נגיף

Disambig RTL.svg המונח "וירוס" מפנה לכאן. לערך העוסק בתוכנה מזיקה המותקנת במחשב, ראו וירוס מחשב.
קריאת טבלת מיוןוירוס
Rotavirus Reconstruction.jpg
מיון מדעי
ממלכה:נגיף
קבוצה:נגיפים (I–VII)
שם מדעי
Wikispecies-logo.svg Virus
לעריכה בוויקינתונים שמשמש מקור לחלק מהמידע בתבנית

נְגִיף (וִירוּס; מלטינית: Virus, נגזרת של מילה שמשמעותה "רעל") הוא טפיל מוחלט (טפיל אובליגטורי) בגודל מיקרוסקופי שתלוי בתא חי מארח כדי להתרבות. כל נגיף בנוי מצבר מולקולות ביולוגיות הכוללות חומר תורשתי (DNA או RNA, חד-גדילי או דו-גדילי) וחלבונים. כשלעצמו, הנגיף חסר כל פעילות חיה מחוץ לגוף המאכסן; לאחר חדירתו לתא, מערכות התא מאפשרות את התרבותו.

בשל עובדה זו, הנגיף אינו נחשב לחומר חי, עד כניסתו לתא חי. אולם הוויכוח על הגדרתם של נגיפים בזמן פעולתם בתוך התא עדיין נמשך במדע ובפילוסופיה. רוב המדענים אינם מגדירים את הנגיף כיצור חי הואיל והוא אינו תא, ויכולת ההתרבות שלו תלויה לחלוטין בתא המארח.[1]

התחום המדעי העוסק בחקר הנגיפים ובגופיפים דמויי-נגיפים נקרא וִירוֹלוֹגְיָה. הווירולוגיה חוקרת את מבנה הנגיפים, את סיווגם ואת האבולוציה שלהם, את דרך הדבקת התא וניצולו לצורך התרבותם, את המחלות שלהן הם גורמים, את השיטות לבודד אותם ולגדל אותם, ואת הפוטנציאל האפשרי שלהם במחקר ובריפוי מחלות. הווירולוגיה נחשבת לדיסציפלינת משנה של מיקרוביולוגיה ושל פתולוגיה.

היסטוריה

ברייניק במעבדתו ב-1921

ב-1884 פיתח המיקרוביולוג הצרפתי שארל שמברלן מסנן בעל נקבים זעירים ביותר, קטנים מגודלם של חיידקים. שמרבלן יכול היה להעביר במסנן תמיסה הכוללת חיידקים, ובצורה זו להפרידם מן התמיסה. ב-1892 הביולוג הרוסי דימיטרי איבנובסקי השתמש במסנן זה כדי לחקור את מה שידוע כיום כנגיף מוזאיקת הטבק. בניסויים שערך הראה שתמצית שהופקה מעלי טבק הנגועים בנגיף יכולה להדביק צמחים גם לאחר שימוש במסנן. איבנובסקי שיער כי מקור ההדבקה ברעל שיוצר על ידי חיידקים, אולם לא המשיך לפתח את הרעיון. באותה העת היה מקובל להאמין כי ניתן להפריד גורמים מדבקים בעזרת מסננים, ואז לגדלם במדיום גידול. ב-1899 המיקרוביולוג ההולנדי מרטינוס ברייניק חזר על הניסויים שערך איבנובסקי והשתכנע כי הם מעידים על קיומו של גורם מדבק מסוג שטרם הוכר על ידי המדע. ברייניק הבין כי הגורם המדבק האמור מתרבה רק בתאים, ושיער כי מדובר בחומר נוזלי שאותו כינה ontagium vivum fluidum ("מזהם חי נוזלי"). בהמשך, השערתו של ברייניק בנוגע לנוזליותם של נגיפים הופרכה על ידי ונדל מרדית' סטנלי. בשנת 1898, פרידריך לפלר ופול פרוש סיננו באופן דומה את הגורם למחלת הפה והטלפיים ושללו את האפשרות כי מדובר ברעל: הם גילו שהגורם יכול להתרבות.

בתחילת המאה ה-20 גילה הבקטריולוג הבריטי פרדריק טוורט את הנגיפים הפוגעים בחיידקים, הידועים היום כבקטריופאג'ים, והמיקרוביולוג הצרפתי-קנדי פליקס ד'הרל תיאר נגיפים, אשר הוספתם לחיידקים המגודלים באגר יוצרת אזורים של חיידקים מתים. ד'הרל אף פיתח שיטה לחישוב מספר הנגיפים בתמיסות שבהן השתמש במהלך ניסוייו.

בסוף המאה ה-19 תוארו נגיפים על פי הזיהומים שגרמו, מידת היכולת לסננם, והצורך שלהם במארחים חיים. נגיפים גודלו באופן מלאכותי רק בתוך רקמות של צמחים ובעלי חיים. ב-1906 פיתח רוס גרנווייל הריסון שיטה לגידול רקמה בלימפה, שאפשרה ב-1913 לגדל נגיפי Vaccinia ברקמת קרנית של חזיר. ב-1928 גידלו ה. ב. מייטלנד ומ. ס. מייטלנד נגיפים בתרחיף שהופק מכליות תרנגולת. (שיטה זו זכתה לשימוש נרחב בשנות החמישים: באמצעותה, גודלו נגיפי פוליו בהיקף המוני, לשם ייצור חיסונים.)

פריצת דרך נוספת נעשתה ב-1931 כאשר הפתולוג האמריקני ארנסט ויליאם גודפסטור גידל מספר נגיפים, בהם נגיפי שפעת, בביצי תרנגולת. ב-1949 גידלו ג'ון פרנקלין אנדרס, תומאס הקל וולר ו פרדריק צ'פמן רובינס נגיף פוליו בתרבית תאים עובריים אנושיים, ולראשונה הצליחו לגדל נגיף ללא שימוש ברקמות שמקורן בחיות, או בביצים. על גילוי זה זכו השלושה בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה ב-1954. הודות לגילוי זה פיתח הרופא היהודי יונה סאלק חיסון יעיל נגד פוליו.

ב-1931, עם המצאת מיקרוסקופ האלקטרונים, החוקרים הגרמניים ארנסט רוסקה ו מקס נול צילמו תמונות ראשונות של נגיפים. ב-1935, ונדל סטנלי בחן את נגיף מוזאיקת הטבק, ומצא כי הוא מורכב ברובו מחלבונים. זמן קצר לאחר מכן הצליחו להפריד בין החלקים החלבוניים של הנגיף לבין ה-RNA שלו. נגיף מוזאיקת הטבק היה הנגיף הראשון שמבנהו נחקר באמצעות קרינה (בתהליך המכונה קריסטליזציה) והוצג בפירוט. ב-1941 פותחו לראשונה צילומי מבנה של נגיף שהושגו על ידי קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן. על סמך צילומים אלו גילתה ב-1955 רוזלינד פרנקלין את המבנה המלא של הנגיף.

במהלך המחצית השנייה של המאה ה-20 זוהו כמעט 2,000 מיני נגיפים הפוגעים בבעלי חיים, צמחים וחיידקים. בין היתר, ב-1957 התגלו הנגיף האחראי למחלת הריריות בבקר (BVD), ונגיפי Arterivirus. ב-1963 ברוך שמואל בלומברג גילה את הנגיף הגורם לדלקת כבד נגיפית מסוג B, והווארד מרטין טמין תיאר לראשונה את הרטרו וירוס. רוורס טרנסקריפטאז, האנזים שבאמצעותו הרטרו נגיפים מתעתקים RNA ל-DNA, תואר לראשונה ב-1970 על ידי שני חוקרים שכל אחד מהם עבד באופן עצמאי: הווארד מרטין טמין מחד, ודייוויד בולטימור מאידך. הרטרווירוס הראשון שזוהה בבני אדם היה נגיף הHTLV-1, שאותר על ידי קבוצת חוקרים בראשותו של רוברט גאלו.[2] ב-1983, נגיף ה-HIV בודד לראשונה, זאת על ידי קבוצת חוקרים בראשותו של לוק מונטנייה.