Jak se škůdce tabákových plantáží na dlouhou dobu nedostal do rukou vědců a jak položil základ celé vědě, jaký přínos k jejímu studiu přinesla ruská věda a jeden z objevitelů DNA, vypráví Indicator.Ru v sekci „Dějiny vědy“.
Virus tabákové mozaiky byl dlouho obyčejným virem s jednovláknovou RNA stočenou uvnitř jako pružina. Dožilo se svého krátkého života, v rostlinných buňkách se rychle množilo na tisíce částic, které před setkáním s novou obětí opět bez života zamrzly, což způsobilo, že obsazené buňky zbledly, jako by na ně pověsil nápis „obsazeno“.
Tak to pokračovalo miliony let. Virus se změnil, vyvinul a vytvořil existenci odpovídající objektu o něco málo přes dva tisíce molekul. Měl pouze jednu „knihu“ dědičných informací, dlouhou 6400 nukleotidů, zabalenou v proteinovém obalu – kapsidu.
Struktura viru tabákové mozaiky
Virus zasáhl kulturní rostliny, i když to zjevně začalo dříve, než se takovými staly. Pak ale jeho oběti měly nového obránce – muže. V průběhu tisíciletí Homo sledoval jeho stopu, ale zastavil se zmateně, protože neviděl, kdo tuto stopu opouští. Být neviditelný na délku 300 nanometrů není těžké!
Ale i bez toho, aby viděl virus, se člověk pokusil chytit infekční částici. Prvním, kdo prokázal infekční povahu onemocnění tabákovou mozaikou u nočníků, byl německý agronom Adolf Mayer. Hledal parazita nebo houbu, díval se na kořeny rostlin, kontroloval světlo, teplotu a další faktory, a pak, podle nejlepších tradic Roberta Kocha, „náhle zjistil, že šťáva z napadených rostlin, získaná, když byly roztlučený v hmoždíři byl nepochybně infekční látkou pro zdravé rostliny.“
Mayer nechal šťávu protlačit filtračním papírem a nakapat ji na kelímky, aby izoloval a pěstoval patogenní bakterie, ale vše bylo marné. Částice byly tak malé, že bylo téměř nemožné zadržet viníka, který snadno unikal póry papíru – pokud by protein nemohl být tak malý. Frustrovaný usoudil, že veverka se nemůže reprodukovat a nenašla skutečné vysvětlení.
Adolf Mayer (fotografie z roku 1875)
Koncem XNUMX. století začal pátrat ruský vědec Dmitrij Ivanovskij. K věci se přiblížil podrobněji, připravil porcelánové filtry, které sloužily k izolaci bakterií. Takovými póry se nemohlo dostat nic většího než bakterie. Ale také nemohly obsahovat virus tabákové mozaiky. Poté, co filtr mnohokrát znovu zkontroloval a nenašel žádné praskliny nebo jiné vady, Ivanovskij si uvědomil, že částice jsou příliš malé. Naznačil, že by mohlo jít o velmi malou bakterii, která se z nějakého důvodu nechce kultivovat v laboratoři.
Ivanovskij hovořil o své práci v Petrohradské akademii věd v roce 1892. Později také studoval záhadné krystalické inkluze, které se tvoří uvnitř rostlinných buněk během infekce, a v roce 1903 vyslovil hypotézu, že souvisejí s původcem onemocnění. Rok 1892 je ale stále považován za rok zrodu virologie. Pravda, samotné slovo virus – „patogenní jed“ – vymyslel až v roce 1898 Holanďan Beijerinck, který jej považoval za něco jako infekční tekutinu.
Tak byl virus tabákové mozaiky „přistižen při činu“ a postupně se proslavil v mikrobiologickém světě. Virus dětské obrny byl objeven v roce 1908 a virus Rousova sarkomu (nebo kuřecího sarkomu) spojený s rakovinou byl objeven v roce 1911. Ale vavříny prvního viru (i když ne z listů lilek) patřily beze zbytku k viru tabákové mozaiky.
Virus tabákové mozaiky
Vědci měli štěstí, že struktura viru nebyla příliš složitá. Rovnoměrná proteinová trubice se šroubovicovou symetrií a „pružinou“ RNA uvnitř, žádné ikosaedrické struktury a žádné další „oděvy“ vyrobené z kousků membrány ukradených z buňky. Podařilo se ji rozplést brzy poté, co se objevily vhodné metody.
V roce 1935 vykrystalizoval virus tabákové mozaiky Wendell Stanley. Virus ale poté pokračoval v infikování tabákových listů, jako by se nic nestalo. Nashromáždily se důkazy, že žádná známá bakterie se takto nechová. Stanley viděl, že předmět způsobující infekci sestává téměř výhradně z bílkovin, a rozhodl se, že je to enzym, který katalyzuje jeho vlastní reprodukci. Za první krystalizaci viru obdržel v roce 1946 Nobelovu cenu za chemii.
V roce 1939 byl virus tabákové mozaiky poprvé spatřen pomocí elektronového mikroskopu, který byl vynalezen o osm let dříve. Takže viník neúrody tabáku pomalu odhaloval svou identitu, ale ne všechna jeho tajemství byla pro vědce tak snadná.
Struktura viru byla odhalena až později pomocí krystalografie. A protože jednou z nejtalentovanějších krystalografek poloviny XNUMX. století byla Rosalind Franklinová, díky jejímž datům dokázali Watson a Crick porozumět struktuře DNA, měl virus tabákové mozaiky to štěstí, že se rozhodla spojit s ním roky výzkumu . Předpověděla jeho vnitřní prázdnotu a později si uvědomila, že jeho RNA je jednovláknová.
Paralelně s ní pracovala další skupina: Hans Frenkel-Konrath a Robley Williams z Berkeley. Ve stejném roce 1955 byli schopni prokázat, že virus neobsahuje nic jiného než RNA a protein. Přiblížili se tomu, že pochopili, jak se viry množí, a přeměňují buňku na továrnu na její části, které samy skládají dohromady. V roce 1960 Frenkel-Konrath a Williams sekvenovali 158-aminokyselinovou sekvenci viru, nejdelší známou v té době.
Malý virus, náhodně nalezený v rostlinné míze, se tak stal vhodným předmětem pro studium a získal celosvětovou slávu a stal se klíčem k pochopení rozmnožování a struktury celé jeho říše. K tomu, jak se ukázalo, nemusel být nijak výjimečný a složitý – stačilo, aby byl přístupný a způsobil velké problémy tabákovým agronomům upoutat jejich pozornost.
