История развития вирусологии кратко
Обновлено: 05.07.2024
Значение открытия Д.И. Ивановского. Этапы развития вирусологии. Роль ученых в развитии вирусологии.
Впервые существование вируса доказал в 1892 году Ивановский. В результате наблюдений он высказал предположение, что болезнь табака, под названием мозаичной, представляет собой не одно, а два совершенно различных заболевания одного и того же растения: одно из них - рябуха, возбудителем которого является грибок, а другое неизвестного происхождения. Возбудитель мозаичной болезни табака не мог быть обнаружен в тканях больных растений с помощью микроскопа и не культивировался на искусственных питательных средах. Ивановский открыл вирусы - новую форму существования жизни. Своими исследованиями он заложил основы ряда научных направлений вирусологии: изучение природы вируса, цитопаталогических вирусных инфекций, фильтрующихся форм микроорганизмов, хронического и латентного вирусоносительства.
Конец XIX — начало XX-го века. Основным методом идентификации вирусов в этот период был метод фильтрации через бактериологические фильтры, которые использовались как средство разделения возбудителей на бактерии и небактерии. Были открыты следующие вирусы: вирус табачной мозаики; ящура; желтой лихорадки; оспы и трахомы; полиомиелита; кори; вирус герпеса.
30-е годы — основным вирусологическим методом, используемым для выделения вирусов и их дальнейшей идентификации, являются лабораторные животные. 1931 г. — в качестве экспериментальной модели для выделения вирусов стали использоваться куриные эмбрионы, которые обладают высокой чувствительностью к вирусам гриппа, оспы, лейкоза. Открыты: вирус гриппа; клещевого энцефалита.
40-е годы. Установили, что вирус осповакцины содержит ДНК, но не РНК. Стало очевидным, что вирусы отличаются от бактерий не только размерами и неспособностью расти без клеток, но и тем, что они содержат только один вид нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК. Введение в вирусологию метода культуры клеток явилось важным событием, давшим возможность получения культуральных вакцин. Из широко применяемых в настоящее время культуральных живых и убитых вакцин, созданных на основе аттенуированных штаммов вирусов, следует отметить вакцины против полиомиелита, паротита, кори и краснухи.
50-е годы: Открыты вирусы: аденовирусы; краснухи; вирусы парагриппа.
70-е годы: открытие в составе РНК-содержащих онкогенных вирусов фермента обратной транскриптазы (ревертазы). Становится реальным изучение генома РНК содержащих вирусов. Открыты вирусы: вирус гепатита B; ротавирусы, вирус гепатита A.
80-е годы. Развитие представлений о том, что возникновение опухолей может быть связано с вирусами. Компоненты вирусов, ответственные за развитие опухолей, назвали онкогенами. Открыты вирусы: иммунодефицита человека; вирус гепатита C.
3. Иммунная биотехнология, трансплантология, гибридология и антитела, вклад отечественных и зарубежных ученых в ее развитие.
Имунная биотехнология-это производство диагностических и лечебных сывороток. Иммунобиологические препараты – к ним относятся лечебные, диагностические и профилактические средства, включающие вакцины, лечебные сыворотки, анатоксины, иммуноглобулины, бактериофаги, интерфероны, препараты нормофлоры, аллергены и др.
Трансплантология — раздел медицины, изучающий проблемы трансплантации органов, таких, как почки, печень, сердце, таких как костный мозг, роговица, мышцы, сухожилия и т.д., а также перспективы создания искусственных органов.
Аутотрансплантация, или аутологичная трансплантация — реципиент трансплантата является его донором для самого себя. Например, аутотрансплантация кожи с неповреждённых участков на обожжённые широко применяется при тяжёлых ожогах. Аутотрансплантация костного мозга или гемопоэтических стволовых клеток после высокодозной противоопухолевой химиотерапии широко применяется при лейкозах, лимфомах и химиочувствительных злокачественных опухолях.
4. На прибывшем в порт судне обнаружены трупы грызунов. Наметить план лабораторной индикации возбудителя, противоэпидемических мероприятий.
В результате того, что грызуны являются переносчиками опасных инфекций (чума, лептоспироз, трихофития, микоспория, и др.) необходимо провести вскрытие и взять мазки-отпечатки с различных органов и тканей. Далее провести лабораторную диагностику данных мазков (микроскопическую, бактериологическую) и отметить присутствие или отсутствие патогенных микроорганизмов. Данные вскрытия трупа запротоколировать. Труп животного после вскрытия подлежит уничтожению.
Противоэпидемические мероприятия заключаются в обследование работников судна (при обнаружении возбудителя в грызунах) и дератизации, дезинфекции.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 11
Эшерихии и эшерихиозы.
Эшерихиозы - инфекционные болезни, возбудителем которых является Escherichia coli.
Различают энтеральные (кишечные) и парентеральные эшерихиозы. Энтеральные эшерихиозы — острые инфекционные болезни, характеризующиеся преимущественным поражением ЖКТ. Они протекают в виде вспышек, возбудителями являются диареегенные штаммы E.coli. Парентеральные эшерихиозы — болезни, вызываемые условно-патогенными штаммами E.coli — представителями нормальной микрофлоры толстой кишки. При этих болезнях возможно поражение любых органов.
Таксономическое положение. Возбудитель — кишечная палочка — основной представитель рода Escherichia, семейства Enterobacteriaceae, относящегося к отделу Gracilicutes.
Морфологические и тинкториальные свойства. E.coli — это мелкие грамотрицательные палочки с закругленными концами. В мазках они располагаются беспорядочно, не образуют спор, перитрихи. Некоторые штаммы имеют микрокапсулу, пили.
Культуральные свойства. Кишечная палочка — факультативный анаэроб, оптим. темп. для роста - 37С. E.coli не требовательна к питательным средам и хорошо растет на простых средах, давая диффузное помутнение на жидких и образуя колонии на плотных средах. Для диагностики эшерихиозов используют дифференциально-диагностические среды с лактозой — Эндо, Левина.
Ферментативная активность. E.coli обладает большим набором различных ферментов. Наиболее отличительным признаком E.coli является ее способность ферментировать лактозу.
Антигенная структура. Кишечная палочка обладает соматическим О-, жгутиковым Н и поверхностным К -антигенами. О-антиген имеет более 170 вариантов, К-антиген — более 100, Н-антиген — более 50. Строение О-антигена определяет принадлежность к серогруппе. Штаммы E.coli, имеющие присущий им набор антигенов (антигенную формулу), называются серологическими вариантами (серовары).
Факторы патогенности. Образует эндотоксин, обладающий энтеротропным, нейротропным и пирогенным действием. Диареегенные эшерихии продуцируют экзотоксин вызывающий значительное нарушение водно-солевого обмена. Кроме того, у некоторых штаммов, как и возбудителей дизентерии, обнаруживается инвазивный фактор, способствующий проникновению бактерий внутрь клеток. Патогенность диареегенных эшерихии - в возникновении геморрагии, в нефро-токсическом действии. К факторам патогенности всех штаммов E.coli относятся пили и белки наружной мембраны, способствующие адгезии, а также микрокапсула, препятствующая фагоцитозу.
Резистентность. E.coli отличается более высокой устойчивостью к действию различных факторов внешней среды; она чувствительна к дезинфектантам, быстро погибает при кипячении.
Роль E.coli. Кишечная палочка — представитель нормальной микрофлоры толстой кишки. Она является антагонистом патогенных кишечных бактерий, гнилостных бактерий и грибов рода Candida. Кроме того, она участвует в синтезе витаминов группы В, Е и К, частично расщепляет клетчатку.
Штаммы, обитающие в толстой кишке и являющиеся условно-патогенными, могут попасть за пределы ЖКТ и при снижении иммунитета и их накоплении стать причиной различных неспецифических гнойно-воспалительных болезней (циститов, холециститов) - парентеральных эшерихиозов.
Эпидемиология. Источник энтеральных эшерихиозов - больные люди. Механизм заражения — фекально-оральный, пути передачи—алиментарный, контактно-бытовой.
Патогенез. Полость рта. Попадает в тонкую кишку, адсорбируется в клетках эпителия с помощью пилей и белков наружной мембраны. Бактерии размножаются, погибают, освобождая эндотоксин, который усиливает перистальтику кишечника, вызывает диарею, повышение температуры тела и другие симптомы общей интоксикации. Выделяет экзотоксин - тяжелая диарея, рвоту и значительное нарушение водно-солевого обмена.
Клиника. Инкубационный период составляет 4 дн. Болезнь начинается остро, с повышения температуры тела, болей в животе, поноса, рвоты. Отмечаются нарушение сна и аппетита, головная боль. При геморрагической форме в кале обнаруживают кровь.
Иммунитет. После перенесенной болезни иммунитет непрочный и непродолжительный.
Микробиологическая диагностика. Основной метод — бактериологический. Определяют вид чистой культуры (грамотрицательные палочки, оксидазоотрицательные, ферментирующие глюкозу и лактозу до кислоты и газа, образующие индол, не образующие сероводород) и принадлежность к серогруппе, что позволяет, отличить условно-патогенные кишечные палочки от диареегенных. Внутривидовая идентификация, имеющая эпидемиологическое значение, заключается в определении серовара с помощью диагностических адсорбированных иммунных сывороток.
Вирусология как учение о вирусах. История вирусологии.
Вирусология как новая область инфекционной патологии возникла в конце XIX-го века, когда стало ясно, что многие распространенные заразные болезни человека, животных и растений вызываются иными возбудителями, чем бактерии и простейшие. Этими возбудителями оказались вирусы, впервые открытые Д.И. Ивановским (1892 г.) при изучении причины мозаичной болезни табака.
Пастер был первым, кто начал (1881 г.) систематически использовать лабораторных животных в работах по изучению вируса бешенства. Его исследования положили начало введению вирусных агентов в восприимчивый организм, а также в наиболее чувствительные к заболеванию органы или ткани.
В 1884 г. ученик Пастера Шамберлан изобрел керамические фильтры, позволившие освобождать от бактерий проходящие через них жидкости. В открытии вирусов особую роль сыграла мозаичная болезнь табака. В 1886 г. Майер обнаружил, что ее можно вызвать путем механического переноса сока больных растений здоровым растениям. В 1892 г. Д.И. Ивановский сообщил о возможности переноса мозаики табака соком больных растений, пропущенных через бактериальные фильтры Шамберлана. Позже Бейеринк (1899 г.) подтвердил эти наблюдения.
В 1897 г. Лёффлер и Фрош, используя принцип фильтруемости, примененный Ивановским, показали, что ящур передается от одного животного другому агентом, проходящим через фильтры, задерживающие самые мелкие микроорганизмы. Вскоре после этого были открыты многие вирусы человека и животных: миксомы (Санарелли, 1898), африканской чумы лошадей (Фадиан, 1900), желтой лихорадки (Риид и Кэрол, 1901), чумы птиц (Центанни, Лоде и Грубер, 1901), классической чумы свиней (Швейнитц и Дорсе, 1903), бешенства (Ремлингер и Риффат-Бей, 1903), лейкемии кур (Эллерман и Банг, 1908) полиомиелита (Ландстейнер и Поппер, 1909). В 1911 г. Раус открыл вирус, вызывающий у кур злокачественные опухоли. Открытие вируса саркомы Рауса и другие аналогичные наблюдения послужили основанием считать вирусы важными факторами онкогенеза.
Туорт (1915 г.) и д'Эрелль (1917 г.) независимо друг от друга открыли вирусы бактерий (бактериофаги). Далее открытия посыпались как из рога изобилия. В 40-х годах удалось обнаружить вирусы насекомых, а еще позже - вирусы грибов, синезеленых водорослей, свободноживущих микоплазм и простейших. Таким образом, уже во втором десятилетии XX века стали известны представители трех основных групп вирусов - вирусы растений, животных и бактерий. Круг хозяев вируса в ряде случаев не ограничивается лишь каким-либо одним видом организма. Один и тот же вирус может встречаться у представителей разных видов, родов и даже типов. Более того, известны вирусы, способные передаваться от растений насекомым и размножаться в клетках тех и других. Вирус, обладающий, соответствующей приспособляемостью, может использовать самые разнообразные эволюционные ниши.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Развитие вирусологии
Однако 12 тысяч лет назад человек изобрел сельское хозяйство, что привело к более высокой рождаемости. Кроме того, человек научился приручать животных через которых и стал получать патогены. Постепенно численность населения росла и уже к железному веку некоторые населенные пункты достигли одного миллиона человек. Соответственно это привело к более тесному контакту людей и распространенности респираторных заболеваний. Наша многочисленность сделала нас более подверженными инфекционным заболеваниям. Поэтому появление COVID-19 и других вирусов предопределено развитием и распространением человеческого вида.
Вакцинация
Человек не перестает искать пути победы над вирусами. Практика вакцинации насчитывает уже сотни лет. Еще в 17 веке буддийские монахи пили змеиный яд, чтобы выработать иммунитет перед укусом змеи. В 1796 году английский врач Эдвард Дженнер разработал первую в мире вакцину. Он наблюдал за коровами болеющими оспой, но иначе, чем человек. После долгих наблюдений он решился провести публичный опыт прививания. Дженнер взял образцы у молодой доярки, которая была заражена коровьей оспой и привил ее мальчику. В итоге болезнь протекала очень легко и не стала развиваться. Далее врач опубликовал научную работу, в которой сделал вывод, что перенесение коровьей оспы делает человека невосприимчивым к оспе человеческой. В итоге в течение 18 и 19 веков систематическое прививание против оспы привело к ее глобальной ликвидации.
Вакцина от бешенства гениального французского ученого Луи Пастера, разработанная в 1885 году, была следующим этапом, оказавшим влияние на историю вакцинации человека. После этого исследования и опыты в области вакцинации стали особенно активными. В 20 веке были созданы практически все знакомые нам вакцины, в том числе против полиомиелита и кори. Это произошло благодаря новым методам выращивания вирусов в лаборатории и помогло значительно повысить выживаемость детей и взрослых. В последние десятилетия исследования в молекулярной генетики стали применяться в вакцинологии. Настоящим успехом стала разработка вакцины против гепатита В, коклюшной вакцины и новых вакцин против сезонного гриппа. Молекулярная генетика создает основу для светлого будущего вакцинологии, включая разработку новых систем доставки вакцин, растительных вакцин, разработку более эффективных вакцин против туберкулеза и вакцин против ВИЧ.
Вирусология выделилась в самостоятельную дисциплину в середине XX века. Она возникла как ветвь патологии – патологии человека и животных с одной стороны, и фитопатологии – с другой. Первоначально вирусология человека, животных и бактерий развивалась в рамках микробиологии. Последующие успехи вирусологии в значительной мере основаны на достижениях смежных естественных наук – биохимии и генетики. Объектом исследования вирусологии являются субклеточные структуры – вирусы. По своему строению и организации они относятся к макромолекулам, поэтому с того времени, когда оформилась новая дисциплина, молекулярная биология, объединившая различные подходы к изучению структуры, функций и организации макромолекул, определяющих биологическую специфичность, вирусология стала также составной частью молекулярной биологии. Молекулярная биология широко применяет вирусы как инструмент исследования, а вирусология для решения своих задач используют методы молекулярной биологии.
Содержание
↑История вирусологии
Вирусные болезни, такие как оспа, полиомиелит, желтая лихорадка, пестролистность тюльпанов известны с давних времен, однако о причинах, их вызывающих долгое время никто ничего не знал. В конце XIX столетия, когда удалось установить микробную природу ряда инфекционных заболеваний, патологи пришли к заключению, что многие из распространенных болезней человека, животных и растений нельзя объяснить заражением бактериями.
Природа этих возбудителей болезней, оставалась непонятной более 30 лет - до начала 30-х годов. Это объяснялось тем, что к вирусам нельзя было применить традиционные микробиологические методы исследования: вирусы, как правило, не видны в световой микроскоп и не растут на искусственных питательных средах.
В 1935 году У.Стэнли применил для выделения вируса табачной мозаики (ВТМ) химические методы выделения и очистки ферментов и впервые получил очищенный препарат вируса табачной мозаики в кристаллическом состоянии. Стало возможным изучать структуру и химический состав вирусов in vitro. Успехи электронной микроскопии в 30-х годах позволили показать существование инфекционных агентов, представляющих собой дискретные частицы и детально описать структуру вирионов. В 1936 г. английские биохимики Ф.Боуден и Н.Пири показали, что ВТМ представляет собой не чистый белок, а нуклеопротеид – устойчивое соединение белка (95%) и нуклеиновой кислоты (5%). Роль этих компонентов у вирусов была выяснена сначала на бактериофагах, а затем на ВТМ. В 1952 году А.Д.Херши и М.Чейз показали, что генетическая информация бактериофага Т-2 связана с его ДНК. В 1956 году в лабораториях Г.Шрама (ФРГ) и Х.Фрэнкеля-Конрата (США) частицы вируса табачной мозаики (ВТМ) удалось разделить на составляющие компоненты – белок и РНК, in vitro вновь реконструировать из этих компонентов вирионы и показать, что для проявления инфекционности ВТМ достаточно только РНК.
В 1962 году вирусная РНК была впервые была использована в качестве матрицы для синтеза белков в бесклеточной белок-синтезирующей системе (Д.Натанс и др.), в 1965году была осуществлена репликация фаговой РНК in vitro (И.Харуна и С.Спигелман), а в 1967 году – репликация фаговой ДНК in vitro (М.Гулиан и др.).
Большое значение для становления вирусологии имели начавшиеся в 40-х годах XX века работы М.Дельбрюка, А.Д.Херши, Луриа и др., которые использовали бактериофаги для генетических исследований. Они показали, что к бактериофагам применимы положения классической генетики и уточнили понятие мутации, а также выяснили механизм репликации бактериофагов.
Именно в процессе изучения вирусов была окончательно доказана роль нуклеиновых кислот в наследственности (А. Д. Херши и М. Чейз, 1952; А. Гирер и Г. Шрамм, 1956, Х.Френкель-Конрат, 1956), окончательно подтвержден полуконсервативный характер репликации ДНК (М. Мезельсон и Ф. Сталь, 1957), сделан важный вклад в расшифровку генетического кода (Ф. X. К. Крик и др., 1961), выявлена временная регуляция работы генов (Р. Б. Хесин-Лурье и др., 1963), установлена прерывистая структура эукариотических генов (Р. Дж. Роберте и Ф. Шарп, 1979). Наличие полиадениловой последовательности на 3’-конце мРНК (Кэйтс, 1970) и сплайсинг у эукариот (Зифф, 1980) впервые также выявили у вирусов. В 1970 X. М. Темин и Д.Балтимор открыли РНК-зависимый синтез ДНК, или обратную транскрипцию, у ретровирусов. Выяснение механизма рестрикции и модификации у бактериофагов привело к открытию ферментов рестриктаз, что сделало возможным создание первой гибридной (рекомбинантной) ДНК (П.Берг, 1972) и ознаменовало рождение молекулярной технологии - генетической инженерии.
К числу важнейших достижений вирусологии относится установление роли вирусов в возникновении опухолей у животных (Ф. Раус, 1911) и человека (X. цур Хаузен, 1980-е гг.). В 1961 Л. А. Зильбер предложил вирусогенетическую теорию возникновения рака. Были описаны особые вирусные, а затем и клеточные гены - онкогены, ответственные за превращение нормальных клеток в опухолевые а также гены, ответственные за подавление этого процесса (антионкогены, или супрессоры) (Г. Мартин, 1970; Д. Стелен; X.Вармус и Дж.М.Бишоп, 1976).
В процессе изучения вирусов был описан механизм интеграции вирусного генома в геном клетки-хозяина (А.Львов, А Херши, Ф.Жакоб, Ж.Л.Моно, 50-е годы, Дульбекко, 1966) и обнаружены эндогенные вирусы человека и животных (П. Бентвельцен, 1968; Р. Хюбнер и Дж. Тодаро, 1970).
Развитие вирусологии привело к открытию инфекционных агентов, по сути не являющихся вирусами. В 1971 году Т.О.Динер описал вироиды, представляющие собой инфекционную низкомолекулярную одноцепочечную кольцевую РНК, не кодирующую собственные белки. Крупным успехом вирусологии явилось открытие и выяснение природы прионов – инфекционных белков с нарушенной трехмерной структурой, возбудителей нейро-дегенеративных заболеваний человека и животных, принципиально отличающихся от вирусов (Д. К. Гайдушек, 1950-60-е гг.; С. Прузинер, 1980-90-е гг.).
↑Области исследования в вирусологии
Вирусологию можно разделить на общую вирусологию и прикладную вирусологию.
Предметом общей вирусологии являются основные принципы строения, размножения вирусов, механизм их взаимодействия с клеткой-хозяином, происхождение и распространение вирусов в природе. Общая вирусология преимущественно является молекулярной вирусологией, изучающей структуру вирусных частиц, структуру и функции вирусных нуклеиновых кислот, механизмы экспрессии вирусных генов, особенности строения и функции вирусных белков, особенности репликации вирусов, молекулярную природу устойчивости организмов к вирусным заболеваниям, эволюцию вирусов.
Прикладная вирусология исследует особенности определенных групп вирусов человека (медицинская вирусология), животных (ветеринарная вирусология) и растений (фитовирусология) и разрабатывает меры борьбы с вызываемыми этими вирусами болезнями. Очень важным направлением прикладной вирусологии является также использование знаний о вирусах и их геномах для решения задач биотехнологии.
↑Природа вирусов
↑Происхождение и эволюция вирусов
Происхождение вирусов неясно. Существует несколько гипотез. Одна из них предполагает, что вирусы – это дегенеративная форма жизни, потерявшая в ходе эволюции многие функции, оставив лишь генетическую информацию, необходимую для паразитической формы существования. Согласно другой гипотезе, вирусы имеют клеточное происхождение и представляют собой субклеточный комплекс макромолекул, который смог стать в определенной степени автономным от клетки и покинул её. И, наконец, еще одна точка зрения состоит в том, что вирусы развивались параллельным курсом с клеточными организмами из самореплицирующихся молекул.
↑Методы вирусологии
До 1930 методы вирусологии основывались на фильтруемости инфекционного агента и заражении им различных чувствительных организмов – животных, растений, бактерий. В 1930-50-е гг. для культивирования вирусов животных и человека стали использовать лабораторных мышей, куриные эмбрионы и изолированные ткани.
Биологические методы исследования основаны на биологических свойствах вируса (способности к гемагглютинации, гемолизе, ферментативной активности) и особенностях взаимодействия вируса с клеткой-хозяином (характере цитопатического эффекта, образовании внутриклеточных включений и т.д.). Для количественного учёта вируса и динамики его размножения применяют различные методы титрования. Важнейшие из них основаны на том, что вирус, размножаясь в клетках, вызывает видимые простым глазом поражения. Бактериальные вирусы (бактериофаги) титруют по числу стерильных пятен, вирусы растений — по числу некрозов на зараженном вирусом листе, вирусы животных и человека — по числу поражений на однослойных культурах тканей.
Иммунологические методы исследования вирусов основаны на иммунологических процессах (взаимодействии антигена с антителами) и имеют исключительное значение, как для научных исследований, так и для диагностики вирусных заболеваний. Разнообразные иммунологические методы, как классические, так и современные (иммуноферментный анализ, иммуноблотинг, иммунофлюоресценция), являются важнейшим инструментом вирусологии.
С помощью биохимических методов определяют химический состав вирионов.
Для изучения вирусов используются также разнообразные физико-химические методы. Ультацентрифугирование позволяет сконцентрировать вирусные препараты и определить массу вирусных частиц, градиентное центрифугирование в растворах сахарозы или солей металлов дает возможность "рассортировать" вирусные частицы, так как даже при незначительном различии их веса они распределяются слоями на разных уровнях раствора. Применение радиоактивных изотопов позволяет проследить, из каких источников черпает вирус вещества для построения вириона. Для определения концентрации вирусных препаратов и изучения особенностей строения вирусных частиц применяют оптические методы. Электронная микроскопия позволяет увидеть вирусные частицы в препаратах и в тканях. Для изучения вирусных структур используется рентгеноструктурный анализ.
Современная вирусология использует все методы молекулярной биологии – бесклеточные системы синтеза белка и нуклеиновых кислот, секвенирование нуклеиновых кислот, молекулярную гибридизацию, генную инженерию, искусственную экспрессию и нокаут генов, и т.д.
Неотъемлемой частью современных методов является компьютерный анализ.
↑Современная вирусология
К началу XXI века описано более 6 тыс. вирусов, принадлежащих к более, чем 2000 видам, 287 родам, 73 семействам и 3 порядкам. Для многих вирусов изучены их структура, биология, химический состав и механизмы репликации. Продолжается открытие и исследование новых вирусов, которые не перестают поражать своим разнообразием. Так в 2003 году был открыт самый большой из известных вирусов – мимивирус .
Открытие большого числа вирусов потребовало создания их коллекций, и музеев. Наиболее крупные среди них - в России (государственная коллекция вирусов в Институте вирусологии им. Д.И.Ивановского в Москве), США (Вашингтон), Чехии (Прага), Японии (Токио), Великобритании (Лондон), Швейцарии (Лозанна) и ФРГ (Брауншвейг). Результаты научных исследований в области вирусологии публикуются в научных журналах, обсуждаются на международных конгрессах организуемых каждые 3 года (впервые состоялся в 1968). В 1966 на 9-м Международном конгрессе по микробиологии впервые избран Международный комитет по таксономии вирусов (International Committee on Taxonomy of Viruses – ICTV).
В рамках общей, то есть молекулярной вирусологии продолжается изучение фундаментальных основ взаимодействия вирусов и клеток. Достижения молекулярной биологии, вирусологии, генетики, биохимии и биоинформатики показали, что значение вирусов не ограничивается только тем, что они вызывают инфекционные заболевания.
Было показано, что особенности репликации некоторых вирусов приводят к захвату вирусом клеточных генов и переносу их в геном другой клетки – горизонтальному переносу генетической информации, что может иметь последствия, как в эволюционном плане, так и в плане злокачественного перерождения клеток.
При секвенировании генома человека и других млекопитающих было выявлено большое число повторяющихся нуклеотидных последовательностей, представляющих собой дефектные вирусные последовательности – ретротранспозоны (эндогенные ретровирусы), которые могут содержать регуляторные последовательности, влияющие на экспрессию соседних генов. Их обнаружение и изучение привело к активному обсуждению и исследованию роли вирусов в эволюции всех организмов, в частности в эволюции человека.
Открытие вирусологами вирусов-сателлитов, сателлитных РНК и вироидов расширило понимание явления молекулярного паразитизма, изначально описанного для вирусов, и заставило предположить, что оно играло существенную роль в эволюции макромолекул.
Новым направлением вирусологии является экология вирусов. Обнаружение вирусов в природе, их идентификация и оценка их количества представляют собой очень сложную задачу. В настоящее время выработаны некоторые методические приемы, позволяющие оценить количество некоторых групп вирусов, в частности бактериофагов, в природных образцах и проследить их судьбу. Получены предварительные данные, свидетельствующие о том, что вирусы оказывают существенное влияние на многочисленные биогеохимические процессы и эффективно регулируют численность и видовое разнообразие бактерий и фитопланктона. Однако изучение вирусов в этом аспекте только началось, и нерешенных проблем в этой области науки еще очень много.
Достижения общей вирусологии дали мощный толчок развитию ее прикладных направлений. Вирусология превратилась в обширную область знаний, важную для биологии, медицины и сельского хозяйства.
Вирусологи осуществляют диагностику вирусных инфекций человека и животных, изучают их распространение, разрабатывают методы профилактики и лечения. Крупнейшим достижением явилось создание вакцин против полиомиелита, оспы, бешенства, гепатита В, кори, жёлтой лихорадки, энцефалитов, гриппа, паротита, краснухи. Создана вакцина против вируса папилломы, с которым связано развитие одного из видов рака. Благодаря вакцинации полностью ликвидирована натуральная оспа. Осуществляются международные программы полной ликвидации полиомиелита и кори. Разрабатываются методы профилактики и лечения гепатитов и иммунодефицита (СПИД) человека. Накапливаются данные о веществах с антивирусной активностью. На их основе создан ряд лекарственных препаратов для лечения СПИДа, вирусных гепатитов, гриппа, заболеваний, вызванных вирусом герпеса.
Изучение вирусов растений и особенностей их распространения по растению привело к созданию нового направления в сельском хозяйстве – получению безвирусного посадочного материала. Меристемные технологии, позволяющие вырастить растения, свободные от вирусов, в настоящее время применяются для картофеля, ряда плодовых и цветочных культур.
Исключительное значение на данном этапе имеют знания, накопленные о структуре вирусов и их геномов для развития генной инженерии. Ярким примером этого является использование бактериофага лямбда для получения библиотек клонированных последовательностей. Кроме того, на основе геномов разных вирусов создано и продолжает создаваться большое количество генно-инженерных векторов для доставки чужеродной генетической информации в клетки. Эти векторы используются для научных исследований, для накопления чужеродных белков, особенно в бактериях и растениях, и для генной терапии. В генной инженерии применяются некоторые вирусные ферменты, которые теперь производятся на коммерческой основе.
Читайте также: