Piękno wirusów

avatar
Dr Ewa Krawczyk 30 Gru, 6 minut czytania

 

Wirusy nie mają dobrej prasy ostatnio. Choć właściwie należałoby cieszyć się, że w ogóle mają jakąś prasę, a nie są, jak dotychczas, uważane za coś, co eee tam, kto by w ogóle wierzył, że istnieje, a poza tym to kiła, szkarlatyna i rzeżączka to są choroby wirusowe przecież, jak HIV… Nie są? A kto by to wszystko poodróżniał, bakteria czy wirus to jedno i to samo. W tej chwili mamy mnóstwo specjalistów od wirusów, poziom wiedzy wirusologicznej wzrósł gigantycznie w społeczeństwie, serce roście patrząc na te czasy, z drugiej strony jednak żarty żartami, ale wirusy udowadniają, że nadal potrafią być okropnie niebezpieczne, śmiertelne, siać grozę i jednym mrugnięciem osłonki od niechcenia wywoływać straszne epidemie.

Zatem podkreślając ogromne znaczenie takich zachowań –

oraz stanowczo apelując: ludzie, kiedy szczepionka będzie dostępna, weźcie się zaszczepcie!

a więc podkreślając ogromne znaczenie takich zachowań, jak: rąsia (myjemy) – buźka (zasłaniamy maseczką) – klapa (odchylamy i sprawdzamy, czy aby nie mamy gorączki i innych objawów zakażenia) – goździk (podajemy na odległość, skoro już musimy, ale w ogóle trzymamy się od innych na dystans) – młode pokolenie nie pamięta już co prawda, o co chodzi z tą rąsią i klapą, ale autorka tekstu jest tak stara, że pozwoli sobie na wspomnienie – w każdym razie dzisiejszy tekst ma na celu zauważenie tej cechy wirusów, o której zazwyczaj nie myślimy. Czyli ich niezaprzeczalnego piękna. Nie zawsze musi to być piękno samego wirionu (choć popatrzcie na takie adenowirusy i uczciwie powiedzcie, czy istnieje coś ładniejszego w przyrodzie… no właśnie), ale ponieważ zgodnie z dowodem naukowym w postaci nieśmiertelnych słów Forresta Gumpa: stupid beauty is as stupid beauty does, piękne może być nie tylko ciało wirusa, ale i jego czyn, to czasami i wirusom udaje się upiększyć świat.

Pstrość tulipanów

Niewiarygodnie piękne tulipany opisane zostały najprawdopodobniej po raz pierwszy w 1576 roku przez szesnastowiecznego botanika Charlesa de l’Écluse, zwanego też Carolusem Clusiusem, albo bardziej dla nas swojsko Karolem Kluzjuszem. Fantastyczne wzory kolorystyczne na ich płatkach, w postaci pasków, prążków, linii, smug, maziajów przypominających piórka czy płomienie (Ryc. 1A i B) tak mocno zafascynowały ludzi, że aż spowodowały tulipanomanię – socjologiczno-ekonomiczne zjawisko obłędu, zachwytu i fijoła (nomen omen) na punkcie tego typu kwiatów w siedemnastowiecznej Holandii. Ceny cebulek tulipanów takich jak Viceroy (Ryc. 1A) czy Semper Augustus (Ryc. 1B) osiągały niebotyczne rozmiary, rynek lekko oszalał, ludzie kupowali, bańka spekulacyjna rosła, wszyscy podziwiali, malarze malowali, a prawdziwym i najważniejszym artystą okazał się tu wirus.

Pstrość (breaking) tulipanów bowiem jest chorobą wirusową, jedną z najstarszych znanych botanice chorób wirusowych roślin. Przez wieki sądzono, że to samo przeszczepianie fragmentów tkanek roślinnych powoduje zjawisko pstrości, albo może inne czynniki, jak np. jakość gleby, mają znaczenie, dopiero w 1928 roku brytyjska mykolożka Dorothy Cayley, po przeprowadzeniu solidnych doświadczeń, doszła do wniosku, że Thus the active agent which brings about “breaking,”whatever it may be, virus or enzyme, can…, czyli że rolę może tu odgrywać czynnik zakaźny. Sam wirus, piękny zresztą, smukły, elegancko wydłużony patogen o genomie w postaci RNA, w pełnej krasie pokazany został po raz pierwszy w latach 60. XX wieku, i nazwany wirusem pstrości tulipana (TBV, tulip breaking virus). TBV należy do rodziny Potyviridae i przenoszony jest przez mszyce, a specyficzne zmiany kolorystyczne tulipanów powodowane są przez wpływ wirusów na zmiany w rozmieszczeniu barwników należących do grupy antocyjanin (związków organicznych z klasy flawonoidów) w płatkach kwiatu. Proponowane są różne mechanizmy wyjaśniające to zjawisko. Geny wirusowe, a raczej ich produkty, wpływają na ekspresję aktywatorów i/lub supresorów komórkowych, odgrywających rolę w biosyntezie antocyjanin, co powoduje nadmierną ekspresję bądź wyłączenie jednego lub więcej genów związanych z kolorem płatków. Nadmierna ekspresja z kolei powoduje potranskrypcyjne wyciszenie genu/genów i w konsekwencji powstawanie fantazyjnie kolorowych wzorków na kwiatach. Być może zakażenie wirusem TBV zmienia kolor kwiatu także poprzez wpływ na glutationylację antocyjanin, transport ich do wodniczek i/albo zmiany pH w wodniczkach.

Pstrość tulipanów nie jest niestety związana tylko z pięknymi barwami kwiatów. Na skutek zakażenia wirusem kwiaty stają się coraz słabsze, rosną coraz gorzej, cebulki degenerują, a finalnie cała odmiana ginie w pomroce dziejów. Bardzo niewiele dawnych tulipanów, tych prawdziwie pstrych, zakażonych wirusem, przetrwało do dzisiejszych czasów. Przykładem jest prześliczny płomienno-złoto-ciemnoczerwony Absalon, pochodzący jeszcze z 1780 roku (spójrzcie na Ryc. 1C) – jego zdjęcie upiększa ten tekst dzięki uprzejmości i za zgodą Mount Vernon Ladies’ Association. Natomiast większość obecnie spotykanych tulipanów (Ryc. 1 D), mimo całkiem nieraz przyjemnego ubarwienia, to specjalnie hodowane w tym celu odmiany.

 

 

Ryc. 1. Tulipany. A. Viceroy; domena publiczna. B. Semper Augustus; domena publiczna. C. Absalon rosnący w Mount Vernon w USA, zdjęcie dzięki uprzejmości Mount Vernon Ladies’ Association. D. Współczesny tulipan, zdjęcie: autorka.

Sendai

Zachowując w pamięci nadzwyczajną urodę malowanych wirusem kwiatów wędrujemy na inny kontynent. Zdradzę bowiem, że celem każdej prawdziwej wirusolożki dowolnej płci jest przynajmniej jedna w życiu pielgrzymka do „wirusowego” miejsca na świecie. Czy będzie to miasteczko Coxsackie w USA, rzeka Usutu w Eswatini czy miasto Sendai w Japonii – ważne, żeby nazwa kojarzyła się z wirusem i wtedy należy tam pojechać.

Nazwa Sendai naturalnie natychmiast kojarzy się z miastem ogromnie dzielnym w obliczu przerażających zdarzeń, odważnym i nieugiętym. Ale Sendai to także miasto bardzo piękne (Ryc. 2), pełne zieleni, muzyki, światła, kolorów i smakowitego jedzenia, a i miejsce urodzenia jednego z najwybitniejszych sportowców naszych czasów, a w zasadzie wszech czasów, bo przecież the GOAT (Ryc. 2G), mistrza niepokonanego, boga lodu, czarodzieja łyżew, najwspanialszego, niedościgłego, fenomenalnego, najcudowniejszego, zjawiskowego, olśniewającego, zachwycającego, fascynującego, hipnotyzującego, najpiękniejszego…

Ale zaraz, o czym to ja miałam…? A, o wirusach.

No przecież mówię – Sendai założone zostało w 1600 r. przez Masamune Date (Ryc. 2B). Masamune Date przeszedł ospę prawdziwą w dzieciństwie, a w wyniku zakażenia stracił wzrok w prawym oku (ospa prawdziwa potrafiła robić krzywdę oczom; komplikacje w obrębie narządu wzroku zdarzały się u 5-9% pacjentów, a obejmowały m.in.: zapalenie spojówek, rogówki, błony naczyniowej, jak również zapalenie siatkówki i nerwu wzrokowego). Legenda mówi, że Date sam sobie potem to oko wydłubał, niezależnie jednak od tego, czy to prawda czy nie, związek z wirusami jest. Cosplayowa fotka (Ryc. 2C), gdzie śliczny młodzian z charakterystycznym, budzącym grozę hełmem z półksiężycem noszonym przez legendarnego daimyō, a przy okazji depczący wirusy ospy, takoż rzadkiej urody jak to wirusy, ma o tym przypominać.

 

 

Ryc. 2. Sendai. A. Panorama miasta. B. Pomnik Masamune Date. C. Cosplay Masamune Date, ze wstawką przedstawiającą wirusy ospy prawdziwej. D. Aleja Jōzenji-dori, z pięknie zielonymi brzostownicami japońskimi. O Sendai mówi się czasem „miasto drzew”, City of Trees. E. Gyūtan, grillowany ozór wołowy, przysmak pochodzący z Sendai. F. Święto Tanabata. G. The GOAT, fragment pomnika upamiętniającego zdobycie złotego medalu olimpijskiego w 2014 r. w Soczi. H. Sendai Pageant of Starlight. Zdjęcia: A i C (wraz ze wstawką autorstwa: CDC/Dr. Fred Murphy) – domena publiczna, źródło: Enirac Sum (A) i 玄史生 (C). Fotka G pochodzi z kalendarza, który upiększa biurko autorki. B, D, E, F i H – zdjęcia pochodzą ze strony prowadzonej przez The Tohoku Tourism Promotion Organization, uprzejmie poleconej autorce przez SENDAI Tourist Information Desk.

Rycinę 2. oglądać należy z podkładem muzycznym w wykonaniu Monkey Majik, najlepiej z towarzyszeniem fantastycznie grających na shamisenach Yoshida Brothers, np. Change. Monkey Majik jest zespołem, który również pochodzi z Sendai.

Oczywiste jednak skojarzenie każdej wirusolożki płci dowolnej to: Sendai = wirus Sendai. Wirus ten należy do rodziny Paramyxoviridae, a wyizolowany został w latach 50. XX wieku, w Japonii (w Sendai oczywiście). Jak to paramyksowirus, dysponuje wybitną urodą (Ryc. 3A), jest wirusem osłonkowym, a jego genom to RNA (Ryc. 3B). Wirus Sendai jest patogenem zwierzęcym, zakażającym gryzonie na całym świecie i uważanym za jeden z najważniejszych czynników zakaźnych powodujących infekcje układu oddechowego u myszy. Jest także bardzo użytecznym narzędziem w laboratoriach, wydajnie powodującym fuzję komórek bardzo różnego pochodzenia, a także znakomicie dostarczającym rozmaite cząsteczki (białka, kwasy nukleinowe) do wnętrza komórek. Wirus Sendai szeroko stosowany jest w biologii molekularnej, genetyce i biologii komórkowej m.in. do doświadczeń z reprogramowaniem komórek, badań nad komórkami macierzystymi, prac nad szczepionkami, prób terapii genowych i w ogóle do najróżniejszych modyfikacji genetycznych. Nie wygląda na to, aby stanowił jakieś poważne niebezpieczeństwo dla ludzi.

A więc nie tylko piękny, ale i pożyteczny.

 

 

Ryc. 3. A. Paramyksowirus absolutnie wybitnej urody (w tym wypadku wirus odry, źródło: CDC/Dr. Erskine Palmer) – domena publiczna. B. Schemat budowy wirusa Sendai, źródło: autorka. C. Linia Vero, jedna z linii komórkowych wrażliwa na zakażenie wirusem Sendai, barwienie hematoksyliną/eozyną, zdjęcie: autorka.

 

Literatura

[1] Brunt A, Walsh J. ‘Broken’ tulips and Tulip breaking virus. Microbiology Today 2005; 68-71

[2] Cayley DM. “Breaking” in Tulips. The Annals of Applied Biology 1928; 15: 529-539

[3] Dekker EL et al. Characterization of potyviruses from tulip and lily which cause flower-breaking. Journal of General Virology 1993; 74: 881-887

[4] Faísca P, Desmecht D. Sendai virus, the mouse parainfluenza type 1: A longstanding pathogen that remains up-to-date. Research in Veterinary Science 2007; 82: 115-125

[5] Lesnaw JA, Ghabrial SA. Tulip Breaking: Past, Present, and Future. Plant Disease 2000; 84: 1052-1060

[6] Nakanishi M, Otsu M. Development of Sendai Virus Vectors and their Potential Applications in Gene Therapy and Regenerative Medicine. Current Gene Therapy 2012; 12: 410-416

[7] Nakanishi M et al. Gene delivery systems using the Sendai virus. Molecular Membrane Biology 1999; 16: 123-127

[8] Park A et al. Sendai virus, an RNA virus with no risk of genomic integration, delivers CRISPR/Cas9 for efficient gene editing. Mol Ther Methods Clin Dev 2016; 3: 16057

[9] Semba RD. The Ocular Complication of Smallpox and Smallpox Immunization. Arch Opthalmol 2003; 121: 715-719

[10] University of Illinois Extension, College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences. Tulip Breaking or Mosaic. Report on Plant Disease 1990; 634

 

 

Podziel się: