㈠ 病毒是哪個世紀發現的
關於病毒所導致的疾病,早在公元前2—3世紀的印度和中國就有了關於天花的記錄。但直到19世紀末,病毒才開始逐漸得以發現和鑒定。1884年,法國微生物學家查理斯·尚柏朗發明了一種細菌無法濾過的過濾器(Chamberland燭形濾器,其濾孔孔徑小於細菌的大小),他利用這一過濾器就可以將液體中存在的細菌除去。1892年,俄國生物學家伊凡諾夫斯基在研究煙草花葉病時發現,將感染了花葉病的煙草葉的提取液用燭形濾器過濾後,依然能夠感染其他煙草。於是他提出這種感染性物質可能是細菌所分泌的一種毒素,但他並未深入研究下去。當時,人們認為所有的感染性物質都能夠被過濾除去並且能夠在培養基中生長,這也是疾病的細菌理論的一部分。1899年,荷蘭微生物學家馬丁烏斯·貝傑林克重復了伊凡諾夫斯基的實驗,並相信這是一種新的感染性物質。他還觀察到這種病原只在分裂細胞中復制,由於他的實驗沒有顯示這種病原的顆粒形態,因此他稱之為contagium vivum fluim(可溶的活菌),並進一步命名為virus(病毒)。貝傑林克認為病毒是以液態形式存在的(但這一看法後來被溫德爾·梅雷迪思·斯坦利推翻,他證明了病毒是顆粒狀的)。同樣在1899年,弗里德里希·勒夫勒和弗蘭克發現患口蹄疫動物淋巴液中含有能通過濾器的感染性物質,由於經過了高度的稀釋,排除了其為毒素的可能性;他們推論這種感染性物質能夠自我復制。
在19世紀末,病毒的特性被認為是感染性、可濾過性和需要活的宿主,也就意味著病毒只能在動物或植物體內生長。1906年,哈里森發明了在淋巴液中進行組織生長的方法;接著在1913年,斯坦哈特、李斯列和蘭伯特利用這一方法在豚鼠角膜組織中成功培養了牛痘苗病毒,突破了病毒需要體內生長的限制。1928年,H.B.特蘭和M.C.梅特蘭有了更進一步的突破,他們利用切碎的母雞腎臟的懸液對牛痘苗病毒進行了培養。他們的方法在20世紀50年代得以廣泛應用於脊髓灰質炎病毒疫苗的大規模生產。
20世紀早期,英國細菌學家弗雷德里克·托沃特發現了可以感染細菌的病毒,並稱之為噬菌體。隨後法裔加拿大微生物學家費力德海勒描述了噬菌體的特性:將其加入長滿細菌的瓊脂固體培養基上,一段時間後會出現由於細菌死亡而留下的空斑。高濃度的病毒懸液會使培養基上的細菌全部死亡,但通過精確的稀釋,可以產生可辨認的空斑。通過計算空斑的數量,再乘以稀釋倍數就可以得出溶液中病毒的個數。他們的工作揭開了現代病毒學研究的序幕。
1931年,德國工程師恩斯特·魯斯卡和馬克斯·克諾爾發明了電子顯微鏡,使得研究者首次得到了病毒形態的照片。1935年,美國生物化學家和病毒學家溫德爾·梅雷迪思·斯坦利發現煙草花葉病毒大部分是由蛋白質所組成的,並得到病毒晶體。隨後,他將病毒成功地分離為蛋白質部分和RNA部分。溫德爾·斯坦利也因為他的這些發現而獲得了1946年的諾貝爾化學獎。煙草花葉病毒是第一個被結晶的病毒,從而可以通過X射線晶體學的方法來得到其結構細節。第一張病毒的X射線衍射照片是由博納爾和弗蘭克恩於1941年所拍攝的。1955年,通過分析病毒的衍射照片,羅莎琳·富蘭克林揭示了病毒的整體結構。同年,瑞博·威廉姆斯和考瑞特發現將分離純化的煙草花葉病毒RNA和衣殼蛋白混合在一起後,可以重新組裝成具有感染性的病毒,這也揭示了這一簡單的機制很可能就是病毒在它們的宿主細胞內的組裝過程。
20世紀的下半葉是發現病毒的黃金時代,大多數能夠感染動物、植物或細菌的病毒在這數十年間被發現。1957年,馬動脈炎病毒和導致牛病毒性腹瀉的病毒(一種瘟病毒)被發現;1963年,巴魯克·塞繆爾·布隆伯格發現了乙型肝炎病毒;1965年,霍華德·馬丁·特明發現並描述了第一種逆轉錄病毒;這類病毒將RNA逆轉錄為DNA的關鍵酶,逆轉錄酶在1970年由霍華德·特明和戴維·巴爾的摩分別獨立鑒定出來。1983年,法國巴斯德研究院的呂克·蒙塔尼和他的同事弗朗索瓦絲·巴爾·西諾西首次分離得到了一種逆轉錄病毒,也就是現在世人皆知的艾滋病毒(HIV)。其二人也因此與發現了能夠導致子宮頸癌的人乳頭狀瘤病毒的德國科學家哈拉爾德·楚爾·豪森分享了2008年的諾貝爾生理學與醫學獎。
知識點病毒學的研究對象
病毒學是以病毒作為研究對象,通過病毒學與分子生物學之間的相互滲透與融合而形成的一門新興學科。具體來講,它是一門在充分了解病毒的一般形態和結構特徵基礎上,研究病毒基因組的結構與功能,探尋病毒基因組復制、基因表達及其調控機制,從而揭示病毒感染、致病的分子本質,為病毒基因工程疫苗和抗病毒葯物的研製以及病毒病的診斷、預防和治療提供理論基礎及其依據的科學。
㈡ 最早發現病毒的科學家是誰
伊萬諾夫斯基是世界上第一位發現病毒的人,被後人譽為「病毒學之父」.
19世紀,伊萬諾夫斯基(D.Iwanowski,1864--1920)在研究煙草花葉病的病因時,推想這種病是由細菌引起的。他將患花葉病的煙草榨出汁液,用能將細菌濾去的過濾器進行過濾,再用過濾後的汁液去感染正常的煙葉,結果發現正常的煙葉還能患病。這表明煙草花葉病是由比細菌還小的病原體引起的,他把這種病原體叫做「濾過性病毒」。後來,科學家萊夫勒(F.Loeffler,1852--1915)和弗羅施(P.Frosh)在研究動物的口蹄疫時,證明了口蹄疫也是由「濾過性病毒」引起的。也就是說,伊萬諾夫斯基是世界上第一位發現病毒的人,被後人譽為「病毒學之父」。
㈢ 病毒的歷史怎樣形成的
關於病毒所導致的疾病,早在公元前2~3個世紀的印度和中國就有了關於天花的記錄。但直到19世紀末,病毒才開始逐漸得以發現和鑒定。1884年,法國微生物學家查理斯·尚柏朗發明了一種細菌無法濾過的過濾器(Chamberland燭形濾器,其濾孔孔徑小於細菌的大小),他利用這一過濾器就可以將液體中存在的細菌除去。1892年,俄國生物學家伊凡諾夫斯基在研究煙草花葉病時發現,將感染了花葉病的煙草葉的提取液用燭形濾器過濾後,依然能夠感染其他煙草。於是他提出這種感染性物質可能是細菌所分泌的一種毒素,但他並未深入研究下去。當時,人們認為所有的感染性物質都能夠被過濾除去並且能夠在培養基中生長,這也是疾病的細菌理論的一部分。1899年,荷蘭微生物學家馬丁烏斯·貝傑林克重復了伊凡諾夫斯基的實驗,並相信這是一種新的感染性物質。他還觀察到這種病原只在分裂細胞中復制,由於他的實驗沒有顯示這種病原的顆粒形態,因此他稱之為contagium vivum fluim(可溶的活菌),並進一步命名為virus(病毒)。貝傑林克認為病毒是以液態形式存在的(但這一看法後來被溫德爾·梅雷迪思·斯坦利推翻,他證明了病毒是顆粒狀的)。同樣在1899年,弗里德里希·洛夫勒和弗蘭克發現患口蹄疫動物淋巴液中含有能通過濾器的感染性物質,由於經過了高度的稀釋,排除了其為毒素的可能性;他們推論這種感染性物質能夠自我復制。
在19世紀末,病毒的特性被認為是感染性、可濾過性和需要活的宿主,也就意味著病毒只能在動物或植物體內生長。1906年,哈里森發明了在淋巴液中進行組織生長的方法;接著在1913年,斯坦哈特、李斯列和蘭伯特利用這一方法在豚鼠角膜組織中成功培養了牛痘苗病毒,突破了病毒需要體內生長的限制。1928年,H·B· 梅特蘭和M·C·梅特蘭有了更進一步的突破,他們利用切碎的母雞腎臟的懸液對牛痘苗病毒進行了培養。他們的方法在20世紀50年代得以廣泛應用於脊髓灰質炎病毒疫苗的大規模生產。
20世紀早期,英國細菌學家弗雷德里克·托沃特發現了可以感染細菌的病毒,並稱之為噬菌體。隨後法裔加拿大微生物學家費力德海勒描述了噬菌體的特性:將其加入長滿細菌的瓊脂固體培養基上,一段時間後會出現由於細菌死亡而留下的空斑。高濃度的病毒懸液會使培養基上的細菌全部死亡,但通過精確的稀釋,可以產生可辨認的空斑。通過計算空斑的數量,再乘以稀釋倍數就可以得出溶液中病毒的個數。他們的工作揭開了現代病毒學研究的序幕。
1931年,德國工程師恩斯特·魯斯卡和馬克斯·克諾爾發明了電子顯微鏡,使得研究者首次得到了病毒形態的照片。1935年,美國生物化學家和病毒學家溫德爾·梅雷迪思·斯坦利發現煙草花葉病毒大部分是由蛋白質所組成的,並得到病毒晶體。隨後,他將病毒成功地分離為蛋白質部分和RNA部分。溫德爾·斯坦利也因為他的這些發現而獲得了1946年的諾貝爾化學獎。煙草花葉病毒是第一個被結晶的病毒,從而可以通過X射線晶體學的方法來得到其結構細節。第一張病毒的X射線衍射照片是由博納爾和弗蘭克恩於1941年所拍攝的。1955年,通過分析病毒的衍射照片,羅莎琳·富蘭克林揭示了病毒的整體結構。同年,瑞博·威廉姆斯和考瑞特發現將分離純化的煙草花葉病毒RNA和衣殼蛋白混合在一起後,可以重新組裝成具有感染性的病毒,這也揭示了這一簡單的機制很可能就是病毒在它們的宿主細胞內的組裝過程。
20世紀的下半葉是發現病毒的黃金時代,大多數能夠感染動物、植物或細菌的病毒在這數十年間被發現。1957年,馬動脈炎病毒和導致牛病毒性腹瀉的病毒(一種瘟病毒)被發現;1963年,巴魯克·塞繆爾·布隆伯格發現了乙型肝炎病毒;1965年,霍華德·馬丁·特明發現並描述了第一種逆轉錄病毒;這類病毒將RNA逆轉錄為DNA的關鍵酶,逆轉錄酶在1970年由霍華德·特明和戴維·巴爾的摩分別獨立鑒定出來。1983年,法國巴斯德研究院的呂克·蒙塔尼和他的同事弗朗索瓦絲·巴爾—西諾西首次分離得到了一種逆轉錄病毒,也就是現在世人皆知的艾滋病毒(HIV)。其二人也因此與發現了能夠導致子宮頸癌的人乳頭狀瘤病毒的德國科學家哈拉爾德·楚爾·豪森分享了2008年的諾貝爾生理學與醫學獎。
㈣ 最早發現病菌的人是誰
現在,人們還經常聽說什麼「艾茲病病毒」、「蘑菇病病毒」等等,「病菌」和「病毒」到底是什麼東西?它們又是被誰最早發現的呢?
其實,「病菌」和「病毒」都是可以使人和動物致病的微生物,它們非常非常小,肉眼看不見,只有在顯微鏡下才能看清它們的樣子。它們都是被法國傑出的微生物學家和化學家路易斯·巴斯德發現的。
巴斯德於1822年12月27日生於法國汝拉省的多爾。他在偶然中,採用了一種特殊方法,得到了分離的兩種結晶,對立體化學起到了決定性的推動作用。但使他載入史冊的卻是他在微生物學方面的巨大成就,也即是「病菌」和「病毒」的發現。
1865年,歐洲蔓延著一種可怕的蠶病,法國南部的蠶也大批大批的死掉,使南方的絲綢工業遭到了嚴重打擊。人們向當時是巴黎高等師范大學的生物學教授巴斯德求援。他得到消息之後,馬上到法國南部實地調查。他首先取來病蠶和被病蠶吃過的桑葉仔細觀察,一連幾天和助手通宵達旦地工作。
很快,他通過顯微鏡發現蠶和桑葉上都有一種橢圓形的微粒。這些微粒能游動,還能迅速地繁殖後代。他找來沒病的蠶和從樹上剛摘的桑葉,在顯微鏡下,沒發現那種微粒。「這就是病源!」巴斯德興奮地叫了起來。他立即告訴農民,把病蠶和被病蠶吃過的桑葉統統燒掉。這樣,蠶病被控制住了。
通過蠶病事件,巴斯德為人類第一次找到了致病的微生物,給它取了個名字,叫「病菌」。怎樣防止蠶病傳染呢?巴斯德帶了病蠶回巴黎的實驗室進行研究。兩年之後,他找到了防止的方法:把產完卵的雌蛾釘死,加水把它磨成漿糊,放在顯微鏡下觀察,蠶有病菌,就把它產的卵燒掉;蠶沒病菌,就把它產的卵留下,用沒有病菌的蠶卵繁殖,蠶病就不會傳染。
1880年,法國雞霍亂流行,怎樣才能使雞不得傳染病呢?這成了巴斯德新的研究課題。不久,他向科學院送上了自己的研究報告,他發現了傳染病的免疫方法。巴斯德把導致雞霍亂流行的病菌濃縮液注射到雞身上,當天雞就死了。病菌濃縮液放了幾個星期之後,巴斯德又給雞注射,雞卻沒有死。經過多次實驗,巴斯德認識到,病菌放一段時間之後,不僅毒性大為減少,而且還有抗病的效力。這樣,他就製成了雞霍亂疫苗,注射後,能增強雞的抵抗力,防止霍亂傳染。
掌握了製造疫苗的方法之後,巴斯德開始研究人類致病的原因,結果發現了多種病菌。他還發現在高溫下,病菌很快就會殘廢,於是他向醫生宣傳高溫殺菌法,可以防止病菌傳染。現在,我們醫院里使用的醫療器械,都要用高溫水蒸氣蒸煮,這就是用巴斯德發明的消毒方法,後人叫它「巴氏消毒法」。他組織學生們和助手們進行了無數次實驗,製成了傷寒、霍亂、白喉、鼠疫等多種疫苗,控制了多種傳染病。現在,兒童要打防疫針,這種免疫方法,就是巴斯德發明的。瘋狗咬人,人就會得「狂犬病」,全身抽搐而死。巴斯德在顯微鏡仔細觀察狂犬的腦髓液,沒有發現病菌。可是把狂犬髓液注射進正常犬的體中,正常犬馬上就會得病死掉。「這是一種比細菌還要小的病源!」巴斯德驚奇地對助手們說。人們就把這種比細菌還小的生物病源叫做「病毒」。
㈤ 病毒是誰發明的
自從美國學生弗里德-科恩以測試計算機安全為目的編寫首個電腦病毒以來,全球電腦 病毒到本周迎來了二十周歲的「生日」,目前世界上約有6萬多種電腦病毒,它們已經從最初給用戶帶來小麻煩發展到嚴重威脅電腦和網路的安全。 病毒寫手已經開始利用最新的技術,而且病毒也開始通過網路進行更加快速的傳播並引發混亂。科恩在南加州大學攻讀博士學位期間編寫了世界上第一個電腦病毒,他將病毒載入到了一個名為VD的圖形軟體中,然後病毒隱藏在VD軟體中並通過電腦系統進行傳播。 科恩編寫這一電腦病毒的最初目的僅僅是為了實驗,他發現自己的病毒可在不到一個小時內傳播到系統的各個部分,最快的傳播速度是5分鍾。 科恩1983年11月10日在一個電腦安全研討會上公布了自己的研究結果,科恩在論文中充滿預見性地指出:「病毒可在電腦網路中象在電腦之間一樣傳播,這將給許多系統帶來廣泛和迅速的威脅。」 電腦病毒首先針對IBM電腦編寫,此類電腦病毒中最早的一個是1986年出現的「Brain」病毒,它來自巴基斯坦,很明顯編寫人是為了監視對他們電腦程序的盜版行為。隨著「Brain」電腦病毒的出現,此後名為「Lehigh」、「Jerusalem」、「Cascade」和「Miami」的病毒也紛紛問世。
㈥ 病毒是怎樣發現的
「病毒」,對大家來說並不陌生。許多疾病如麻疹、流感、甲肝、猩紅熱、脊髓灰質炎、艾滋病等等,都是由病毒引起的,這些病可統稱為「病毒病」。人類在看到病毒、了解病毒的性質之前,對病毒病早就給予了極大的關注,但直到19世紀未葉,由於煙草種植業的蓬勃發展,人們對嚴重危害煙草生長的煙草花葉病病因進行了大量研究,才直接導致了病毒的發現。 1886年,在荷蘭工作的德國農藝化學家邁爾首先發現並命名了煙草花葉病。通過對病變煙草植株以及土壤成分的分析,發現該病不是通常由於無機物平衡失調所引起,這導致邁爾進行了一項關鍵性的試驗。他把患有花葉病的煙草葉片汁液注射到健康植株的葉脈中,結果大多數健康植株嚴重染病,從而首先證明了煙草花葉病是一種傳染性疾病,能夠從病株移到健康植株上。 6年後,俄國一位年輕的植物學家伊凡諾夫斯基重復並肯定了邁爾的實驗,並進一步發現煙草花葉病的致病因子能通過當時各類細菌所不能通過的細菌過濾器的微孔,也就是說,病變的煙草汁液通過細菌過濾器後仍有傳染性。這一發現暗示了可能存在一種比以前所知的任何一種細菌都小的病原體。可惜的是,伊凡諾夫斯基由於拘泥當時盛行的法國微生物學家巴斯德的疾病菌源說,沒有足夠的勇氣沖破思想的無形禁區,最終沒有認識到這一發現的重要意義,認為煙草花葉病的致病因子只是細菌產生的毒素。 1898年,貝傑林克進行了類似伊凡諾夫斯基的工作。發現患花葉病煙草汁液不僅具有連續感測性,還能在瓊脂凝膠中擴散,這種液體中存在著恰如生物一般的生命物質。這是從未發現過的新現象。因此,貝傑林克在試驗後指出,引起煙草花葉病的致病因子是一種不能用普通顯微鏡看到,也不能在人工細菌培養基上生長,而能夠通過最細微的濾膜,並且只能在活的植物體組織中繁殖的有機體。貝傑林克把這種有別於細菌的有機體稱為「傳染性活的液體」或「病毒」。盡管當時貝傑林克覺得很難想像這種病毒如何生產和繁殖,但是他提出了一個天才的設想:「為了能夠進行繁殖,這種接觸傳染物(即病毒)一定是結合到活細胞的原生質中去了……」。貝傑林克的工作在病毒學史上具有劃時代的影響。它打破了當時人們普遍信奉的疾病菌源說的傳統觀念,是人類認識病因過程中的一次重大突破,標志著人類對病毒性疾病的認識由感性階段上升到理性階段。 幾乎與貝傑林克工作的同時,德國細菌學家萊夫勒和弗羅施證明動物中的口蹄疫病也是由病毒引起的,這是當時所知的第一種由病毒引起的動物病例。他們還提出其他一些感染性疾病,如天花、麻疹、猩紅熱、牛痘、牛瘟等產生的原因,也都可追溯到那些非常微小的病毒。1901年,細菌學家裡德領導的美國黃熱病委員會勇敢地闖入黃熱病高發區――古巴研究其病因,證實了黃熱病傳染因子是病毒,這種病同瘧疾一樣也是由昆蟲傳播的,從而,人類第一次認識了蟲媒病毒。1915年,細菌學家托特報道了他對某些葡萄球菌培養的觀察,又發現了一類既不侵染植物,也不侵染動物,而是侵染細菌的新病毒。兩年後,細菌學家代列耳也發現了專門侵染細菌的新病毒,並首先命名它們為「噬菌體」。到本世紀30年代中期,已有很多動、植物病害被證實是由病毒引起的。而且人們從解決病害觀點出發,進行了種種研究,積累了不少資料。 1935年,美國生化學家斯坦利第一次獲得了病毒的結晶,並證實它的主要成分是蛋白質和核酸。1939年,德國科學家考施第一次在電子顯微鏡下觀察到煙草花葉病毒的形狀。自此,病毒學取得了長足進展,並在生物醫學和分子生物學研究中占據了獨特的地位。
㈦ 「病菌」和「病毒」是什麼被誰發現的
「病菌」和「病毒」都是可以使人和動物致病的微生物,它們非常非常小,肉眼看不見,只有在顯微鏡下才能看清它們的樣子。它們都是被法國傑出的微生物學家和化學家路易斯·巴斯德發現的。
㈧ 是誰發現病毒反應機理的
斯坦利是美國生化學家和病毒學家,1904年8月16日出生於印第安納州。在伊利諾斯州立大學取得博士學位,在普林斯頓病理實驗室從事植物病理學研究。他首先用鹽析法從植物細胞中分離出傳染性病毒的晶體蛋白,提示了病毒能通過細胞遺傳的反應機理,開辟了研究癌症的重要途徑,推動了病毒學的研究,因而於1946年分享諾貝爾化學獎。1971年6月15日病逝於西班牙,終年67歲。
斯坦利的父親詹姆士·G·斯坦利是當地的報紙出版商。斯坦利本科就讀於印第安納州的厄爾漢姆學院(Earlham),大學期間的他非常喜歡化學和數學,也愛好足球,他最初的理想是當一名足球教練。
在本科畢業前夕,斯坦利拜訪了伊利諾伊大學化學系系主任——著名的化學家羅傑·亞當斯(Roger Adams)教授,教授在談話中所流露出的對化學的狂熱和執著感染了斯坦利,他決定放棄做一個足球教練的職業夢想,轉而投身於化學研究,於是他本科畢業後在羅傑·亞當斯教授門下學習化學,先後獲理學碩士學位(1927年)和化學博士學位(1929年)。在此期間他主要的研究方向在化學制葯方面。在伊利諾伊大學做了一年的博士後之後,斯坦利以國家研究委員會研究員的身份赴德國做訪問學者,德國是當時世界化學制葯研究的中心,在慕尼黑大學,斯坦利曾經跟隨1927年諾貝爾化學獎得主海因里希·維蘭德做過短期的學術研究。1931年斯坦利回到美國,時逢經濟大蕭條,但他設法在紐約的洛克菲勒(Rockefeller)研究所找到了一個研究助理的位置。
1932年斯坦利開始對煙草花葉病展開研究。在那個時代,煙草花葉病傳染快、破壞性極強,其病原物煙草花葉病毒(Tobacco mosaic virus,簡稱TMV)在普通顯微鏡下無法觀測到。煙草花葉病每年給煙農造成很大的損失,盡管國際上有一些學者對煙草花葉病毒展開研究,但對其性質和結構,人們猜測的成分居多,缺乏令人信服的證據。
1935年,當時在普林斯頓大學動植物病理學實驗室進行研究的斯坦利發現煙草花葉病毒的侵染性能被胃蛋白酶破壞,在這一現象的啟示下,他開始懷疑病毒是由蛋白質構成的。斯坦利於是決定分離、提純煙草花葉病毒。
斯坦利找來了一噸多的感染花葉病的煙葉,逐一進行研磨、過濾,他想用提取酶的方法把病毒提純出來,但極低的提取率使其工作的艱辛程度不亞於居里夫人從瀝青中提取鐳。一段機械而枯燥的時光過去後,最終他得到了一小匙在顯微鏡下看來是針狀結晶的東西,把結晶物放在少量水中,水就出現乳光了,用手指沾一點此溶液,在健康煙葉上摩擦幾下,一星期以後這棵煙草也得了同樣類型的花葉病。他宣布提純的東西就是有侵染性的煙草花葉病毒。今天在美國加州大學的原斯坦利實驗室里,仍然保留著一個標注著「Tob.Mos.」字樣的瓶子,瓶里就盛放著斯坦利當年第一次提純的煙草花葉病毒。
接下來斯坦利開始對這種提純的病毒展開研究。根據各種試驗結果,證實這種結晶物質是蛋白質,初步的滲透壓和擴散測定表明,這種蛋白質的分子量高達幾百萬。其結晶製品的侵染性依賴於蛋白質的完整性,侵染性被認為是病毒蛋白質的一種性質。斯坦利的研究論文陸續發表在《Science》等著名雜志上,他在論文中寫道:「煙草花葉病毒是一種具有自我催化能力的蛋白質,它的增殖需要活體細胞的存在」。斯坦利這一時期著名的工作,後來被譽為基礎病毒學的經典之一。也正是這一時期的工作,使他和薩姆納(James Batcheller Sumner)、諾思羅普(John Howard Northrop)一起共獲1946年的諾貝爾化學獎。
然而,斯坦利在他的煙草花葉病毒研究工作中,並未注意到病毒的含磷和糖類組分,1936年英國的鮑頓(Bawden)和皮里(Pirie)在純化的煙草花葉病毒中發現了含磷和糖類的組分,它們以核糖核酸的形式(即RNA)存在,通過熱變化,這種核酸可以從病毒粒子中釋放出來。消息傳來,斯坦利最初的反應是反對這一結論,他為此不惜在多次學術會議上與持異議者展開辯論,但科學是以實驗為依據的,斯坦利重復英國小組的實驗後發現自己錯了,他不得不對此保持緘默。真理越辯越明,科學家們終於對煙草花葉病毒由蛋白質和RNA組成達成共識。1939年,G.A.Kansche在電鏡下直接觀察到了煙草花葉病毒,指出煙草花葉病毒是一種直徑為1.5nm,長為300nm的長桿狀的顆粒,此後的研究證明煙草花葉病毒顆粒的內部是核酸,外麵包裹著蛋白質。煙草花葉病毒的化學結構之謎終被科學家解開。
在斯坦利研究煙草花葉病毒取得成功之後,越來越多的學者投入病毒學領域,煙葉花葉病毒也成為眾多病毒研究手中必不可少的研究對象。面對病毒學的飛速發展,斯坦利認為有必要建立一個專門的病毒學實驗室。在獲得諾貝爾獎之前幾個月,斯坦利在飛機上偶然遇見了加州大學校長史普勞爾(Robert G.Sproul)。在交談過程中斯坦利提出了建立專門的病毒實驗室的設想,以便對病毒學展開全方位研究。1948年史普勞爾邀請斯坦利在伯克利(Berkeley)校園籌建一所病毒實驗室並出任實驗室主任,斯坦利的希望變成了現實。在伯克利病毒實驗室,斯坦利堅持工作到退休,他還曾兼任過加州大學生物化學系主任,培養了一代病毒學者,指導完成了許多研究計劃,這些計劃對於進一步澄清病毒的本質作出了傑出的貢獻,而且開發出了許多新疫苗,小兒麻痹症疫苗就是其中之一。病毒學的飛速發展,使越來越多的植物病毒和動物病毒的化學結構被人類闡釋,在此基礎上的動植物病理防治也取得了長足進步,危害人類的許多病毒性疾病不再是不治之症,人類的健康和生命保障能力得到了加強。《紐約時報》這樣評價斯坦利:一個眼中閃爍著智慧光芒的和藹可親的國家醫生。
斯坦利的學術貢獻主要在化學制葯、聯苯立體化學和甾體化合物的研究上,他一生在學術刊物上共發表了150餘篇論文,是全世界公認的研究病毒的權威。他曾著有《化學:美麗的事物》一書,該書曾獲得著名的普利策獎的提名。
許多人把斯坦利的成就與發現細菌的巴斯德(Pasteur)的成就相提並論。縱觀斯坦利的一生,除獲得1946年諾貝爾化學獎之外,他還獲得過許多榮譽和獎項:1937年獲美國美國科學促進協會頒發的科學進步獎,1938獲羅森伯格獎章(芝加哥大學)、阿爾德獎(哈佛大學)和斯科特獎(費城);1941年獲美國紐約學院金牌;1943年獲哥白尼獎;1946年獲尼科爾斯獎章(美國化學學會);1947年獲吉布斯獎章(美國化學學會);1948年獲富蘭克林獎章和總統勛conLink1958年獲現代醫學獎;1963年獲美國癌症協會為控癌著名人士頒發的獎章。除這些外,他還獲得許多大學和學院授予的榮譽博士和科學學位,包括厄勒姆姆學院、哈佛大學、耶魯大學(1938年);普林斯頓大學(1947)和伊利諾伊大學(1959年);加州大學(1946年)和印第安納大學(1951年)的名譽法學博士,美國猶太神學院(1953年)和米爾斯學院(1960年)以及巴黎大學的榮譽博士(1947年)學位。
他還應邀擔任許多學術團體和醫療組織的顧問,並任美國政府和世界衛生組織科學顧問。他美國癌症協會資深主任、國立癌症研究所科學顧問理事會成員。他還是許多科學協會的會員。知識點斯坦利的爭議
1946年斯坦利榮獲了諾貝爾化學獎後,鮑頓和皮里認為這是諾貝爾獎歷史上的錯誤,對此感到憤憤不平,因為斯坦利最初認為煙草花葉病毒由蛋白質組成這一認識是不完全的,而且是他們糾正了斯坦利的錯誤(查詢斯坦利1935年至1945年發表的論文,你會認為鮑頓和皮里的憤憤不平是有道理的)。但時至今日,縱觀斯坦利獻身科學的一生,以及他在病毒學上取得的巨大成就,許多學者認為他無愧於諾貝爾獎,今天的病毒學界仍然公認斯坦利是第一個闡明煙草花葉病毒實質的科學家。
㈨ 病毒的歷史發現
關於病毒所導致的疾病,早在公元前二至三個世紀的印度和中國就有了關於天花的記錄。但直到19世紀末,病毒才開始逐漸得以發現和鑒定。1884年,法國微生物學家查理斯·尚柏朗(Charles Chamberland)發明了一種細菌無法濾過的過濾器(Chamberland氏燭形濾器,其濾孔孔徑小於細菌的大小),他利用這一過濾器就可以將液體中存在的細菌除去。1892年,俄國生物學家伊凡諾夫斯基(Dmitry Ivanovsky)在研究煙草花葉病時發現,將感染了花葉病的煙草葉的提取液用燭形濾器過濾後,依然能夠感染其他煙草。於是他提出這種感染性物質可能是細菌所分泌的一種毒素,但他並未深入研究下去。當時,人們認為所有的感染性物質都能夠被過濾除去並且能夠在培養基中生長,這也是疾病的細菌理論(germ theory)的一部分。1898年,荷蘭微生物學家馬丁烏斯·貝傑林克(Martinus Beijerinck)重復了Ivanovsky的實驗,並相信這是一種新的感染性物質。他還觀察到這種病原只在分裂細胞中復制,由於他的實驗沒有顯示這種病原的顆粒形態,因此他稱之為contagium vivum fluim(可溶的活菌)並進一步命名為virus(病毒)。貝傑林克認為病毒是以液態形式存在的(但這一看法後來被溫德爾·梅雷迪思·斯坦利推翻,他證明了病毒是顆粒狀的)。同樣在1899年,Friedrich Loeffler和Paul Frosch發現患口蹄疫動物淋巴液中含有能通過濾器的感染性物質,由於經過了高度的稀釋,排除了其為毒素的可能性;他們推論這種感染性物質能夠自我復制。
20世紀早期,英國細菌學家Frederick Twort發現了可以感染細菌的病毒,並稱之為噬菌體。[14]隨後法裔加拿大微生物學家Félix d'Herelle描述了噬菌體的特性:將其加入長滿細菌的瓊脂固體培養基上,一段時間後會出現由於細菌死亡而留下的空斑。高濃度的病毒懸液會使培養基上的細菌全部死亡,但通過精確的稀釋,可以產生可辨認的空斑。通過計算空斑的數量,再乘以稀釋倍數就可以得出溶液中病毒的個數。他們的工作揭開了現代病毒學研究的序幕。
在19世紀末,病毒的特性被認為是感染性、可濾過性和需要活的宿主,也就意味著病毒只能在動物或植物體內生長。1906年,哈里森發明了在淋巴液中進行組織生長的方法;接著在1913年,E. Steinhardt、C. Israeli和R. A. Lambert利用這一方法在豚鼠角膜組織中成功培養了牛痘苗病毒,突破了病毒需要體內生長的限制。[16]1928年,H. B. Maitland和M. C. Maitland有了更進一步的突破,他們利用切碎的母雞腎臟的懸液對牛痘苗病毒進行了培養。他們的方法在1950年代得以廣泛應用於脊髓灰質炎病毒疫苗的大規模生產。
美國科學家溫德爾·斯坦利1931年,德國工程師恩斯特·魯斯卡和馬克斯·克諾爾發明了電子顯微鏡,使得研究者首次得到了病毒形態的照片。1935年,美國生物化學家和病毒學家溫德爾·梅雷迪思·斯坦利發現煙草花葉病毒大部分是由蛋白質所組成的,並得到病毒晶體。隨後,他將病毒成功地分離為蛋白質部分和RNA部分。溫德爾·斯坦利也因為他的這些發現而獲得了1946年的諾貝爾化學獎。煙草花葉病毒是第一個被結晶的病毒,從而可以通過X射線晶體學的方法來得到其結構細節。第一張病毒的X射線衍射照片是由Bernal和Fankuchen於1941年所拍攝的。1955年,通過分析病毒的衍射照片,羅莎琳·富蘭克林揭示了病毒的整體結構。同年,Heinz Fraenkel-Conrat和Robley Williams發現將分離純化的煙草花葉病毒RNA和衣殼蛋白混合在一起後,可以重新組裝成具有感染性的病毒,這也揭示了這一簡單的機制很可能就是病毒在它們的宿主細胞內的組裝過程。
20世紀的下半葉是發現病毒的黃金時代,大多數能夠感染動物、植物或細菌的病毒在這數十年間被發現。1957年,馬動脈炎病毒和導致牛病毒性腹瀉的病毒(一種瘟病毒)被發現;1963年,巴魯克·塞繆爾·布隆伯格發現了乙型肝炎病毒;1965年,霍華德·馬丁·特明發現並描述了第一種逆轉錄病毒;這類病毒將RNA逆轉錄為DNA的關鍵酶,逆轉錄酶在1970年由霍華德·特明和戴維·巴爾的摩分別獨立鑒定出來。[28]1983年,法國巴斯德研究院的呂克·蒙塔尼和他的同事弗朗索瓦絲·巴爾-西諾西首次分離得到了一種逆轉錄病毒,也就是現在世人皆知的艾滋病毒(HⅣ)。其二人也因此與發現了能夠導致子宮頸癌的人乳頭狀瘤病毒的德國科學家哈拉爾德·楚爾·豪森分享了2008年的諾貝爾生理學與醫學獎。
1886年,在荷蘭工作的德國人麥爾(Mayer)把患有花葉病的煙草植株的葉片加水研碎,取其汁液注射到健康煙草的葉脈中,能引起花葉病,證明這種病是可以傳染的。通過對葉子和土壤的分析,麥爾指出煙草花葉病是由細菌引起的。
1892年,俄國的伊萬諾夫斯基(Ivanovski)重復了麥爾的試驗,證實了麥爾所看到的現象,而且進一步發現,患病煙草植株的葉片汁液,通過細菌過濾器後,還能引發健康的煙草植株發生花葉病。這種現象起碼可以說明,致病的病原體不是細菌,但伊萬諾夫斯基將其解釋為是由於細菌產生的毒素而引起。生活在巴斯德的細菌致病說的極盛時代,伊萬諾夫斯基未能做進一步的思考,從而錯失了一次獲得重大發現的機會。
1898年,荷蘭細菌學家貝傑林克(Beijerinck)同樣證實了麥爾的觀察結果,並同伊萬諾夫斯基一樣,發現煙草花葉病病原能夠通過細菌過濾器。但貝傑林克想得更深入。他把煙草花葉病株的汁液置於瓊脂凝膠塊的表面,發現感染煙草花葉病的物質在凝膠中以適度的速度擴散,而細菌仍滯留於瓊脂的表面。從這些實驗結果,貝傑林克指出,引起煙草花葉病的致病因子有三個特點:1,能通過細菌過濾器;2,僅能在感染的細胞內繁殖;3,在體外非生命物質中不能生長。根據這幾個特點他提出這種致病因子不是細菌,而是一種新的物質,稱為「有感染性的活的流質」,並取名為病毒,拉丁名叫「Virus」。
神奇的病毒「誕生」了!
幾乎是同時,德國細菌學家勒夫勒(Loeffler)和費羅施(Frosh)發現引起牛口蹄疫的病原也可以通過細菌濾器,從而再次證明伊萬諾夫斯基和貝傑林克的重大發現。
「virus」一詞源於拉丁文,原指一種動物來源的毒素。病毒能增殖、遺傳和演化,因而具有生命最基本的特徵,但至今對它還沒有公認的定義。最初用來識別病毒的性狀,如個體微小、一般在光學顯微鏡下不能看到、可通過細菌所不能通過的過濾器、在人工培養基上不能生長、具有致病性等,現仍有實用意義。但從本質上區分病毒和其他生物的特徵是:①含有單一種核酸(DNA或RNA)的基因組和蛋白質外殼,沒有細胞結構;②在感染細胞的同時或稍後釋放其核酸,然後以核酸復制的方式增殖,而不是以二分裂方式增殖;③嚴格的細胞內寄生性。病毒缺乏獨立的代謝能力,只能在活的宿主細胞中,利用細胞的生物合成機器來復制其核酸並合成由其核酸所編碼的蛋白,最後裝配成完整的、有感染性的病毒單位,即病毒粒。病毒粒是病毒從細胞到細胞或從宿主到宿主傳播的主要形式。
病毒一詞的涵義可以是:指那些在化學組成和增殖方式是獨具特點的,只能在宿主細胞內進行復制的微生物或遺傳單位。它的特點是:只含有一種類型的核酸(DNA或RNA)作為遺傳信息的載體;不含有功能性核糖體或其它細胞器;RNA病毒,全部遺傳信息都在RNA上編碼,這種情況在生物學上是獨特的;體積比細菌小得多,僅含有少數幾種酶類;不能在無生命的培養基中增殖,必須依賴宿主細胞的代謝系統復制自身核酸,合成蛋白質並裝配成完整的病毒顆粒,或稱病毒體(完整的病毒顆粒是指成熟的病毒個體)。
由於病毒的結構和組分簡單,有些病毒又易於培養和定量,因此從20世紀40年代後,病毒始終是分子生物學研究的重要材料。
在實踐方面,病毒的研究對防治人類、植物和動物的疾病作出了重要貢獻。如病毒疫苗的發展,利用昆蟲病毒作為殺蟲劑等。1982 年將資料齊全而能分類的病毒劃分為7大群:(雙鏈)ds DNA,有包膜;(雙鏈)ds DNA,無包膜;(單鏈)ss DNA ,無包膜;(雙鏈)ds RNA,有包膜;(雙鏈)ds RNA,無包膜;(單鏈)ss RNA,有包膜;(單鏈)ss RNA,無包膜。
病毒感染使用抗生素無效,不推薦感染時使用抗生素。干擾素作為處方葯,不得隨意購買和使用,遵照醫囑使用。
㈩ 首個RNA病毒是如何發現的是由哪一位科學家發現的
世界上第一個RNA病毒是由一位名叫麥爾的德國農業化學家發現的,麥爾發現這種RNA病毒是研究煙草花葉時的意外發現。當時麥爾正在進行一次科學研究活動,研究的對象正是煙草。所以,這種存在於植物體身上的RNA病毒,也被命名為了“煙草花葉病毒”。
麥爾將煙草花葉進行研磨,再不斷地進行過濾、分離、提取。在無數次過濾之後,得到了澄清的液體。麥爾再將這些液體放在顯微鏡下觀察,並沒有觀察到他原本意料之中的細菌。麥爾這才意識到:導致煙草花葉病毒的物質,一定是比細菌更小的物質。
所以,麥爾是開啟了人類對煙草花葉進行研究的先河,也為人類後來的研究奠定了理論基礎,並且為後世產生了極其深遠的影響。