这是放之四海而皆准的一套方法,病毒研究不得不知(文末彩蛋:Spining飞盘开启盛夏)

2023-06-01 11:00 · 生物探索

罗伯特·科赫(Robert Koch,1843~1910年)是德国细菌学家,他提出过一套科学验证方法,验证了细菌与病害的关系,被后人奉为传染病病原鉴定的金科玉律,即科赫法则。作为一种研究思

罗伯特·科赫(Robert Koch,1843~1910年)是德国细菌学家,他提出过一套科学验证方法,验证了细菌与病害的关系,被后人奉为传染病病原鉴定的金科玉律,即科赫法则。作为一种研究思路,至今仍有着非凡意义。

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科赫法则主要内容(图片来自网络)

病毒作为病原体的一类,每一种病毒(亚型)的存在都是一个探索的过程,宿主环境的复杂性,可能导致不同种属的病毒之间难以区分,深度测序为我们最终确定病毒分支提供了重要依据,但是对于命名一种病毒的存在,仅仅测序是不够的,还要遵从科赫法则:宿主有症状,病毒可培养,致病过程可重现,病毒可继续纯化并可“见”。

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依从这一法则,病毒学研究人员追踪病毒进化从不止步,从流感的H1N1到H7N9,从新冠的阿尔法亚型追踪到奥密克戎,我们可以先通过视频直观地了解一下病毒的分离与纯化过程~

在国家疾病预防控制中心公布的乙类传染病中病毒病占比 48%,然而科学家经过调查研究大胆估计:常见病毒家族中还有着超过150万个未知病毒尚待发现,未来病毒究竟有多少种,我们还远远不能就此定义。

太多未知病毒待发现和研究,研究病毒的手段非常重要,目前我们可以通过科技手段来捕捉病毒的身影。

让隐形杀手现身——病毒可视化

病毒颗粒非常小,以纳米为单位,普通方法无法观察到病毒颗粒的形态,通常要使用电子显微镜才可以观察。

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可视化的冠状病毒

冠状病毒属于冠状病毒科套式病毒目冠状病毒属,是具囊膜(envelope)、基因组为线性单股正链的 RNA 病毒,是自然界广泛存在的一大类病毒。

病毒颗粒的直径 60~200 nm,平均直径为100 nm,呈球形或椭圆形,具有多形性。病毒有包膜,包膜上存在棘突,整个病毒像日冕,不同的冠状病毒的棘突有明显的差异。

如何让病毒现身?

有了电镜,我们还要分离出病毒,才能观察研究。那么,如何让病毒现身?

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01 分离培养

我们可以从DNA测序和计算生物学中学到很多东西,但在实验室里培养病毒依然非常重要,甚至是病毒研究中的里程碑式工作,从本质上讲,只有能够培养它才能有条件为未来的实验提供信息,直到充分了解它。

病毒的实验室分离主要有三种方法

一、动物接种(兔、鼠、猴、犬、牛等)

二、鸡胚接种

三、细胞培养(最常用)

采用细胞培养方法从混合物中分离出一种或者几种病毒,可通过培养富集病毒,获得足够的病毒样品进行后续未知病毒的鉴定和分析。在这个阶段应多选几种细胞同时进行未知病毒的分离培养,以便增加成功分离的机会,宿主细胞一般选相应易感动物或者器官近似来源的细胞。

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病毒样品采集/洗涤/稀释——获得滴度/含量更高的病毒。

02 病毒纯化

获取纯化的病毒后,更易进行结构、功能、稳定性与毒力等后续研究,而不被其他因素干扰,是病毒可视化的必备条件。

常用的病毒纯化方法及优缺点:

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由于每种方法各有优缺点,且存在一定的不可替代行,实验室内常联合使用上述方法进行病毒纯化工作。

高效病毒纯化的一般流程

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