Oleh pada 06 Apr 2020 kategori

penapis air penemuan virus

Sehingga kini, belum ada mana-mana pihak berjaya membuktikan dari mana asal-usul virus - walaupun terdapat beberapa teori yang cuba menjelaskannya. Percayakah anda, kisah penemuan kali pertama sebenarnya hanya berlaku lebih kurang 140 tahun dahulu saja?

Virus hanya dibuktikan wujud 200 tahun selepas penyelidik Antony van Leeuwenhoek membuktikan kewujudan bakteria - kerana tanpa penemuan bakteria lebih awal, tamaduan manusia tidak akan mempunyai peralatan untuk mengkaji kuman-kuman bersaiz mikroskopik ini.

Bagaimana virus ditemui? Ini sejarah bagaimana virus ditemui, yang bermula dengan satu kebetulan yang tak disengajakan.

Rekaan penapis Chamberland

penapis air chamberland pasteur

Untuk memulakan kisah sejarah penemuan virus, kita perlu melihat dahulu ciptaan penting di sebalik penemuan besar ini.

Pada tahun 1827, seorang pencipta dan ahli perniagaan bernama Henry Doulton berjaya merekantuk sebuah penapis air berasaskan bahan seramik. Ciptaan itu mendapat sambutan menggalakkan. Nama Doulton menjadi terkenal kerana kualiti air tapisan sistemnya, diyakini bersih daripada kotoran.

Ciptaan itu turut sama menjadi salah satu alat yang dipasang di makmal kendalian saintis Louis Pasteur, dalam memastikan tersedia bekalan air bersih di situ setiap masa. Bagaimanapun, Pasteur tidak cukup sekadar menjadi pengguna.

Mengambil idea asal Doulton, Pasteur dan pembantunya Charles Chamberland menambah baik keupayaan penapis air rekaan Doulton. Kemampuan penapisan yang menggunakan rongga-rongga lebih halus mampu menapis kesemua bakteria yang ada dalam air sepenuhnya.

Oleh kerana wujud perbezaan ketara antara kedua jenis penapis, Pasteur dan Chamberland memfailkan tuntutan paten - menjadi pemegang hakcipta penapis air berbeza dan mula memasarkan penapis rekaan mereka dengan nama 'penapis Chamberland-Pasteur'.

Kini penapis itu lebih dikenali dengan nama penapis Chamberland. Apakah kepentingan ciptaan penapis ini dengan penemuan virus?

Bukan bakteria tetapi apa?

dmitri ivanovsky saintis virus

Pada tahun 1890, seorang pelajar dan penyelidik Russia bernama Dmitry Ivanovsky ditugaskan ke wilayah Crimea untuk mengkaji tentang sejenis penyakit yang didapati menjangkiti pokok-pokok tembakau di kawasan tersebut.

Penyakit yang melanda pokok tembakau di sana pada mulanya dianggap berlaku disebabkan bakteria. Ivanovsky berusaha mendapatkan sampel cecair sap dalam batang-batang pokok, sebelum melalukan sampel itu melalui penapis Chamberland - agar semua bakteria di dalam cecair itu dapat ditapis keluar.

Hasil sampel yang telah ditapis kemudiannya dipindahkan kepada pokok yang sihat. Perpindahan sampel yang pada mulanya diyakini Ivanovsky bersih daripada bakteria, didapati tetap menyebabkan jangkitan berlaku.

Terkejut kerana hipotesis awal beliau dibuktikan salah, Ivanovsky berpendapat berlakunya kewujudan bendasing halus yang saiznya jauh lebih halus berbanding bakteria. Beliau menggelarkannya 'bakteria mikro' yang mampu menghasilkan toksin menyebabkan jangkitan pada pokok tembakau.

Kini kita tahu andaian Ivanovsky kurang tepat, namun penemuan Ivanovsky yang dilaporkan dalam artikel penyelidikan pada tahun 1892 menjadi asas utama membawa penemuan virus selepas itu.

Dua penemuan yang memperkukuhkan kewujudan 'virus'

martinus beiejerinck

Laporan Ivanovsky diperkukuhkan pada tahun 1989, selepas seorang ahli mikrobiologi Belanda bernama Martinus W. Beijerinck memperkembangkan lagi kajian Ivanovsky.

Beliau mengulangi kajian Ivanovsky dan mendapati bahan asing yang menjangkiti pokok tembakau tidak mampu hidup dalam situasi bukan di dalam benda hidup sekiranya dipindahkan, menunjukkan sifatnya berbeza dengan sifat bakteria.

Ini bukti kukuh bahawa benda yang ditemui pada pokok tembakau oleh Ivanovsky, bukanlah bakteria sebaliknya satu jenis bendasing lain. Beiejerinck menamakan hipotesis bahan yang ditemuinya sebagai 'contagion vivum fluidum' atau 'bahan cecair berjangkit.

Beijerinck juga mula menggunakan istilah 'virus' yang bermakna racun bagi mewakili penemuannya.

Dalam tahun yang sama dua orang pengkaji bernama Friedrich Loeffler dan Paul Frosch berjaya mengenalpasti punca sebenar penyakit kuku dan mulut yang berlaku melibatkan haiwan ternakan.

Kajian sebelum itu menyifatkan penyakit itu menjangkiti haiwan disebabkan oleh racun toksin yang ada. Dengan melakukan kiraan formula berdasarkan sampel darah yang mereka ambil, Loeffler dan Frosch menyanggah pendapat itu.

Mereka berjaya membuktikan seandainya perpindahan bahan beracun dari hos ke hos benar-benar berlaku seperti yang dikatakan - kesan racun sepatutnya semakin  berkurangan setiap kali perpindahan; sedangkan setiap haiwan yang dijangkiti penyakit itu mempunyai simptom penyakit pada kadar sama rata.

Sebagai usaha mendapatkan bukti, Loeffler dan Frosch menjalankan kajian terhadap sampel darah haiwan yang dijangkiti. Mereka mendapati bahawa mana-mana haiwan yang sihat telah mempunyai imunisasi terhadap jangkitan, melalui penemuan antibodi dalam darah haiwan tersebut.

Penemuan Loeffler dan Frosch itu menjadi asas kepada kefahaman kita tentang sistem imunisasi. Penyelidik dengan bantuan Loeffler dan Frosch mula menggunakan sampel darah haiwan yang sembuh, disuntik ke dalam haiwan yang sedang sakit atau masih sihat.

Selain daripada itu, kumpulan mereka juga mencipta larutan yang diambil daripada sampel darah haiwan dijangkiti, dipanaskan ke satu tahap yang kemudiannya disuntik ke dalam tubuh haiwan.Semua ini telah berlaku sebelum kewujudan virus dapat disahkan secara saintifik.

Mempelajari ciri-ciri awal virus

william twort bacteriophage

Andaian tentang kewujudan 'contagion vivum fluidum' terus menjadi teori baru yang makin diterima penyelidik serta pakar mikrobiologi selepas itu.

Semakin banyak kajian berjaya dilakukan untuk membantu mengenalpasti kuman yang sangat sukar untuk dijejaki, kerana saiznya yang jauh lebih kecil berbanding bakteria.

Penemuan penting penyelidik Inggeris bernama Frederick William Twort pada tahun 1915 mencerahkan segala-galanya. Kajian Twort yang menjurus kepada bakteria menemukan dia dengan sejenis bahan yang didapati mampu menyerang dan membunuh bakteria, walaupun saiznya jauh lebih kecil berbanding bakteria yang diserangnya.

Tidak tahu istilah yang patut digunakan, Twort menamakan bendasing yang tidak dikenalpasti sebagai 'bacteriophage' yang membawa makna 'pemakan bakteria.' Twort mengandaikan bahan itu merupakan bahan bertoksin yang mampu melekap pada bakteria - tetapi tidak dapat mengenalpasti dari mana datangnya secara fakta.

Hasil kajian Ivanovsky, Beijerinck dan Twort terus menjadi panduan utama penyelidikan terhadap virus, sebelum penemuan terbesar yang mengubah segalanya berlaku pada tahun 1932.

Seorang pengkaji bernama Wendell Stanley berjaya menukarkan virus-virus yang menyerang pokok tembakau kepada bentuk kristal buat kali pertama. Hasil pemerhatian Stanley, dia mendapati virus-virus itu tetap aktif walaupun berada dalam kondisi itu dan saiznya 10 juta kali ganda lebih kecil berbanding bakteria yang telah dikenali kewujudannya.

Stanley juga mendapati semua virus dilitupi dengan lapisan protein yang melindungi mereka. Satu saja ralat Stanley adalah apabila laporannya menyatakan bahawa virus merupakan unsur gabungan yang sepenuhnya daripada protein.

Lebih dua dekad selepas itu, barulah pendapat Stanley tentang bahan yang membentuk virus dibuktikan tidak tepat. Virus sebenarnya dibentuk daripada perisai protein yang melindungi  gene DNA atau RNA sebagai tubuh utamanya.

Masyarakat dunia melihat virus kali pertama

gambar virus pertama dunia

Hasil daripada penyelidikan Stanley membuktikan saiz bendasing yang sedang dikaji terlalu kecil, memerlukan sistem optik yang berkeupayaan tinggi bagi membolehkan pengkaji menyelidik tentang rupa bentuknya.

Pada waktu itu, hanya ada satu alat optik berupaya membesarkan objek dalam skala itu di dunia, terletak di Universiti of Uppsala, Sweden.

Peralatan itu lebih banyak digunakan dalam kajian komposisi darah, antibodi dan hormon. Hasil virus tembakau yang telah dikristalkan Stanley, dihantar ke Sweden dan penyelidik di Sweden mendapati bentuk virus yang ada mirip dengan bentuk rod namun imejannya masih lagi gagal mengenalpasti keseluruhan rupa virus.

Laporan penyelidik di Sweden yang diterbitkan pada tahun 1936 menggalakkan lagi usaha pembangunan alat optik yang mampu membolehkan manusia melihat virus dengan lebih jelas.

Nasib baiklah serentak dengan usaha pengenalan virus - pada tahun 1926 seorang pencipta Jerman bernama Hans Busch berjaya mencipta lensa yang bersifat elektromagnetik. Penghasilan lensa itu membolehkan seorang ahli fizik bernama Ernst Ruska dan jurutera bernama Max Knoll, kedua-duanya juga dari Jerman - mula membangunkan prototaip mikroskop elektron pertama di dunia.

Syarikat Siemens menjadi penyumbang dana kepada kajian Ruska, membolehkan kajian itu dipercepatkan dan Siemens berjaya menghasilkan produk mikroskop elektron komersial pertama dunia pada tahun 1938.

Mikroskop elektron pertama di Amerika Syarikat dipasang pada tahun 1940 di bangunan milik RCA Corporation atau Radio Corporation of America.

Dengan pemasangan teknologi optik yang mampu melihat objek bersaiz mikro dalam skala yang belum pernah dicapai sebelum itu, Stanley yang sudah banyak menyumbang diberikan bantuan fasiliti, dibenarkan meneruskan kajian di bangunan RCA. Stanley meneruskan kajiannya dengan bantuan teknologi mikroskop elektron yang pada ketika itu masih dianggap sangat baru.

Dia menerbitkan visual pertama virus yang jelas bentuknya dalam laporan 'A Study of Purified Viruses with the Electron Microsope (pautan PDF)', diterbitkan dalam Journal of Biological Chemistry pada tahun 1941. Gambar virus itu kami sertakan di atas.

Hebatkan bagaimana penemuan virus sebenarnya bermula hanya disebabkan oleh penapis air?



Hakcipta iluminasi.com (2017)