令人爱恨交加的病毒|性的病毒是怎么引起的

时间：2019-05-11 03:28:09　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　不是“狄尔肯”是什么　　1892年的一天，某实验室里，伊凡诺夫斯基正在紧张地进行实验。那些年，困扰欧洲烟农的烟草花叶病使得不少科学家焦头烂额。一些烟农早就发现，原本健康生长的烟草会莫名其妙地染上怪病。起初，侧脉或支脉的颜色会慢慢变浅，之后又变得透明。再后来，叶片变得厚薄不匀，颜色青一块、黄一块的，成了花叶。有花叶的植株矮小且营养不良。虽有果实形成，但种子多半不育，即使播下去也不会发芽。
　　伊凡诺夫斯基联想起1683年荷兰学者列文虎克首次发现并命名的一种叫“狄尔肯”的微小生物，它会不会也是狄尔肯呢？列文虎克所指的狄尔肯就是如今我们所称的微生物，其中也包括细菌。为此，伊凡诺夫斯基想利用一种能过滤细菌的烛形陶瓷过滤器来查查危害烟草叶片的病原体到底是何方神圣。他将染病的烟草叶片汁液放在烛形陶瓷过滤器上过滤，但什么也没有发现。伊凡诺夫斯基由此认为，导致烟草染病的元凶很可能是一种比细菌更小的物质。
　　1898年，一位名叫贝杰林克的荷兰人也对烟草花叶病产生了兴趣，他重复伊凡诺夫斯基的实验，得到了同样的实验结果。不过，贝杰林克并没有结束自己的探索，他继续用实验来验证这种致病因子并非细菌，贝杰林克将发生花叶病植株的滤液导入琼脂培养液进行培养，并没有看到像细菌那样在琼脂中扩散生长的现象。所以他认为，这种致病因子很可能是一种可溶的活菌，它不能在失去生命的细胞中生长，贝杰林克将其称作——病毒。贝杰林克认为，病毒是呈液态的。
　　几乎同时，德国科学家勒夫勒和费罗施发现引起牛患口蹄疫的致病因子也能通过烛形陶瓷过滤器，而且即便高度稀释，这种致病因子还是具有很高的感染性。它很可能也是一种病毒。但那时，人们还只能猜测关于病毒的种种情况，并不知道它们的庐山真面目。
　　一直到1931年，德国科学家鲁斯卡和克诺尔发明了电子显微镜后，人类才能够在放大几千倍的情况下看清楚这些小家伙。
　　林林总总的病毒
　　烟草花叶病毒究竟是何模样？科学家们通过电子显微镜看到了一根根普普通通的杆状物，排列整齐。
　　经过长时间的科学实验观察，科学家们总结出了病毒的特征。它们的直径多数为100纳米左右，最小的仅为20纳米。它们主要由内部的遗传物质（RNA或DNA）和蛋白质外壳组成，大都呈螺旋状对称和二十面体对称。一些结构较复杂的病毒，呈螺旋状对称和二十面体对称相结合的复合对称。在电子显微镜镜头下，这些组成雷同的小家伙呈现出了一幅幅令人惊叹的绚丽图像，不同的病毒外形迥异，颜色也有很多差异。
　　有的病毒精巧无比，就像赫赫有名的狂犬病毒，在电子显微镜下它像一个子弹头，两层被膜的中间是一个空腔，空腔内部是RNA分子，后者能够如同计算机般地指挥寄主细胞复制自己的蛋白质。
　　有的病毒，像埃博拉病毒，外形惊艳无比且很有“个性”。在大多数情况下呈盘旋的丝状，由蛋白质和脂肪组成的外壳包裹着RNA单链。它自身没有合成蛋白质和脂肪的酶，一旦进入人体，就会疯狂攫取病人的蛋白质和脂肪分子，将其作为战利品来复制自己的蛋白质和脂肪。
　　有的病毒，如马尔堡病毒，它与埃博拉病毒的亲缘关系很近，但外形更加诡异多变，既可以长得像蠕虫般，也可以呈螺旋状或圈状排列。马尔堡病毒的长度为665～1200纳米，横截面的直径为70～80纳米。
　　至今人们发现的病毒约有4000种，它们被分为3个目，64个科，9个亚科，233个属。
　　关于病毒的分类有多种，有人从遗传物质组成出发，认为可以把它们分成DNA病毒、RNA病毒和蛋白质病毒；有人从结构的角度出发，认为可以把它们分成真病毒和亚病毒（亚病毒又包括类病毒、拟病毒和朊病毒）。还有人从寄主类型的角度出发，主张将病毒分成噬菌体、植物病毒和动物病毒。还有人从形态的角度出发，将病毒分成球状病毒、杆状病毒、砖形病毒、冠状病毒和丝状病毒 ……
　　是艺术品还是“杀手”
　　其实，在电子显微镜下人们往往只看到病毒的美丽外形，这些仅由RNA或DNA，和蛋白质构成的小家伙，虽然简单到没有细胞结构，必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖，却具有极强的感染力，是不折不扣的“杀手”。在离体条件下，病毒能以无生命的生物大分子状态存在，并长期保持其侵染活力，它们对一般抗生素不敏感，但对干扰素却敏感。在自然界里病毒分布极广泛，具有很强的感染力，它们可以感染植物、动物和人类，并导致宿主发病。
　　由病毒引起的人类疾病种类非常多，已经确定的有感冒、流感、水痘、天花、甲型肝炎、丙型肝炎、艾滋病、SARS和禽流感等疾病。还有一些疾病可能是以病毒为致病因子引起的，例如人的疱疹和多发性硬化症以及慢性疲劳综合征等。
　　1918年爆发的大流感，就是由一种特殊的严重致死性A型流感病毒引起的，感染者通常是健康的青壮年，持续时间从1918年到1919年，死亡人数可能高达一亿人，占1918年全球总人口的5%。
　　再如艾滋病，现在已经发展成为瘟疫，全球大约有3860万人感染了艾滋病。据有关方面统计，自1981年6月5日首个艾滋病病例被发现至今，已有超过2500万人死于艾滋病，这使得艾滋病成为全世界最可怕的疾病之一。
　　科学家手中的“利器”
　　对于人类来说，病毒并非一直担任反面角色。在人类生存和进化的过程当中，它们起过很大的作用。人的基因中有8%确认来源于病毒，有40%～50%有可能来源于病毒。人和脊椎动物直接从病毒那里获得了100多种基因，而且人类自身复制DNA的酶系统，也可能来自于病毒。
　　病毒的结构和组成成分简单，有些病毒又易于培养和计量，因此从20世纪40年代起，病毒始终是科学家手中重要的实验材料。在遗传学研究中，病毒被用来帮助我们了解分子遗传学的基本机制，包括DNA复制和转录，RNA加工和翻译，蛋白质转运以及免疫等。
　　遗传学家常常用病毒作为载体将需要研究的特定基因引入细胞。这一方法对于利用细胞生产外源蛋白质，或是研究引入的新基因对于细胞的影响，都是非常有用的。另外，病毒治疗法可以将病毒作为载体引入基因来治疗各种遗传性疾病，它在癌症治疗和基因治疗中的应用前景十分广阔。
　　20世纪初，科学家发现了一种特殊的病毒——噬菌体，从那以后，人们开始利用噬菌体来代替抗生素杀菌。噬菌体以真菌、放线菌或螺旋体为食，故科学家利用它们治疗烫伤和烧伤。烫伤和烧伤病人的皮肤上很容易繁殖绿脓杆菌，这正好可以满足绿脓杆菌噬菌体捕食细菌的要求。这种特殊的治疗方法目前已经取得了良好的效果。
　　未来科技战线上的新星
　　人们惊奇地发现，病毒居然还适用于近年来兴起的纳米技术。未来的电子计算机，导线的直径也许只有几十纳米。一种病毒——M13噬菌体就可以用来加工这种导线。M13噬菌体宽约6纳米、长约1000纳米，能够高度吸附金离子，投入金离子溶液中后就全身披金，成为不折不扣的镀金导线。烟草花叶病毒则可以被涂上铂粒子，嵌入聚合物制造的网格，夹于两层电极中成为“病毒晶体管”。通电后每个铂粒子都会释放电子使晶体管切换到开启状态。这种病毒晶体管如果被大量制成芯片，就能大幅度提高电子设备的性能。
　　从材料科学家的观点来看，病毒或许可以被认为是一种有机纳米颗粒，病毒表面携带的特定工具可用来穿过宿主细胞的壁垒。正因为如此，病毒在材料科学中被普遍当作支架来构建化合物。由于具有合适的大小、形状和明确的化学结构，病毒成为构建纳米级别组织材料的模板。
　　除此以外，科学家们还将大量包裹金和氧化钴的M13噬菌体作为电极来制造超轻锂电池，电池质量仅为40～50毫克，只是传统电池的几百分之一。还有一种噬菌体，天然喜好砷化镓，但对氮化镓却毫无感觉，因此被用来检测半导体芯片上的缺陷。
　　这些在病毒身上的最新发现无疑都预示了：在未来的科技发展中，病毒将是一颗冉冉升起的新星。（肖凡）

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