Как сделать макет вируса своими руками

Бактериофаги

Рис. 6. Бактериофаг (Источник)

Особую группу вирусов составляют бактериофаги (или просто фаги), которые заражают бактериальные клетки (см. Рис. 6). Фаг укрепляется на поверхности бактерии при помощи специальных ножек и вводит в ее цитоплазму полый стержень, через который проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь бактериальной клетки, а капсид остается снаружи. В цитоплазме начинается репликация генетического материала фага, синтез его белков, построение капсида и сборка новых фагов. Уже через 10 мин после заражения в бактерии формируются новые фаги, а через полчаса бактериальная клетка разрушается, и из нее выходят около 200 заново сформированных вирусов – фагов, способных заражать другие бактериальные клетки (см. Рис. 7). Некоторые фаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.

Рис. 7. Схема размножения бактериофага (Источник)

Список литературы

1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П.В. Ижевский, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.
3. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
4. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Как сделать модель живой (животной) клетки из пластилина своими руками (тема «Строение клетки», 5 класс).

История эпидемий гриппа

В прошлом веке случились три серьезные пандемии гриппа — то есть эпидемии, характеризующиеся глобальным распространением инфекции. Первая из них происходила в 1918-1920 годы и была связана с так называемым испанским гриппом (он же «испанка»). В тот момент учёные и врачи не знали, что именно вызывает это заболевание: первые вирусы были выделены в лаборатории лишь спустя 15 лет (детальному изучению возбудителя помешала и Первая мировая война, на конец которой пришлась пандемия). «Испанка» привела к гибели нескольких десятков миллионов человек по всему миру. Две более поздние эпидемии — азиатский грипп 1957-1958 годов и гонконгский грипп 1968-1969 годов — унесли около 2,5 млн жизней.

Успехи в разработке противовирусных препаратов и профилактических мер, а также активный мониторинг распространения и возникновения новых штаммов гриппа позволяют сокращать число жертв и интенсивность эпидемий. Однако и сейчас в результате вызываемых им осложнений погибает от 250 до 500 тысяч человек в год.

Размножение вирусов

Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. Каждый вирус ищет своего хозяина, то есть клетки строго определенного вида. Например, вирус – возбудитель гепатита (желтуха) проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита (свинка) – только в клетках околоушных слюнных желез человека.

Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК начинает взаимодействовать с ее генетическим аппаратом таким образом, что клетка начинает синтезировать белки, свойственные вирусу (см. Рис. 4).

Рис. 4. Схема репродукции вируса

При заражении ретровирусом (например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)), у которого в качестве генетического материала используется молекула РНК, наблюдается другая картина. При попадании ретровируса в клетку-хозяина происходит обратная транскрипция. То есть на основе вирусной РНК синтезируется вирусная ДНК, которая встраивается в ДНК человека. Такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется интегративным, а встроенная в состав хромосомы клетки ДНК вируса называется провирусом. Далее провирус реплицируется (удваивается) в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток. Однако под влиянием некоторых физических и химических факторов провирус может выщепляться из хромосомы клетки и переходить к продуктивному типу взаимодействия, то есть синтезировать новые вирусные частицы.

При заражении ВИЧ человек чувствует себя здоровым, пока вирусный генетический материал встроен в хромосому человека. Однако при выщеплении этого вирусного генетического материала из клетки она начинает образовывать новые вирусные частицы, вследствие чего развивается смертельное заболевание – синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Вирусы являются возбудителями большого количества заболеваний человека: корь, грипп, оспа, краснуха, энцефалит, свинка, гепатиты, СПИД. Известен также целый ряд заболеваний растений, вызываемых вирусами, например мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов или скручивание листьев картофеля. Всего описано около 500 видов вирусов, поражающих клетки позвоночных животных, и около 300 вирусов растений. Некоторые вирусы участвуют в злокачественном перерождении клеток и тем самым провоцируют онкологические заболевания.

Мировой успех

Чтобы привлечь внимание крупных заказчиков, мы стали участвовать в международных конкурсах. О нас заговорили в 2010 году, когда мы первыми в мире создали полную научно достоверную модель вируса ВИЧ с атомной детализацией

Дело в том, что одни методы позволяют получить представление об общем строении вируса (грубые очертания, размер, количество компонентов), другие — о строении очень маленьких отдельных компонентов, которых в вирусе может быть от сотен до нескольких миллионов. Получить модель вируса с очень высоким разрешением и большой достоверностью каким-то одним научным методом до нас не удавалось.

Мы совместили результаты, полученные различными методами, добавили серьёзную научную экспертизу и опыт специалистов отделов молекулярного и 3D-моделирования компании, мнения экспертов из научного сообщества.

В 2010 году первая разработка этой серии стала лучшей научной иллюстрацией в мире по версии одного из наиболее авторитетных научных журналов Science и Национального научного фонда США. Она дала возможность увидеть то, что недоступно взгляду человека, — это как высадка Curiosity на Марс. Только Марс, в отличие от ВИЧ, не уносит по два миллиона жизней в год.

Через год наша модель вируса лихорадки Эбола заняла призовое место в секции «Инфографика» того же самого конкурса. Это было началом международного успеха. Сейчас мы являемся лидерами в сфере молекулярной визуализации, наш продукт не имеет аналогов в мире. Команда делает проекты, которые входят в презентации нобелевских лауреатов, по ним учатся биологи и медики по всему миру.

В зависимости от уровня научной достоверности и детализации стоимость визуализации может отличаться в 10–15 раз и доходить до нескольких миллионов рублей

Сейчас у компании три основных направления. Исторически первое — биомедицинская визуализация и анимация. Есть также дизайн-студия, которая специализируется на решении задач медицинских, фармацевтических, био- и нанотехнологических компаний. Помимо этого, компания занимается созданием образовательного контента для учёных университетов и школ. C 2013 года направление образования дополняет лаборатория образовательных пособий и музейных экспонатов. Это мелкосерийное производство пластиковых моделей для курсов анатомии, медицины, химии, биологии и т. д. Там же мы создаём экспонаты для естественнонаучных музеев.

Если говорить о самых крупных клиентах, то я бы выделил крупнейшую азиатскую фармкомпанию Takeda, а также Roche, Novo Nordisk, Nicomed. К нам обращались все крупные научные издательства мира: Elsevier, Wiley, Springer, Garland Science и т. д. В России мы работаем с «Роснано», «Биоклиникумом», многими фармацевтическими компаниями и стартапами. Наши иллюстрации публиковались в The New York Times, Washington Post, Spiegel, National Geographic и десятках других изданий.

Строение и биология вируса

Папилломавирусы имеют сравнительно маленькие вирионы, лишенные мембранной оболочки. Их диаметр около 30 нм. Это примерно в четыре раза меньше диаметра ВИЧ или гриппа, имеющих мембранную оболочку, происходящую из мембраны зараженной клетки. Геном папилломавирусов представлен кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК, которая упакована при помощи гистонов — клеточных белков, участвующих в компактизации ДНК в ядре. Геном папилломавирусов кодирует два типа белков. Ранние белки (early proteins, E-proteins) осуществляют регуляторные функции, обеспечивают размножение вируса и, в ряде случаев, ответственны за злокачественное перерождение клеток. Поздние белки (late proteins, L-proteins) выполняют структурную функцию, формируя капсид вирионов.

Папилломавирусы непросто культивировать в лабораторных условиях, так как нативные частицы образуются либо в живых организмах, либо в сложных органотипических клеточных культурах, в которых клетки проходят стадии дифференцировки, аналогичные существующим в живом организме .

Жизненный цикл вирусов папилломы привязан к стадиям развития кератиноцитов. Кератиноциты — это клетки, из которых в основном состоят эпидермис, верхний слой кожи, и слоистый эпителий слизистых оболочек.

Активно делящиеся молодые кератиноциты выстилают базальную мембрану, находящуюся под верхними слоями эпидермиса, а по мере созревания и дифференцировки кератиноциты вытесняются к поверхности кожи. Вирусные частицы заражают еще не дифференциированные клетки, а новые частицы образуются в кератиноцитах, достигших терминальной стадии дифференцировки.

Ранние белки папилломавирусов обеспечивают нужное содержание ДНК вируса в ядре клетки и координируют экспрессию его генов. Белки E1 и E2 образуют комплекс с ДНК вируса, привлекая клеточные системы репликации. За канцерогенный эффект у штаммов ВПЧ высокого риска ответственны ранние белки E6 и E7. E6 способен связываться с опухолевым супрессором р53, провоцируя его убиквитинизацию и уничтожение . E7 у таких штаммов связывается и влияет на работу целого ряда белков, среди которых регуляторные белки и опухолевые супрессоры, такие как ретинобластомный фактор. Активность E6 и E7 приводит к неконтролируемому клеточному делению .

Поздние белки ВПЧ нужны для образования капсида и упаковки ДНК вируса. Основным структурным компонентом капсида папилломавирусов является белок L1, который образует пентамеры . В состав одного капсида входит 72 пентамера. Капсид папилломавирусов имеет сферическую форму, однако в действительности он представляет собой икосаэдр с триангуляционным числом равным семи. Сферическая структура образуется не из комбинации гексамеров и пентамеров (как, например, в футбольном мяче), а из двух типов пентамеров. 60 пентамеров капсида ВПЧ образуют по 6 связей с соседними пентамерами, а 12 из них — по пять . Интересно, что строение L1 напоминает строение клеточных белков нуклеоплазминов, регулирующих упаковку нуклеосом . На данный момент нет точного понимания, имеют ли L1 и нуклеоплазмины общего предка, или их схожесть результат конвергентной эволюции.

Минорный белок L2 также является структурным компонентом вирусной частицы. Один L2 приходится на один пентамер L1 . По всей видимости, это белок важен для привлечения вирусных ДНК к собирающимся частицам. Существует гипотеза, что L1 и L2 могут взаимодействовать не непосредственно с нуклеиновой кислотой вируса, а с гистонами, которые ее компактизуют .

Каким конкретно образом ДНК уложена внутри вирсуной частицы, тоже не описано окончательно. Известно что в вирусоподобные частицы ВПЧ может быть упакована любая ДНК короче 8 тысяч пар нуклеотидов, что открывет перспективы для использовния ВПЧ в качестве трансформационных векторов. Интересно, что в распаковке капсида папилломавирусов участвует циклофилин — клеточный белок, также способствующий распаковке капсида, например ВИЧ .

История

Английский бактериолог Фредерик Туорт в статье 1915 года описал инфекционную болезнь стафилококков, возбудитель которой проходил через фильтры, и его можно было переносить от одной колонии к другой.

Независимо от Фредерика Туорта французско-канадский микробиолог Феликс Д’Эрелль 3 сентября 1917 года сообщил об открытии бактериофагов. Наряду с этим известно, что российский микробиолог Николай Фёдорович Гамалея ещё в 1897 году впервые наблюдал явление лизиса бактерий (сибиреязвенной палочки) под влиянием перевиваемого агента.

После открытия явлений бактериофагии Д’Эрелль развил учение о том, что бактериофаги патогенных бактерий, являясь их паразитами, играют большую роль в патогенезе инфекций, обеспечивая выздоровление больного организма, а затем создания специфического иммунитета

Это положение привлекло к явлению бактериофагии внимание многих исследователей, которые предполагали найти в фагах важное средство борьбы с наиболее опасными инфекционными болезнями человека и животных.. Также Феликс Д’Эрелль выдвинул предположение, что бактериофаги имеют корпускулярную природу. Однако только после изобретения электронного микроскопа удалось увидеть и изучить ультраструктуру фагов

Долгое время представления о морфологии и основных особенностях фагов основывались на результатах изучения фагов группы Т — Т1, Т2,…, Т7, которые размножаются на Е. coli штамма B. Однако с каждым годом появлялись новые данные, касающиеся морфологии и структуры разнообразных фагов, что обусловило необходимость их морфологической классификации

Однако только после изобретения электронного микроскопа удалось увидеть и изучить ультраструктуру фагов. Долгое время представления о морфологии и основных особенностях фагов основывались на результатах изучения фагов группы Т — Т1, Т2,…, Т7, которые размножаются на Е. coli штамма B. Однако с каждым годом появлялись новые данные, касающиеся морфологии и структуры разнообразных фагов, что обусловило необходимость их морфологической классификации.

Также Феликс Д’Эрелль выдвинул предположение, что бактериофаги имеют корпускулярную природу. Однако только после изобретения электронного микроскопа удалось увидеть и изучить ультраструктуру фагов. Долгое время представления о морфологии и основных особенностях фагов основывались на результатах изучения фагов группы Т — Т1, Т2,…, Т7, которые размножаются на Е. coli штамма B. Однако с каждым годом появлялись новые данные, касающиеся морфологии и структуры разнообразных фагов, что обусловило необходимость их морфологической классификации.

Комментарии

Вспышки идиотизма из за вируса куда страшней.

Задолбали панические припадки параноиков.

Мойте руки, не ходите в людные места без острой необходимости, готово!

Чес слово задолбали.

Жаль что только зарубежные заводы не работаю, частично или полностью.

А ещё проблема, что от кашля, мимо проходящего, мытье рук не помогает.

И от некоторых штамов заразы лекарсиво Кольцовский Вектор, который под Новосибирском, ещё только создаёт. И готово будет только к июню-июлю.

Хотя благодаря этому всему глава Чайны скупил по дешёвке 30% промышленности которой владели иностранцы и теперь полностью не зааисимы. В особенности в химии и пластмассах.

Такие маски тоже слабо помогают.

Ничтожный шанс лучше его отсутствия.

.А если фильтрующий элемент менять по чаще, то и шанс повыше станет.

Каждая ступенька противодействие важна.

только хардкор — костюмы брытанских ученых( такие яркие) от новичка защищают , так что от мимо кашляющего помогут. ))

Невзрачные серые ОЗК с противогазами тоже отлично помогают :))

Скоро они нас будут убеждать, что этот вирус настолько зловреден, что передается по телефону и даже через СМС-ки :)))

Бро. Ты единственный луч разума. Блин, была бы возможность сотку бы тебе плюсанул.

Истерия и идиотизм в мире стал просто запредельным. Из каждого утюга эта муть льется. Теперь и на этом ресурсе.

А как же дичайше угорать по хайпожорству, например?

А где видео падающих людей и фото траншейных захоронений.

Легкие пути для слабых.

В советское время были учебники ГО, в которых подробно описывалось, как сделать маску без всякого принтера.

прчием защитные свойства таких масок — не хуже тех медицинских, что лежат в аптеке.

И вообще — защищать органы дыхания без защиты глаз — все равно, что мыть руки перед едой и есть из грязной посуды.

Маски все мы шили из марли и ваты и они однако по эффективней нынешних из трех полупрозрачных мембранок.

Как и первые изобретенные давали лишь малый шанс..Найдутся те кто доработают и будет что-то хотя бы близкие к ГП.Хотя 7-ка стоит 3к. И вся самодеятельность лишь времяпрепровождение, но в условиях дефицита это тоже вариант.

Это при том, что маска не защищает того, кто её носит. Она защищает окружающих от того, кто её носит.

Ну, это как водится.

С кремлевской стеной тоже непонятно, кого от кого она защищает 🙂

Старый детский анекдот.

Новичок входит в камеру. Ему вопрос — какая статья?

— так приехал я на красную площадь. Стою — красота. Любопытно вот стало — подхожу к милиционеру, спрашиваю — а вот забор вокруг кремля, а на нем зубчики. А зачем? — Деревня, это чтоб дураки через забор не прыгали — а. понятно. а туда или оттуда. «

с ней все как раз ясно, она символ. ))

Пичалька: на фигниверсе не нашлось приличной маски чумного доктора.

корявая есть. в смысле надеть ее сложно.

Хоть маска и не поможет, но идея печати на ткани мне понравилась 🙂

Можно взять за основу для печати масок для косплея.

Мне тоже, потому на это специально обратил внимание возле ссылки. Это давно известный способ печати PLA «на холодную»

Это давно известный способ печати PLA «на холодную».

Вместо клеев и лаков использовалась туго натянутая джинсовая ткань.

Я экспериментирую. Печатаю два слоя и потом переворачиваю ткань, грею стол до 100 и печатаю дальше, по прочности супер получается.

Вот что надо печатать ,наверное полезнее будет ))

Если понадобится конечно же нужно.

Потрясен. стёб, ржач, флуд, вброс фекалий на вентилятор.

Тема была про маски, если что! Тхин опять в нирване, а тут модели выложили?

Эти «сшивные» сильно напрягают в качество постобработки и необычных приемов. Чем печатать? Пла на ткани? А нет пла. И с тканью не богато. Где нитки брать? А как швы герметить? А как такую маску дезинфектить? Голый пластик водкой промыл и все пучком, а ткань? Непонятно. Ладно. Это модель вообще на тхине из флекса- самый распространенный филамент, у всех дома бухта валяется канечно.

Я попробовал с разных ресурсов маски, но пока ничего дельного и без косячин, вроде крепления резинки насквозь, и с хорошим прилеганием без выклеивания пористой резиной изнутри не нашел.

Помогает ли респиратор от коронавируса? Как сделать приспособление своими руками из пластиковой бутылки, марли, картона? Правила применения.

Респиратор от коронавируса — это приспособление для защиты органов дыхания, которое поможет избежать заражения вирусом COVID-19. В конструкцию изделия входит фильтр, задерживающий до 96% частиц аэрозолей и пыли, в которых могут находиться болезнетворные микроорганизмы. Респираторы продаются в аптеках или специализированных магазинах, но изготовить их можно и в домашних условиях.

История и распространенность ВПЧ

Бородавки и кожные заболевания упоминаются и описываются начиная с самых древних литературных источников. Первые подробные описания кожных новообразований составил древнеримский естествоиспытатель и врач Авл Корнелий Цельс, живший на рубеже старой и новой эры . Предположения о том, что некоторые бородавки могут передаваться инфекционными агентами возникло еще раньше. Показать, что этими агентами являются вирусы удалось в начале ХХвека (обзорная информация по ссылке 4). Первый вирус папилломы был выделен в 1933 Ричардом Шоупом , американским вирусологом, который также впервые выделил и вирус гриппа .

Папилломавирусы втречаются у млекопитающих и существенно менее распространены среди птиц. Эволюционная история папилломавирусов началась тогда, когда появились первые высшие позвоночные (амниоты, к которым относятся пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие) . Более подходящими хозяевами для этой группы вирусов, в виду строения кожного покрова, оказались млекопитающие, у которых они представлены множеством подсемейств и родов . Родство вирусов папилломы с другими семействами ДНК-вирусов (например,полиомавирусами) пока не продемонстрировано достаточно убедительно .

Человека могут заражать более 100 штаммов папилломавирусов, которые делят на штаммы с высоким либо низким риском возникновения рака. При этом низкопатогенных разновидностей существенно больше.

К злокачественным новообразованиям (в это касается рака шейки матки и аногенитальной зоны) приводят всего 18 штаммов. Передаются вирусы папилломы человека(ВПЧ) в основном половым путем и при контакте слизистых.

Считается, что ВПЧ низкого риска продуцируют больше вирионов, лучше распространяются, хотя и элиминируются из организма за один-два года, или даже быстрее . По сравнению с ними, штаммы высокого риска заражают меньшее количество людей, но и иммунной системе с ними справиться сложнее . Самыми канцерогенными являются штаммы ВПЧ 16 и ВПЧ 18, а за возникновение бородавок в аногенитальной зоне в 90% случаев ответственны штаммы ВПЧ 6 и ВПЧ 11

Именно эти представители папилломавирусов привлекают наибольшее внимание исследователей

Лечение бактериофагами

Бактериофаги используют для антибактериальной терапии, альтернативно приёму антибиотиков.

Очень важным свойством бактериофагов является их специфичность: бактериофаги лизируют культуры определенного вида, более того, существуют так наз. типовые бактериофаги, лизирующие варианты внутри вида.

Выявить бактериофаги можно путем нанесения содержащего бактериофаг материала на плотные питательные среды, засеянные газоном чувствительной бактериальной культуры. В том месте газона, куда попал бактериофаг, образуется стерильное пятно или бляшка – зона лизиса бактерий газона вследствие размножения бактериофага. Количество образовавшихся негативных колоний бактериофага соответствует количеству бактериофагов в материале.

Бактериофаги применяют для профилактики и лечения некоторых бактериальных инфекций. В последнее время интерес к ним возрос в связи с широким распространением лекарственно-устойчивых форм патогенных и условно-патогенных бактерий. Препараты бактериофагов выпускают в виде таблеток, мазей, аэрозолей, свечей, в жидком виде. Употребляют их для орошения, смазывания раневых поверхностей, вводят перорально, внутривенно и т.д.

Бактериофаги -(отбактериии греч.fagos – пожиратель) – это особые представители царства вирусов.

Особенность бактериофагов в том, что они приспособились использовать для своего размножения клетки бактерий.

Эти маленькие создания потрясающе многообразны.

Вирусы бактериий, иначе называемые бактериофагами, – крупнейшая из известных групп вирусов.

Современная классификация бактериофагов включает 13 семейств, подразделенных более чем на 140 родов, которые содержат более 5300 видов фагов.

Применение современных электронных микроскопов позволило детально изучить строение фагов. Оказалось, что многие из них устроены сложнее, чем вирусы человека, животных и растений.

Как выглядят бактериофагии?

Они очень маленькие, самые мелкие – не имеют и клеточки. Размер фага 0,1-0,2 миллимикрона (миллионные доли миллиметра!), что примерно составляет 1/1000 часть от бактериальной клетки величиной около 5 микрон.

Выглядят фаги необычно. Есть среди них и такие, что похожи на маленькие космические станции: аккуратные кристаллы с четкими гранями, стоящие на ножках-фибриллах. Стенки «корпуса» кристалла выстроены из молекул белка, а внутри конструкции находится генная информация фага – ДНК или РНК

Где живут бактериофаги «на воле»?

У них очень разная морфология, и среда обитания. Они живут везде, где есть бактерии – в воде, в почве, в каплях дождя, на поверхностях предметов, овощей, фруктов, на шерсти животных, на коже человека и внутри организма.

Чем богаче среда микроорганизмами, тем больше в ней фагов. Особенно много фагов в черноземе и почвах, в которые вносились органические удобрения. В 1 мм3 обыкновенной воды – около миллиарда фагов.

Человек и Бактериофаг

Человек уже не пьет сырую воду из рек, не моется в естественных водоемах. Когда вода попадает в водопровод, то она обязательно проходит жесткую систему обработки хлорирования. И, фактически, все живые существа, которые живут в воде, гибнут.

Да, мы избавляемся от очень многих вредных микробов, но, к сожалению, мы избавляемся и от наших микро друзей.

Почему так страшно использовать антибиотики, когда они не показаны, когда человек еще не настолько болен, что ему нужны такие радикальные мощные средства? Потому что антибиотики затрагивают всю популяцию бактерий и нормофлору.

Строение вируса

Вирион флавивирусов имеет диаметр порядка 50 нм, что примерно в два с половиной раза меньше диаметра частиц ВИЧ или гриппа. В состав вирусных частиц входит три типа белков. Поверхностные белки Е и М формируют регулярную сферическую оболочку вирусной частицы, а при заражении позволяют вирусу связаться с рецепторами на поверхности клетки и проникнуть внутрь. Отдельные участки поверхностных белков погружены в липидную мембрану, которую почкующийся вирус захватывает из эндоплазматического ретикулума клетки, в которой формируется. К белку Е, играющему основную роль в проникновении вируса в клетку, присоединены молекулы олигосахаридов (в модели показаны темно-серым на поверхности вируса) .

В центре вирусной частицы располагается одноцепочечная геномная РНК, связанная с капсидными белками С. Считается, что у флавивирусов капсид не образует регулярных структур . При этом РНК скорее концентрируется вокруг димеров С-белка . Попадая в клетку, РНК может сразу становиться матрицей для синтеза белков вируса (имеет положительную полярность). Помимо трех структурных белков С, Е и М, геном флавивирусов кодирует семь белков, не входящих в состав вириона. Их задача — координировать репликацию вируса внутри клетки и ингибировать иммунный ответ . В модели вируса Зика все белки, кодируемые геномом вируса, показаны оттенками синего и зеленого, а компоненты, захватываемые из зараженной клетки, показаны серым.

У человека вирусы Зика в первую очередь заражают дендритные клетки, а затем кровотоком разносятся в другие ткани . Вирус способен проникать в клетки кожи (кератиноциты эпидермиса, дермальные фибробласты). Клеточный рецептор, с которым связывается вирион Зика, окончательно не определен, однако среди пары десятков кандидатов исследователи выделяют поверхностный белок AXL . В ходе репликации флавивирусов сначала создаются копии геномной РНК негативной полярности, а на их основе синтезируются плюс-РНК. Процесс репликации происходит в эндоплазматическом ретикулуме и сопряжен с синтезом вирусных белков и сборкой вирионов. Собранные вирусные частицы попадают в комплекс Гольджи, а затем покидают клетку .

В настоящее время данных о структуре вируса Зика крайне мало, поэтому модель вириона создавалась на основе опубликованной информации о строении родственных вирусов желтой лихорадки, Западного Нила и Денге. Для создании модели Зика ученые из отдела научного моделирования студии Visual Science использовали методы структурной биоинофрматики, которые широко применяются не только в исследованиях вирусов, но и в изучении клеточных белков и белковых комплексов, разработке лекарств и определении механизмов межмолекулярных взаимодействий.

Модель вируса Зика является частью некоммерческого проекта Зоопарк вирусов компании Visual Science, начатого в 2009 году и включающего модели вирусов иммунодефицита, гриппа A H1N1, лихорадки Эбола, папилломы, аденовируса. Модели и визуализации из Зоопарка вирусов отмечены премиями журнала Science и фонда National Science Foundation, публиковались на обложке приложения к журналу Nature Medicine, в NY Times, авторитетном учебнике Vaccines, галерее журнала Cell, и входили в презентации нобелевских лауреатов. Модели вирусов имеют атомную детализацию и построены на основе опубликованных научных данных и применения методов структурной биоинформатики. Модели суммируют известную информацию о строении наиболее опасных и распространенных вирусов человека и являются своего рода визуальными научными обзорами.

Показать ссылки

Эпидемия вируса, сопутствующие заболевания и лечение

Вирус Зика относится к тому же семейству флавивирусов, что и вирус гепатита С, вирус Денге, вирус желтой лихорадки и вирус Западного Нила. От желтой лихорадки и лихорадки Денге суммарно в год погибает около 50 тысяч человек, а количество зараженных достигает сотен тысяч и даже сотен миллионов соответственно . Вирус Зика не вызывает такой смертности, однако число заразившихся в ходе текущей эпидемии уже превысило полтора миллиона . Симптомы лихорадки Зика напоминают симптомы Денге: жар, высыпания на коже, боль в мышцах, головная боль, коньюнктивит . Симптомы длятся от двух до семи дней, однако в большинстве случаев не проявляются вовсе.

Связь между заражением вирусом Зика и возникновением микроцефалии (недоразвития тканей головы) у новорожденных в настоящее время полностью не доказана, однако масса косвенных свидетельств указывает на ее наличие. До второй половины 2015 года в северной Бразилии доля новорожденных с микроцефалией не превышала 1-2 случая на 10000 рождений, тогда как в настоящее время в районах распространения лихорадки эта цифра увеличилась в 10 раз . В отдельных случаях микроцефалии у плода в головном мозге были обнаружены вирионы Зика . Конкретные механизмы воздействия вируса на эмбриональное развитие на данный момент неизвестны.

На данный момент, несмотря на участившиеся случаи в районах эпидемии Зика, также напрямую не доказана связь лихорадки с возникновением синдрома Гийена — Барре — аутоиммунного заболевания, при котором клетки иммунной системы начинают повреждать нервные клетки собственного организма, вызывая слабость в мышцах и параличи. Синдром Гийена — Барре обычно полностью проходит в течение нескольких недель или двух-трех месяцев .

Тропические лихорадки часто встречаются в тех зонах Африки, Азии и Америки, в которых распространены переносчики заболеваний — преимущественно комары рода Aedes. Считается, что вирус Зика мог попасть из Африки и Азии в Южную Америку через острова Микронезии и Французской Полинезии, где была вспышка этого заболевания в 2013 году, а в ходе Чемпионата мира по футболу 2014 года распространиться в принимавшей его Бразилии . Распространенность вируса Зика и подобных, переносимых москитами, лихорадок может увеличиться в связи с глобальным изменением климата и расширением ареала обитания переносчиков . Нельзя не учитывать, что вирус Зика, возможно, способен передаваться от человека к человеку через сексуальный контакт, однако этот способ заражения крайне редок, а основными переносчиками все же являются комары .

По наиболее оптимистичным оценкам, первая вакцина от вируса Зика может появиться только в конце 2016 года .

Вирус SARS-CoV-2

В конце декабря 2019 года подразделение Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в Китае зарегистрировало вспышку пневмонии неизвестного происхождения. В начале января 2020 года был определен возбудитель заболевания — коронавирус, родственный возбудителям тяжелого острого респираторного синдрома (SARS) и ближневосточного респираторного синдрома (MERS). Позднее разновидность вируса была названа SARS-CoV-2, а вызываемое им заболевание — COVID-19 (от английского Corona Virus Disease). 11 марта 2020 года ВОЗ официально объявила о начале пандемии нового заболевания .

Что такое коронавирусы?

В 1965 году британские вирусологи Тайрелл и Бино, изучавшие возбудителей обычной простуды, культивировали новый вирус под названием B814 . Позднее, в ходе микроскопических исследований, Дэвид Тайрелл и его коллеги обнаружили сходство строения этого вируса и нескольких возбудителей заболеваний животных: вируса инфекционного бронхита птиц, вируса гепатита мышей и вируса трансмиссивного гастроэнтерита свиней . Вирусы были преимущественно округлой или овальной формы, а на их поверхности были видны длинные выросты, напоминающие «корону», которая возникает вокруг солнечного диска при полном затмении. Благодаря этому группа получила название коронавирусов .

Вирусы — это крайне разнообразная группа агентов. Некоторые из них содержат только белки и генетический материал (например, вирусы обычной простуды или вирус папилломы), а у некоторых, как у гриппа или ВИЧ, есть оболочка, которую вирус похищает из клетки хозяина. Оболочка состоит из двойного слоя липидов, в который встраиваются белки вируса. У коронавирусов такая оболочка есть.

Геномы вирусов, в отличие от геномов бактерий или более сложных организмов, могут состоять как из ДНК, так и из РНК. У коронавирусов генетический материал представлен РНК и имеет самую большую длину из всех вирусов со сходной организацией — около 30000 нуклеотидов (структурных элементов, последовательность которых и несет информацию о строении белков вируса) . Для сравнения, геном вируса гриппа, также представленный одноцепочечной РНК, хотя и разделенной на фрагменты, суммарно примерно в 2 раза короче . Обычно, у вирусов более длинный геном означает возможность кодировать больше белков и, как следствие, вступать в более сложные взаимоотношения с клеточными системами защиты.

Среди коронавирусов ученые выделяют 4 крупные группы, названные буквами греческого алфавита — от альфа до дельта. Альфа- и бетакоронавирусы заражают млекопитающих, тогда как гамма- и дельтакоронавирусы заражают преимущественно птиц и рыб .

Коронавирусы животных, при этом могут причинять существенный экономический ущерб. Так, в 2016 году, вирус, вызывающий острую диарею у свиней, во время вспышки погубил порядка 24000 поросят .

До 2019 года было известно 6 коронавирусов, способных заражать людей. Четыре из них (HCoV‐229E, HCoV‐OC43, HCoV‐NL63 и HKU1) вызывают симптомы, похожие на обычную простуду. Два — SARS‐CoV и MERS‐CoV могут заражать нижние дыхательные пути и с высокой вероятностью приводить к тяжелой пневмонии или даже смерти больного .

Атипичная пневмония и ближневосточный респираторный синдром

До начала 2000-х годов коронавирусы человека не воспринимались как серьезная опасность. В 2002 году в южных областях Китая произошла эпидемия тяжелого острого респираторного синдрома (SARS, также известного как атипичная пневмония), вызываемого новым на тот момент коронавирусом SARS-CoV . Вспышка затронула более 8000 человек, чуть меньше 1000 из которых погибли . В 2012 году распространение другого родственного вируса MERS-CoV привело ко вспышке заболевания ближневосточным респираторным синдромом, в результате которой заразилось 2066 человек и умерло 720. Эта эпидемия затронула преимущественно Саудовскую Аравию, хотя случаи были отмечены в 27 странах .

Оба этих коронавируса имели зоонозное происхождение — они передались людям, соответственно, от цивет (род мелких хищных млекопитающих) и верблюдов, которые, в свою очередь, получили эти вирусы от летучих мышей .