噬菌体的发现历程

Question

如题所述

Answer 1

噬菌体，这一能够感染细菌的病毒，最早由特沃特和赫莱尔分别独立证明其存在。特沃特，一位细菌学家，基于自然界中发现的对人、动植物无害的细菌，推测环境中也可能存在无害的“滤过性病毒”。他通过实验采集环境样本，过滤后接种至培养基上，期望培养出此类病毒，但结果失败。然而在某次实验中，特沃特意外发现培养基上出现透明斑，这些区域中看不见细菌，只存在微小颗粒。他推测这些透明斑可能为病毒，并进行了大量实验验证其存在。赫莱尔，一位自学成才的病原微生物学家，从蝗虫中分离出细菌，观察到透明斑的形成，随后在细菌培养过程中也观察到透明斑。赫莱尔提出了“噬菌体”概念，描述了其裂解细菌的能力，并发现噬菌体的裂解性能可以逐渐变化。他将噬菌体进行了大量研究，描述了噬菌体的性质，包括其微粒状态、病毒特性以及与细菌的相互作用。

赫莱尔的理论引起了免疫学先驱博尔代的兴趣。博尔代认为噬菌体实际上是细菌中原本存在的物质，处于失活状态，受到活性形式的触发从而裂解细菌。他反对将噬菌体视为微粒或病毒，并认为这是一种编码在细菌遗传系统中的物质，可能是酶。对于噬菌斑的形成，博尔代解释为细菌对噬菌体“酶”的敏感性不同所致。尽管赫莱尔的发现与博尔代的观点存在分歧，但他们的研究共同推动了噬菌体研究的发展。

格拉提艾是噬菌体研究的重要人物之一，最初在纽约洛克菲勒医学研究所研究大肠杆菌和葡萄球菌，后与博尔代合作，进一步研究噬菌体对细菌的裂解作用的特异性。格拉提艾发现大肠杆菌的不同株型受到噬菌体的影响程度不同，并通过选择实验最终得到能够更有效地裂解特定菌株的噬菌体。他还发现噬菌体对所裂解的细菌类型有选择性，并观察到溶源现象，即噬菌体感染细菌后使细菌能够抵抗其他噬菌体的感染。格拉提艾的工作对噬菌体研究产生了深远影响。

施莱辛格通过滤菌器和超速离心组合，分离并纯化了噬菌体，对噬菌体的化学成分进行了测定，显示噬菌体由蛋白质和DNA组成，估计噬菌体粒子大小约为0.1微米。这些研究为噬菌体遗传学的发展奠定了基础。在噬菌体遗传学的研究中，德尔布吕克、卢瑞亚和赫尔希分别作出了重要贡献，他们的工作被授予诺贝尔奖。在这一过程中，透射电子显微镜技术逐渐成熟，鲁斯卡兄弟在透射电镜下直接观察到噬菌体，揭示了其实质。

赫莱尔在噬菌体疗法方面做出了大量工作，他的许多研究传入苏联并影响了中国。然而，在西欧和美国，随着抗生素的兴起，噬菌体疗法逐渐衰落。尽管赫莱尔多次被提名诺贝尔奖，但最终未获奖。然而，为了纪念他的贡献，有尾噬菌体纲中的一个科被命名为赫莱尔噬菌体科。噬菌体的发现历程展示了科学探索的复杂性和学术争论的激烈程度，同时也揭示了噬菌体研究对生物学和医学领域的深远影响。