— 10-12-дневные зародыши. Их использование позволило открыть ряд новых вирусов, опасных для человека, и стало переходным этапом между первым и вторым периодами развития вирусологии.
Второй период развития вирусологии — клеточный
(1950-е годы)
В 1949 году в истории вирусологии происходит очень важное событие: открытие возможности культивирования (выращивания) клеток животных в искусственных условиях. С внедрением данной методики в вирусологии начался второй период — клеточный.
Введение в вирусологию методики культивирования клеток стало поистине революционным событием. Используя культуры тканей [5], ученые смогли перейти от изучения вирусной инфекции к изучению непосредственно самого вируса: его строения, химического состава, способа репродукции (размножения). Данная методика позволила выделять многочисленные новые вирусы, проводить их идентификацию и клонирование, а также изучать их взаимодействие с живой клеткой. Использование методики культивирования клеток обеспечило возможность получения культуральных вакцин — вакцин, изготовленных из вируса, выращенного в культурах тканей.
В 1954 году американские вирусологи Эндерс, Уэллер и Роббинс получили Нобелевскую премию «За открытие способности вируса полиомиелита расти в культурах различных тканей».
Выращивание вирусов в культурах клеток позволило ученым получать для производства вакцин чистый вирусный материал. Практическое значение этой методики было очень велико: с ее помощью была создана вакцина против полиомиелита. Советские ученые-вирусологи М. П. Чумаков и А. А. Смородинцев в содружестве с американскими вирусологами Джонасом Сколком и Альбертом Сейбином разработали технологию производства живой (ослабленной) и убитой (инактивированной) вакцины против полиомиелита, провели клинические испытания этих вакцин и внедрили их в практику. В 1959 году в СССР была осуществлена массовая иммунизация детей живой вакциной от полиомиелита, и в результате заболеваемость полиомиелитом резко снизилась, а паралитические формы заболевания практически исчезли. За разработку и внедрение в медицинскую практику полиомиелитной вакцины М. П. Чумаков и А. А. Смородинцев в 1963 году были награждены Ленинской премией.
В клеточный период развития вирусологии началось широкое применение и других культуральных вакцин: от энцефалита, ящура, оспы и т. д. За полувековую историю применения культуральные вакцины доказали свою эффективность и используются до сих пор. Среди них есть в том числе вакцины против полиомиелита, паротита, кори, краснухи и коронавируса COVID-19, созданные на основе аттенуированных (ослабленных) штаммов вирусов.
Использование методики культивирования клеток обеспечило возможность дальнейшего развития вирусологии и перехода на следующие этапы — выхода вирусологии на молекулярный и субмолекулярный уровни. Внедрение в вирусологическую практику метода культуры тканей положило начало планомерной борьбе вирусологов с их невидимыми врагами. Российские ученые проводили тысячи исследований и опытов, рисковали здоровьем, жизнью и свободой, накапливая бесценный научный материал о строении, химическом составе и болезнетворных свойствах различных патогенных вирусов. За этот период было открыто много новых, неизвестных ранее вирусов — возбудителей опасных заболеваний, и разработаны методы диагностики, лечения и профилактики вирусных инфекций, которые помогли спасти миллионы жизней.
В клеточный период вирусологии активно развивалась диагностика вирусных инфекций и разрабатывались новые технологии изготовления противовирусных вакцин, которые создали мощную научную базу для дальнейших открытий и достижений. Главным итогом этого периода стало становление вирусологии как самостоятельной науки с собственным арсеналом научных методик и объектов исследования.
Микробиология вышла на новый уровень: на смену эре бактериологии пришла эра вирусологии. В результате исследований клеточного периода было доказано, что вирусы существуют в двух основных формах — внутриклеточной и внеклеточной. При этом вне клеток вирусные частицы (вирионы) не проявляют никаких признаков жизни, но при проникновении в чувствительные клетки живого организма вирусы переходят из пассивной формы покоя в активную форму, и тогда начинаются сложные многоэтапные процессы репродукции вирусов, которые вызывают различные, а порой и летальные процессы в живых организмах.
Процесс репродукции вируса внутри инфицированной клетки называют жизненным циклом вируса. Термин «репродукция» восходит к латинскому слову production — производство. И в самом деле, способ размножения этих монстров в корне отличается от бинарного деления клеток живых организмов. Он больше напоминает работу, происходящую на заводском конвейере.
Третий период развития вирусологии — молекулярный
(1960-е годы)
В 1960-е годы в вирусологии стали широко использоваться методы молекулярной биологии, поэтому этот период развития данной науки называется молекулярным. Применение для исследований молекулярных методов позволило вирусологам определить принципы строения вирусных индивидуумов (вирионов), способы проникновения вирусов в клетки организма и способы репродукции (размножения) вирусов.
Вирион — одна из форм существования вируса. Это полноценная вирусная частица, состоящая из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, которая находится вне живой клетки и приспособлена для транспортировки от одной клетки к другой геномной нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК) и защиты её от механического, физико-химического и энзиматического воздействия. В большинстве случаев вирионы не проявляют биологической активности вне клеток хозяина, но при попадании вириона в клетку живого организма образуется комплекс «вирус-клетка», способный производить новые вирионы.
Кроме этого в данный период вирусологи начали использовать современные методы исследований других естественных наук: физики, химии, цитологии, молекулярной генетики, а также рентгеноструктурный анализ. Эти методики позволяли в кратчайшие сроки изучать строение, химический состав и особенности репродукции вирусов, что существенно ускоряло процесс исследований и повышало их результативность.
Но самым главным результатом молекулярного периода развития вирусологии стало кардинальное изменение отношения к вирусам. В этот период вирусы благодаря простой структуре их генома стали использоваться для изучения фундаментальных проблем генетики и молекулярной биологии. С тех пор и до настоящего времени ни одно открытие в области молекулярной биологии не обходится без вирусной модели, а полученные данные убедительно доказывают, что вирусы являются не только опасными внутриклеточными паразитами — их также можно использовать как удобный инструмент для познания общебиологических закономерностей.
Первые три этапа развития вирусологии соответствуют трем основным уровням биологического познания: организменному, клеточному и молекулярному. Основными результатами трех первых этапов развития вирусологии являются следующие факты:
● Были открыты и описаны большинство вирусов, известных к настоящему времени.
● Разработаны методы выделения, накопления и идентификации этих вирусов.
● Доказана автономность вирусов.
● Разработаны методики для изучения структуры, химического состава и репродукции вирусов.
● Разработаны методы диагностики вирусных инфекций.
● Сформулированы основные гипотезы о происхождении вирусов.
Четвертый период развития вирусологии — молекулярно-биологический, или субмолекулярный
(с 1970-х до наших дней)
Благодаря стремительному развитию молекулярной биологии у ученых появились новые возможности изучения первичной структуры нуклеиновых кислот и белков, которые позволили разработать методы секвенирования [6] ДНК, методы определения аминокислотных последовательностей белка и ряд других инновационных методик, которые начали активно использовать вирусологи. Так в 1970-е годы в мировой вирусологии
