"Planet Virus"
pengantar singkat
Virus telah menempati planet ini jauh sebelum manusia muncul. Setelah kondisi ekstrim seperti suhu tinggi, dingin ekstrim atau kekeringan, virus masih ada dimana-mana. Antibiotik atau sirup dingin dan gadget lain yang baru-baru ini digunakan untuk mengatasinya tidak ada salahnya. Dan virus tidak berhasil.
Virus meninggalkan banyak informasi dalam DNA kita. 8% dari fragmen DNA manusia berasal dari virus. Tidaklah berlebihan untuk mengatakan bahwa mereka adalah nenek moyang kita yang agak jauh. Namun hati-hati, fragmen yang tidak aktif dalam DNA manusia ini dapat dihidupkan kembali dalam kondisi tertentu dan diatur kembali menjadi virus aktif.
Virus tidak selalu menjijikkan. Sepersepuluh dari oksigen yang dihirup manusia diberikan oleh virus. HPV, yang dianggap sebagai penyebab utama kanker serviks, sebenarnya menyerang semua pria dan wanita dan tersebar luas, tetapi dalam banyak kasus, mereka hidup berdampingan secara damai dengan manusia. Virus berpindah antar inang yang berbeda, dan ada kemungkinan tertentu virus tersebut akan membawa fragmen gen dari inang sebelumnya, lalu memasukkannya ke dalam gen inang berikutnya. Saat Anda meratapi keragaman manusia atau spesies lain, jangan lupa bahwa ada juga bagian dari virus tersebut. Kredit.
Tidak dapat disangkal bahwa virus juga merupakan pembunuh berdarah dingin yang diciptakan oleh alam. Pandemi, Ebola, SARS, virus ini mengejutkan manusia. Awalnya hanya menyerang kelelawar, tikus, burung, dll. Namun, evolusi alam secara tidak sengaja telah memasukkan manusia ke dalam daftar hitam virus. Meskipun vaksin terus diperbarui, kekuatan evolusi memungkinkan virus menembus pertahanan kita berkali-kali.
Buku ini akan memungkinkan Anda untuk memahami kembali hubungan antara virus dan manusia, dan memahami tempat manusia dalam segala hal.
tentang Penulis
Carl Zimmer, seorang penulis sains terkenal, mengajar sains dan penulisan lingkungan di Universitas Yale. Dia telah menulis banyak karya sains populer, termasuk "Evolusi", "Di Tepi Air" dan "Prasasti Semua Hal", dll., Dan memenangkan Penghargaan Komunikasi Sains Akademi Sains Nasional pada tahun 2007 ( Penghargaan Komunikasi Akademi Nasional ), penghargaan ini adalah mahkota kehormatan di bidangnya.
Profil Penerjemah
Liu Yang (Oranye), lulus dari Universitas Peking, dan kemudian memperoleh gelar Ph.D. dalam bidang biologi molekuler, genetika, dan sel dari Universitas Chicago. Ia adalah anggota dari Jiu San Society, seorang penulis sains, jurnalis, anggota Klub Tupai Sains, dan kepala editor dari Nutshell Network App. Ia ikut menulis dan menerbitkan karya seperti "When Colored Voices Taste Sweet", "A Hundred Tails or a Thousand Leaves", "Cold Romance", dan terjemahan lain seperti "Era of Empathy" dan "Hella for Immortality".
Kutipan buku
Pendahuluan Cairan hidup yang menular
Virus mosaik tembakau dan penemuan virus dunia
Di gurun pasir 80 kilometer tenggara Chihuahua, Meksiko, terdapat gunung tandus bernama Gunung Neca. Pada tahun 2000, beberapa penambang bekerja di gua bawah tanah yang rumit di dasar gunung. Saat mereka menggali hingga kedalaman 300 meter, sebuah dunia aneh tiba-tiba muncul di depan mata mereka. Luas ruangannya sekitar 9 meter dan panjang hampir 30 meter, langit-langit, dinding, dan tanah semuanya dilapisi dengan kristal gipsum yang halus dan tembus cahaya. Gua dengan kristal mineral tidak jarang, tetapi "Gua Kristal" Neka berbeda. Kristal di dalam gua memiliki volume yang luar biasa, panjangnya lebih dari 10 meter, dan yang terberat memiliki berat 55 ton. Kristal ini bukanlah kristal kecil yang biasa kita pahami digunakan pada kalung, tapi sebesar gunung, dan orang bisa memanjatnya.
Sejak gua tersebut ditemukan, banyak ilmuwan telah mendapatkan izin untuk memasuki gua kristal ajaib ini, salah satunya adalah ahli geologi Juan Manuel Garcia-Ruiz dari Universitas Granada. Salah satu diantara mereka. Berdasarkan penelitiannya sendiri, ia menentukan usia kristal tersebut yang terbentuk bersamaan dengan terbentuknya Pegunungan Neka akibat aktivitas vulkanik 26 juta tahun lalu. Saat itu, muncul beberapa lubang di gunung yang berisi air panas yang mengandung mineral. Magma vulkanik terus-menerus melepaskan panas dan mempertahankan suhu air pada 58 derajat Celcius, yang merupakan suhu ideal untuk mengendapkan mineral dan membentuk kristal. Air di dalam gua telah dijaga secara ajaib pada suhu sempurna ini selama ratusan ribu tahun, memungkinkan kristal tumbuh menjadi raksasa masa kini.
Pada tahun 2009, Curtis Suttle, seorang ilmuwan dari Universitas British Columbia, Kanada, mengunjungi Gua Kristal. Dia dan rekan-rekannya mengambil air dari genangan di dalam gua dan membawanya kembali ke laboratorium untuk dianalisis. Jika Anda mengetahui bidang penelitian Sartre, Anda pasti akan berpikir bahwa analisisnya tentang air di dalam gua tidak dapat dijelaskan. Penelitian akademis Sattle tidak ada hubungannya dengan kristal, mineral, atau bahkan batu apa pun. Dia sedang mempelajari virus.
Tidak pernah ada orang di gua kristal, dan tidak ada virus, bahkan tidak ada ikan di dalam gua. Gua ajaib ini telah diisolasi dari dunia selama puluhan juta tahun, seolah-olah itu adalah keberadaan independen di luar biosfer. Namun, kunjungan Satyr itu memang bermanfaat. Dia meletakkan air yang dibawa kembali dari lubang kristal di bawah mikroskop, dan petak besar virus ditampilkan di depan matanya, dan setiap tetes air mengandung 200 juta virus.
Pada tahun yang sama, ilmuwan Dana Willner juga memulai perjalanan penemuan virusnya sendiri. Tapi kali ini dia tidak pergi ke gua mana pun, melainkan "mencelupkan" ke dalam tubuh manusia. Wilner dan rekannya mengisolasi beberapa fragmen DNA dari dahak manusia. Mereka membandingkan fragmen DNA ini dengan jutaan urutan yang ada dalam database online. Tentu saja, sebagian besar DNA dalam fragmen berasal dari tubuh manusia, tetapi pada saat yang sama sebagian besar berasal dari virus. Sebelumnya, para ilmuwan selalu percaya bahwa tidak ada virus atau bakteri di paru-paru orang sehat. Namun Werner menemukan bahwa rata-rata terdapat 174 jenis virus yang berada di paru-paru manusia, di mana hanya 10% yang merupakan kerabat dekat yang telah ditemukan, dan 90% lainnya yang sama asingnya dengan virus yang bersembunyi di gua kristal.
Dunia virus membuka pintu bagi para ilmuwan. Dari bawah tanah, ke pasir Gurun Sahara, ke air danau yang tersembunyi sedalam 1 mil di bawah lapisan es Antartika - virus yang baru ditemukan ada di mana-mana, dan banyaknya dari mereka mengejutkan para ilmuwan. Virologi masih merupakan topik yang sangat muda. Selama ribuan tahun, yang kita ketahui tentang virus adalah virus dapat membuat orang sakit dan bahkan membunuh orang. Dan hingga saat ini, meskipun kami telah melihat dampak virus pada manusia, kami tidak tahu bagaimana mereka melakukannya.
Bahkan kata "virus" adalah kontradiksi. Itu diwarisi dari Kekaisaran Romawi, dan itu berarti bisa ular atau air mani manusia. Kata ini telah diberi dua arti yaitu "kehancuran" dan "penciptaan".
Selama berabad-abad, kata "virus" berangsur-angsur memiliki arti lain. Kata ini dapat merujuk pada zat menular apa pun, seperti nanah dari luka, atau zat yang dapat ditularkan secara misterius melalui udara, atau bahkan beberapa zat ". Virus bisa menembus bagian dalam kertas, dan Anda bisa sakit selama Anda menyentuhnya dengan jari Anda.
Baru pada akhir abad ke-19 kata "virus" lebih mendekati arti yang sekarang kita gunakan, dan perubahan ini juga disebabkan oleh bencana di bidang pertanian. Tanaman di pertanian tembakau di Belanda dijarah oleh penyakit. Mereka meninggalkan potongan-potongan jaringan mati pada daun yang pernah hidup. Perkembangan semua tanaman terpengaruh, dan pertanian tersebut tidak menghasilkan panen.
Pada tahun 1879, petani Belanda yang malang itu meminta bantuan ahli kimia pertanian muda Adolph Mayer. Meyer mempelajari bencana ini dengan cermat, ia menyebut penyakit yang menghancurkan pertanian tembakau sebagai penyakit mosaik tembakau. Lingkungan tempat tumbuh-tumbuhan ini tumbuh, termasuk tanah, suhu, dan sinar matahari, menjadi objek penelitian Meyer, tetapi Meyer belum menemukan perbedaan antara tanaman sakit dan tanaman sehat. Dia berspekulasi bahwa mungkin tanaman ini terinfeksi oleh beberapa patogen yang tidak terlihat. Sebelumnya, ahli botani menemukan bahwa jamur dapat menginfeksi tanaman seperti kentang, sehingga Meyer juga mencari infeksi jamur pada tembakau, tetapi tidak menemukan apa pun. Dia juga memeriksa parasit dan masih tidak menemukan apa pun.
Terakhir, Meyer mengekstraksi jus dari tanaman yang sakit dan menyuntikkannya ke tanaman sehat yang terinfeksi. Meyer menyadari bahwa pasti ada beberapa patogen kecil yang berkembang biak di dalam tumbuhan. Ia mengambil sebagian getah dari tanaman yang terinfeksi dan membudidayakannya di laboratorium. Hasilnya, beberapa koloni bakteri benar-benar tumbuh. Koloni-koloni ini semakin membesar, dan pada akhirnya Meyer dapat melihatnya secara langsung tanpa menggunakan peralatan mikroskop. Meyer menggunakan jaringan yang sakit ini untuk membudidayakan bakteri dan mengoleskannya pada tanaman yang sehat.Tanaman yang sehat tidak menunjukkan gejala yang sama, sehingga dia harus menyerah. Dunia viral terus diam.
Beberapa tahun kemudian, ilmuwan Belanda lainnya bernama Martinus Beijerinck (Martinus Beijerinck) memulai kembali perjalanan pencarian patogen dari tempat Meyer berhenti. Dia bertanya-tanya, mungkinkah itu patogen yang jauh lebih kecil daripada bakteri yang menginfeksi tembakau dengan penyakit mosaik? Dia menggiling tanaman yang terinfeksi, menyaring jus yang dihasilkan dengan filter halus untuk menghilangkan sel tanaman dan bakteri, lalu menyuntikkan cairan bening yang dihasilkan ke tanaman yang sehat. Sekarang, Tembakau sedang sakit.
Bayerlink menggiling lagi tanaman yang baru terinfeksi, menyaring sarinya, dan cairan yang dihasilkan dapat terus menginfeksi tanaman yang lebih sehat. Pasti ada sesuatu yang lebih kecil dari bakteri di dalam bubur tanaman yang terinfeksi, mereka dapat menggandakan diri dan menyebarkan penyakit. Pada tahun 1898, Byjelink menyebut mereka "cairan hidup yang menular".
Zat yang terkandung dalam cairan ini adalah bentuk kehidupan yang belum pernah dilihat oleh semua ahli biologi sebelumnya. Zat ini tidak hanya sangat kecil, tetapi juga sangat keras. Alkohol gagal membuat filtrat kehilangan daya infektifnya, dan bahkan memanaskan cairan hingga mendidih, zat-zat ini masih tampak tidak rusak. Bayerlink merendam kertas saring dalam filtrat dan membiarkan cairannya menguap sampai kertas saring benar-benar kering. Tiga bulan kemudian, dia membenamkan kertas saring ke dalam air, dan kemudian menggunakan air yang dibasahi kertas saring untuk menginfeksi tembakau, yang masih dapat menginfeksi tembakau.
Byjelink menyebut zat ajaib dalam "cairan hidup yang menular" sebagai virus, dan ini adalah pertama kalinya zat itu digunakan dalam pengertian yang kita kenal sekarang. Namun, Bayerlink hanya menggunakan kata tersebut untuk membedakannya dari zat yang telah diketahui sebelumnya, dengan demikian menunjukkan bahwa zat tersebut bukanlah hewan, tumbuhan, jamur atau bakteri. Apa mereka, Baierlink tidak punya kesimpulan.
Segera orang menemukan bahwa apa yang ditemukan Baierlink hanyalah salah satu dari banyak virus. Pada awal abad ke-20, ilmuwan lain menggunakan metode infeksi yang serupa setelah penyaringan untuk menemukan virus patogen untuk penyakit lain. Mereka bahkan akhirnya menguasai cara agar virus bisa berkembang biak, cara ini tidak bergantung pada hewan dan tumbuhan yang hidup, tetapi hanya pada beberapa sel yang dibudidayakan dalam cawan petri atau termos.
Tetapi para ilmuwan pada saat itu masih memiliki pendapat berbeda tentang apa itu virus. Beberapa orang mengira bahwa virus hanyalah bahan kimia. Beberapa ilmuwan percaya bahwa virus adalah parasit yang tumbuh di dalam sel. Segala sesuatu tentang virus sangat kontroversial, dan para ilmuwan bahkan belum mencapai konsensus tentang keberadaan virus ini. Pada tahun 1923, ahli virologi Inggris Frederick Twort bahkan menyatakan: "Manusia tidak dapat menentukan sifat virus."
Berkat karya ahli kimia Wendell Stanley (Wendell Stanley), semakin banyak orang yang menyadari kebingungan yang disebabkan oleh virus. Pada 1920-an, ketika Stanley masih berstatus pelajar, ia mempelajari cara kristalisasi di sekolah: molekul dapat berkumpul menjadi struktur berulang untuk membentuk kristal. Kristal dapat menunjukkan sifat yang tidak akan ditunjukkan zat ini dalam keadaan normal. Misalnya, seorang ilmuwan menyinari kristal dengan sinar-X dan dapat menyimpulkan susunan molekul dalam kristal dengan mengamati arah pantulan sinar tersebut.
Pada awal abad ke-20, kristal membantu memecahkan salah satu misteri terbesar dalam biologi apa sebenarnya enzim itu. Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa hewan dan organisme lain mensintesis enzim, yang dapat melakukan berbagai fungsi, seperti memecah makanan yang kita makan. Para ilmuwan menemukan cara untuk mengkristalkan enzim dan menemukan bahwa inti dari enzim tersebut adalah protein. Bisakah virus juga menjadi protein? Stanley penasaran.
Dia memilih virus mosaik tembakau yang sudah dikenalnya dan mulai mencoba mengkristalkan virusnya. Stanley mengikuti praktik Bayerlink 40 tahun lalu, memperoleh sari dari tanaman tembakau yang terinfeksi dan menyaringnya melalui saringan halus. Untuk menjaga kristal virus sebisa mungkin bebas dari kotoran, Stanley mencoba yang terbaik untuk menghilangkan semua senyawa kecuali protein dari "cairan hidup yang menular".
Dalam cairan yang sangat dimurnikan, Stanley mengamati bahwa kristal kecil berbentuk jarum mulai tumbuh. Mereka perlahan tumbuh menjadi serpihan putih susu. Ini adalah pertama kalinya dalam sejarah manusia seseorang mengamati virus dengan mata telanjang tanpa menggunakan alat apa pun.
Kristal virus segera menjadi sekeras mineral, tetapi mereka juga hidup seperti mikroorganisme. Stanley menyimpan kristal virus ini seperti garam di dapur dan mengabaikannya selama berbulan-bulan. Ketika Anda mengambil lebih banyak dan melarutkannya dalam air, kristal-kristal ini masih dapat kembali menjadi virus yang tidak terlihat, dan menginfeksi tembakau lagi dengan keganasan yang tidak kalah dari sebelumnya.
Stanley mempublikasikan hasil eksperimennya sendiri pada tahun 1935, dan penemuannya mengejutkan dunia. "The New York Times" berkomentar bahwa penemuan ini "mengguncang perbedaan orang antara hidup dan mati."
Namun, Stanley tetap melakukan kesalahan kecil yang tidak bisa diabaikan. Pada tahun 1936, ilmuwan Inggris Norman Pirie dan Fred Bawden menemukan bahwa virus tidak hanya terdiri dari protein. Faktanya, 95% komposisi virus adalah protein, dan 5 % Adalah molekul strip panjang ajaib lainnya, yaitu asam nukleat. Setelah bertahun-tahun, para ilmuwan akan menemukan bahwa asam nukleat adalah zat yang membentuk gen, dan di bawah bimbingan asam nukleatlah sel dapat mensintesis protein dan molekul lain. Sel manusia kita menyimpan informasi genetik dalam asam nukleat rantai ganda, nama lengkapnya adalah asam deoksiribonukleat, atau disingkat DNA. Gen dari banyak virus juga didasarkan pada DNA, tetapi ada juga banyak virus yang menggunakan asam nukleat beruntai tunggal, juga dikenal sebagai asam ribonukleat, atau disingkat RNA. Virus mosaik tembakau yang disebutkan sebelumnya adalah salah satu virus tersebut.
Empat tahun setelah Stanley mengkristalisasi virus mosaik tembakau, sebuah tim peneliti Jerman akhirnya berhasil melihat satu virus. Pada tahun 1930-an, para insinyur menemukan mikroskop generasi baru.Dengan bantuan teknologi baru, orang dapat mengamati objek yang jauh lebih kecil dari sebelumnya. Tiga ilmuwan, Gustav Kausche, Edgar Pfannkuch, dan Helmut Ruska, menjatuhkan kristal virus mosaik tembakau ke dalam air yang dimurnikan. Di dalam, letakkan di bawah instrumen baru untuk observasi. Pada tahun 1939, mereka menerbitkan pengamatan mereka, menggambarkan beberapa struktur kecil seperti batang 300 nanometer yang mereka lihat di bawah mikroskop. Tidak ada yang pernah melihat makhluk sekecil itu sebelumnya. Mari kita bandingkan: Jika Anda menaburkan sebutir garam di atas meja dan melihat butiran kecil ini, salah satu sisinya dapat menyusun 10 sel epidermis, atau 100 bakteri. Jika Anda menggunakan virus mosaik tembakau, Anda dapat peringkat 1.000.
Dalam dekade-dekade berikutnya, ahli virologi terus "membongkar" virus secara mendalam, berharap untuk memahami sepenuhnya susunan molekuler mereka. Para ilmuwan telah menemukan bahwa virus dan sel manusia memiliki asam nukleat dan protein, tetapi ada banyak perbedaan di antara keduanya. Sel manusia diisi dengan jutaan jenis molekul yang berbeda. Sel menggunakan molekul ini untuk memahami lingkungan, merangkak di sekitar lingkungan, menelan nutrisi, dan kemudian tumbuh, akhirnya memutuskan apakah akan membelah menjadi dua. Masih harus merelakan nyawanya demi kepentingan sel. Virus biasanya jauh lebih sederhana daripada sel. Kebanyakan virus hanyalah beberapa gen yang dibungkus dalam cangkang protein.
Ahli virologi secara bertahap menemukan bahwa meskipun jumlah informasi genetik virus sangat kecil, mereka masih dapat menggandakan diri dengan membajak organisme hidup lainnya. Virus menyuntikkan gen dan proteinnya sendiri ke dalam sel inang, mengubahnya menjadi "pabrik pembangkitan" untuk replikasi dirinya sendiri. Virus kecil masuk ke dalam sel, dan dalam satu hari dapat menghasilkan ribuan virus.
Pada tahun 1950-an, ahli virologi telah menguasai informasi dasar tentang virus, tetapi mereka masih jauh dari puas. Lagi pula, kita bahkan belum mengetahui bagaimana virus membuat orang sakit. Mengapa virus papiloma menyebabkan kelinci bertanduk? Mengapa virus tersebut masuk ke tubuh manusia dan menyebabkan ratusan ribu kasus kanker serviks di seluruh dunia setiap tahun? Mengapa beberapa virus mematikan bagi manusia, tetapi yang lainnya relatif tidak berbahaya? Bagaimana virus dapat menaklukkan sistem pertahanan inangnya, bagaimana mereka dapat berevolusi lebih cepat daripada spesies lain di planet ini ... Para ilmuwan pada saat itu tidak memiliki gagasan tentang masalah ini. Saat itu, mereka tidak tahu bahwa virus yang akan dinamai HIV di masa depan telah menyebar ke kita manusia dari simpanse dan gorila, dan tiga puluh tahun kemudian, virus ini akan menjadi pembunuh paling brutal dalam sejarah manusia. satu. Ahli virologi bahkan tidak dapat membayangkan banyaknya virus di bumi, dan mereka bahkan tidak dapat menebak bahwa sebagian besar keanekaragaman genetik kehidupan di bumi terdapat dalam virus. Mereka tidak tahu bahwa sebagian besar oksigen yang kita hirup diproduksi dengan bantuan virus, bahkan suhu planet tempat kita berada sangat erat kaitannya dengan aktivitas virus. Mereka tentu tidak dapat membayangkan bahwa bagian dari genom manusia berasal dari ribuan virus yang telah menginfeksi nenek moyang kita, bahkan kehidupan di bumi saat ini mungkin berasal dari virus empat miliar tahun yang lalu.
Ilmuwan saat ini mengetahui hal-hal ini, dan lebih tepatnya, mereka semua telah mendengar hal-hal ini. Mereka menyadari bahwa dari gua kristal terpencil hingga bagian dalam tubuh manusia kita, bumi adalah planet virus. Meski pengetahuan ilmuwan masih sangat dangkal, setidaknya eksplorasi mereka sudah dimulai.
Mari mulai dari sini juga.
Gambar di judul menunjukkan virus Ebola di bawah mikroskop elektron, dari: "Planet Virus"
- Kumpulan cerita pendek Prancis tentang "kasih sayang yang mendalam dari umat manusia di saat-saat gelap"
- Tinjauan Dewan Inovasi Sains dan Teknologi | Saham Terbanyak Naik, Saham Baru Jiahua Technology Naik 130%
- Data besar Volume pencarian tiket pesawat 1 Mei meningkat 80% minggu-ke-minggu, yang rute-rute telah diambil
- 30.000 penonton, laki-laki Ningbo menghabiskan tiga kali lipat "harga langit" untuk membeli rumah-rumah kecil yang rusak! hasil
- Qingdao bekerja sama dengan Shenzhen dan Jinan untuk membuat satu juta subsidi perumahan. Apa langkah selanjutnya dalam merekrut talenta?
- Kembali lagi! "Setiap kali orang Cina makan sepotong daging, kepulan asap keluar dari hutan hujan Amazon ..."
- Menjelajahi otak paling kuat untuk transportasi kereta api selama Festival Musim Semi: Aula Pengiriman Kereta Api Shenyang
- Pria itu memberi hadiah lebih dari 60.000 yuan kepada pembawa berita wanita dan menyortir ribuan video untuk dituntut: dia terlibat dalam pornografi dan mengembalikan uangnya! Pengadilan menangani ..