Virus

Virus, infectious agent of small size and simple composition that can multiply only in living cells of animals, plants, or bacteria. The name is from a Latin word meaning ”slimy liquid” or ”poison.”

De tidigaste indikationerna på virusens biologiska natur kom från studier som genomfördes 1892 av den ryske vetenskapsmannen Dmitry I. Ivanovsky och 1898 av den nederländske vetenskapsmannen Martinus W. Beijerinck. Beijerinck antog först att det studerade viruset var en ny typ av smittämne som han kallade contagium vivum fluidum, vilket innebar att det var en levande, reproducerande organism som skilde sig från andra organismer. Båda dessa forskare fann att en sjukdom hos tobaksplantor kunde överföras av ett agens, som senare kallades tobaksmosaikvirus, som passerade genom ett mycket litet filter som inte skulle tillåta bakterier att passera. Detta virus och de virus som senare isolerades skulle inte växa på ett artificiellt medium och var inte synliga i ljusmikroskopet. I oberoende studier 1915 av den brittiske forskaren Frederick W. Twort och 1917 av den fransk-kanadensiske vetenskapsmannen Félix H. d’Hérelle upptäcktes skador i bakteriekulturer och tillskrevs ett agens som kallades bakteriofager (”bakterieätare”), som nu är kända för att vara virus som specifikt infekterar bakterier.

Den unika karaktären hos dessa agens innebar att nya metoder och alternativa modeller måste utvecklas för att studera och klassificera dem. Studier av virus som uteslutande eller till stor del är begränsade till människor innebar dock det enorma problemet att hitta en mottaglig djurvärddjur. År 1933 lyckades de brittiska forskarna Wilson Smith, Christopher H. Andrewes och Patrick P. Laidlaw överföra influensa till illrar, och influensaviruset anpassades därefter till möss. År 1941 upptäckte den amerikanske forskaren George K. Hirst att influensavirus som odlats i vävnader från kycklingembryon kunde upptäckas genom sin förmåga att agglutinera (dra samman) röda blodkroppar.

Ett viktigt framsteg gjordes av de amerikanska forskarna John Enders, Thomas Weller och Frederick Robbins som 1949 utvecklade tekniken att odla celler på glasytor; cellerna kunde då infekteras med de virus som orsakar polio (poliovirus) och andra sjukdomar. (Fram till dess kunde polioviruset endast odlas i hjärnor från schimpanser eller ryggmärgen från apor). Odling av celler på glasytor öppnade vägen för att sjukdomar som orsakas av virus skulle kunna identifieras genom deras effekter på celler (cytopatogen effekt) och genom förekomsten av antikroppar mot dem i blodet. Cellodling ledde sedan till utveckling och produktion av vacciner (preparat som används för att framkalla immunitet mot en sjukdom), t.ex. vaccinet mot poliovirus.

Vetenskapsmännen kunde snart upptäcka antalet bakterievirus i ett odlingskärl genom att mäta deras förmåga att bryta isär (lysera) angränsande bakterier i ett område av bakterier (gräsmatta) som överlagrades med ett inert gelatinöst ämne som kallas agar-viral verkan som resulterade i en klarnad, eller ”plack”. Den amerikanske forskaren Renato Dulbecco tillämpade 1952 denna teknik för att mäta antalet djurvirus som kunde producera plack i lager av angränsande djurceller överlagrade med agar. På 1940-talet gjorde utvecklingen av elektronmikroskopet det möjligt att för första gången se enskilda viruspartiklar, vilket ledde till en klassificering av virus och gav en inblick i deras struktur.

Framsteg som gjorts inom kemi, fysik och molekylärbiologi sedan 1960-talet har revolutionerat studiet av virus. Till exempel gav elektrofores på gelsubstrat en djupare förståelse för protein- och nukleinsyrasammansättningen hos virus. Mer sofistikerade immunologiska förfaranden, inklusive användningen av monoklonala antikroppar riktade mot specifika antigena platser på proteiner, gav en bättre insikt i virusproteinernas struktur och funktion. De framsteg som gjordes inom fysiken för kristaller som kunde studeras med hjälp av röntgendiffraktion gav den höga upplösning som krävdes för att upptäcka den grundläggande strukturen hos små virus. Tillämpningar av ny kunskap om cellbiologi och biokemi bidrog till att fastställa hur virus använder sina värdceller för att syntetisera virala nukleinsyror och proteiner.

Revolutionen som ägde rum inom molekylärbiologin gjorde det möjligt att studera den genetiska informationen som kodas i virusens nukleinsyror – vilket gör det möjligt för virus att föröka sig, syntetisera unika proteiner och förändra cellulära funktioner. Virusens kemiska och fysiska enkelhet har i själva verket gjort dem till ett inkännande experimentellt verktyg för att undersöka de molekylära händelser som är inblandade i vissa livsprocesser. Deras potentiella ekologiska betydelse insågs i början av 2000-talet efter upptäckten av jättevirus i vattenmiljöer i olika delar av världen.

Denna artikel diskuterar virusens grundläggande natur: vad de är, hur de orsakar infektion och hur de i slutändan kan orsaka sjukdom eller leda till att deras värdceller dör. För en mer detaljerad behandling av specifika virussjukdomar, se infektion.