kojoj se razmnožava, može doći do druge kako bi nastavila postupak replikacije - objašnjava dr. Przybylski
  2. Kao što stručnjak objašnjava, evidencija je tisuće virusa kćeri repliciranih u jednoj stanici
  3. Što su divovski virusi? Je li istina da virusi mogu "putovati" između kontinenata? Dolazi li ljudska DNA i od virusa? naš sugovornik odgovara na ova (i na mnoga druga) pitanja
  4. Aktuelnije informacije o epidemiji u Poljskoj mogu se naći na početnoj stranici Onet.pl

Monika Zieleniewska, Medonet: Svi su virusi paraziti koji zaraze stanice kako bi se u njima razmnožavali. Kopiraju li se u jednom uzorku?

Dr hab. Maciej Przybylski: Možemo opisati zajednički mehanizam razmnožavanja virusa, jednak za sve vrste virusa.Virion ili virusna čestica vrsta je transportne kapsule koja nosi genetski materijal, pa kad napusti stanicu u kojoj se razmnožila, može doći do druge kako bi nastavila postupak replikacije. Kada se to dogodi, na nju se veže preko svojih površinskih proteina. Odabire specifični receptor, tj. Protein koji je specifičan za određeni virus. Kao rezultat, različiti virusi inficiraju različite vrste, npr. Samo ljude ili također druge sisavce, a to također određuje vrste stanica u tijelu koje virus može zaraziti.

  1. Alarmantna statistika smrti. U Poljskoj je gore nego u Španjolskoj i Italiji

Virus mora pogoditi stanični receptor sa specifičnom trodimenzionalnom strukturom koja odgovara površinskom proteinu opisanom određenim genom, a nakon toga mora prodrijeti u citoplazmatsku membranu stanice. Nakon što prodre u citoplazmu, oslobađa se njegov genetski materijal, a to je RNA ili DNA. Općenito se za DNA viruse replikacija odvija u jezgri, a za RNA viruse u citoplazmi. Međutim, postoje iznimke, npr. Divovski virusi iz DNA skupine repliciraju se u citoplazmi. Množenje započinje s proizvodnjom ranih gena, tj. Gena koji su virusu potrebni na samom početku. To su geni koji blokiraju određene stanične funkcije i preusmjeravaju potrošnju energije na razmnožavanje virusa.

Kada se stanica pripremi tako da počne podržavati replikaciju virusa, genom se duplicira, odnosno stvara što više kopija DNA ili RNA virusa. Istodobno započinje sinteza bjelančevina koje će tvoriti njezinu ljusku, nazvanu kapsida. Posljednji postupak je oslobađanje virusa iz stanice. Može biti povezano, ali ne uvijek, s uništavanjem stanice.

dr. hab. n. med. Maciej Przybylski

Koliko se virusa može umnožiti u jednoj stanici?

Ovisi o mnogim čimbenicima dijela virusa i stanice. Evidencija je tisuće virusa kćeri repliciranih u jednoj stanici.

Očigledno u svakom mililitru oceanske vode uzete nasumce nalazimo 10 do 8 bakteriofaga. Pogledajmo pobliže ove viruse koji su otkriveni početkom 20. stoljeća.

Bakteriofagi zaraze i često uništavaju bakterije. Otkriveni su dok se u Europi odvijao Prvi svjetski rat, a prije Drugog svjetskog rata pripravci bakteriofaga koristili su se za liječenje odabranih bakterijskih infekcija u nekoliko zemalja. SSSR je bio vodeći u istraživanju bakteriofaga, gdje su se četrdesetih godina 20. stoljeća bakterijski preparati koristili za liječenje, na primjer, bakterijske dizenterije ili dizenterije. Interes sovjetskih vlasti za bakteriofage prebačene u Poljsku nakon 1945. godine. Istraživački centar za ove viruse uspostavljen je na Institutu Hirszfeld u Wrocławu. Trenutno je tim na čelu s prof. Andrzej Górski i dr. Ryszard Międzybrodzki, koji ima velik uspjeh u upotrebi bakteriofaga u liječenju bakterijskih infekcija.

  1. Ispitivanje antigena je brže i jeftinije, ali postoje i nedostaci

Pristup terapiji bakteriofazima razlikuje se u cijelom svijetu. U Rusiji ili Gruziji svatko može kupiti pripravke za fage u ljekarni. Poznato je da su sigurni, opsežno su testirani, a ne postoji niti jedan skup podataka koji bi rekao da mogu naštetiti osobi.

U Poljskoj je situacija drugačija. Pacijentu koji nije uspješan u liječenju antibioticima može se dodijeliti eksperimentalna terapija. Jedinstveni set faga pripremljen je posebno za njega, primjer je personalizirane medicine u najboljem smislu te riječi.

I početkom 21. stoljeća svijet je saznao za divovske viruse.

Divovski virusi parazitiraju na amebama, koraljima i drugim morskim praživotinjama i beskičmenjacima. Imaju prilično smiješna imena: mimi-, mama- i mumuvirusi. Službeno su otkriveni 2002, ali bili su nam poznati 10 godina ranije, tek tada su ih smatrali bakterijama. Otuda i naziv mimi, kratica za oponašanje mikroba, što znači oponašanje bakterije. Bili su toliko veliki da nisu prolazili kroz virološke filtre (veličina mrežaste mreže je 0,22 mikrometra), koji se koriste u laboratorijima za razlikovanje virusa od nevirusa, poput bakterija. Mogu se vidjeti u optičkom mikroskopu i dodatno obojati standardnim bojama koje se koriste u bakteriologiji.

Sada znamo da nisu samo veće, već i složenije od primitivnih bakterija. Naravno, nisu u stanju razmnožavati se izvan stanice domaćina, ali u svom genomu imaju proteine ​​odgovorne za sintezu proteina i proizvodnju energije, koji su do sada bili rezervirani za pro i eukariotske stanice, tj. Bakterije i stanice koje sadrže jezgru. Oni također imaju proteine ​​povezane sa sintezom nukleotida i popravkom DNA, a to su procesi toliko napredni da ih vežemo za stanične organizme, a ne za viruse.

  1. To bi moglo odrediti hoćemo li teško napraviti COVID-19 ili ne

Divovski virusi stvaraju tzv tvornice replikacije - virosfere. To je zasebno područje u citoplazmi koje sliči zasebnoj staničnoj jezgri. Znanstvenici nagađaju da su divovski virusi pomogli u prijelazu iz prokariota u nuklearne organizme. Štoviše, na primjer, mimivirus ima svoj virusni "satelit" nazvan Sputnik, koji inficira stanicu koja je prethodno zaražena mimivirusom, a zatim blokira replikaciju divovskog virusa. S druge strane, vrlo je malen. Divovski su virusi oko 30 puta veći od njihovih najmanjih rođaka.

Virusi koji ostaju s nama ... zauvijek!

Kaže se da ljudska DNK dijelom potječe od virusa koji su nas nekada zarazili. Što kaže znanost?

Počeli smo ozbiljno proučavati ljudski genom prije nekoliko godina. Prvo smo koristili standardne tehnike sekvenciranja (čitanje genetskih informacija), a sada to radimo puno brže sa sekvenciranjem sljedeće generacije. Trenutno u kratkom vremenu možemo pročitati sekvence koje obuhvaćaju stotine milijuna nukleotida (slova genetskog koda). U dobrom se laboratoriju ljudska DNK sekvencira u roku od 24 sata.

Neko smo vrijeme sumnjali, a sada pouzdano znamo da ljudski genom uključuje retrovirusne sekvence, tj. Genetske sekvence virusa iz obitelji Retroviridae, što uključuje, između ostalog HIV. Ima ih relativno mnogo, ovo je primjetan postotak naše genomske DNA. Tijekom evolucije čovjek je došao u kontakt s retrovirusima, naši evolucijski preci su se zarazili. Jednom zaražen, virusni genom - u početku RNA - prepisuje se u DNA enzimom zvanim reverzna transkriptaza. Napravljena je DNK kopija virusnog genoma i ona je ugrađena u genom ljudske stanice. Ovaj oblik integrirane virusne DNA naziva se provirus. U ovom se obliku virus umnožava prema scenariju koji smo ranije predstavili.

Nakon što se naše tijelo riješi infekcije, virusna DNA zauvijek ostaje u našim stanicama. I ispada da je nasljeđujemo mi, prelazi s koljena na koljeno. Sa svakom sljedećom infekcijom novom vrstom retrovirusa, situacija se ponavlja. Kad to pomnožimo sa svim vrstama i generacijama koje su prethodile suvremenom čovjeku, ispada da u svom genomu imamo prilično solidnu bazu retrovirusne DNA. Sadrži DNA oba virusa s kojima su se ljudi relativno nedavno susreli, poput HIV-a ili HTLV-a, kao i drevne virusne sekvence, poput ERV-a (tzv. Endogeni retrovirusi). Iznenađujuće je da neke ERV sekvence sadrže gene koji su potrebni našem tijelu, poput onih povezanih s proizvodnjom energije i imunitetom.

Znanstvenici su nedavno zaključili da je određeni retrovirus koji je inficirao primarne sisavce prije oko 100 milijuna godina sudjelovao u stvaranju posteljice. Dakle, bez ovih endogenih virusa naša evolucija bila bi vrlo različita. Da bi bilo još zanimljivije, usporedimo li genom sisavaca i genom ovih retrovirusa, ispada da se oni ne razvijaju paralelno. Dakle, endogeni retrovirusi pružaju dodatni skup gena koje dobivamo potpuno neovisno.

Vidi također: "Poljska je u zadnjih 30 godina zaboravila da virologija uopće postoji"

Postoje li još slični primjeri?

Geni iz endogenih retrovirusa uključeni su u proces pamćenja informacija. To je specifična vrsta RNA koja se prevozi između neurona u mozgu. Potrebno je da proces memoriranja pravilno teče, a njegov transport odvija se unutar virusnog pseudokapsida, izrađenog od retrovirusnih proteina.

Zamislite ovo: potpuno ljudska nRNA transportirana između potpuno ljudskih živčanih stanica, ali unutar proteina virusnog podrijetla. Isti proteini pronađeni u endogenim retrovirusnim sekvencama koji prate ljude već jako dugo. Toliko davno da su bili dio naših stanica i da bez njih ne bismo mogli pravilno učiti.

Virus nazvan HTLV, koji tisućljećima koegzistira s ljudima, koristi se za otkrivanje pretpovijesnih obrazaca migracije. Istraživanja na njemu sugeriraju da su, na primjer, stanovnici Sibira prešli Beringov tjesnac. To je istina?

Prepoznali smo izvore koje koristimo za praćenje pretpovijesnih migracija. To je arheologija, tj. Fosilni tragovi, to su kulturološke studije, npr. Etnolingvističke, koje se, između ostalog, bave razvojem jezika. Također imamo klasične genetske testove koje dijelimo u dvije skupine: mitohondrijska DNA naslijeđena od majke i nuklearna DNA naslijeđena od oca. Istraživanje virusa samo je dodatak onome što već znamo iz antropologije i genetike.

  1. Ima li netko kod kuće COVID-19? Evo što možete učiniti da se ne zarazite

Znanstvenici su ovdje pogledali tri virusa: HTLV retrovirus - svjetski rašireni virus ljudske leukemije; JC virus - virus s Janusovim licem, jer uzrokuje raširene i asimptomatske infekcije, ali kod ljudi s teškom imunodeficijencijom može izazvati ozbiljnu, fatalnu bolest zvanu multifokalna leukoencefalopatija. To je neurološka bolest koja uništava živčane mijelinske ovojnice; dok je treći virus popularni virus herpesa. Istraživanje na njima potvrdilo je sjeveroistočni put migracije, tj. Prelazak prolaza Bering od strane sibirskih naroda. Migracije duž istočnoazijske obale praćene su HTLV-om koji sada također aktivno zaražava ljude i sekvencama endogenih ERV retrovirusa.

U Brazilu je pokrenuto istraživanje koje je kasnije obuhvatilo Meksiko i Sjevernu Ameriku radi usporedbe afričkih i južnoameričkih genotipova HTLV. Radilo se o hvatanju razlika u mutacijama. Nije iznenađujuće što su otkrivene drevne sekvence ovog virusa koje odgovaraju njegovom prenošenju s prvim nomadskim narodima u Novi svijet. Također je moguće da se tada već koristio morski put migracije koji je vodio izravno iz Afrike u Južnu Ameriku. Podaci se još uvijek prikupljaju.

Zanimljivo je da, osim ovog starog migracijskog puta, broji 20-30 tisuća stanovnika. Prije godina otkrivena je uobičajena nakupina HTLV-a koja datira iz 17. - 18. stoljeća. Tada se iznenada afrički HTLV pojavljuje u američkoj populaciji. Povezan je s trgovinom robljem.

  1. Virus u Kini "pobjegao" je iz laboratorija? O prijetnji se već razgovaralo 2017. godine

Francuski su znanstvenici navodno uskrsnuli prapovijesni virus. To je istina?

Riječ je o pandoravirusu. Jedan je od divovskih virusa, rođak mimi- i mamavirusa. Poput njih, zaražava amebe i usko je povezan s morskim okolišem. Na temelju genetske analize leđa, njegova je dob procijenjena na 30 000. godine. Oblikom podsjeća na amforu, pa spada u skupinu pitovirusa, od grčkog pitos - vrsta amfore. Poanta je u tome što Pandora od bogova nije dobila limenku, već amforu.

Da biste oživjeli virus, morate imati puno sreće, jer je poluvrijeme DNA koju želimo oporaviti na ovoj ljestvici prilično kratko. Francuzi su pandoravirus pronašli u smrznutoj vodi donesenoj s Čukotke. Bio je u stanicama prapovijesnih ameba. U svakom slučaju, nakon ozeblina pokazalo se da su moderne amebe i dalje osjetljive na zarazu tim drevnim virusom.

To bi vas moglo zanimati:

  1. Bolje se zaraziti da biste stekli imunitet? Odgovara virolog
  2. Koronavirus. Što je istina, a što mit?
  3. Sedam najopasnijih virusa na svijetu

Pandemije širom svijeta [INFOGRAFIKA]
Oznake:  Lijekovi Zdravlje Seks