శాస్త్ర విజ్ఞానము

వైరస్ పరిమాణం ఎంత?

ఆ విధంగా పాశ్చర్ తదితరుల ప్రయాసల వల్ల కొన్ని వైరల్ వ్యాధుల మీద తొలి విజయాలు సాధ్యమయ్యాయి. వైరల్ వ్యాధి సోకిన రోగి నుండి తీసుకున్న ద్రవాన్ని తగు రీతిలో “క్షీణపరిచి” దాన్ని తిరిగి మరో రోగిలోకి ఎక్కిస్తే, రోగిలో ఆ వ్యాధి పట్ల రోగనిరోధకత ఏర్పడి, రోగి నయం కావడం జరిగింది. కాని ఈ రకమైన చికిత్స ఎందుకు పని చేస్తోందో, ఎలా పని చేస్తోందో ఆ రోజుల్లో ససేమిరా అవగాహన ఉండేది కాదు. ఎందుకంటే వైరల్ వ్యాధులని కలుగజేస్తున్న “క్రిమి” యొక్క లక్షణాల గురించి ఆ కాలంలో పరిజ్ఞానం ఉండేది కాదు. బాక్టీరియాలని మైక్రోస్కోప్ లో చూడడానికి వీలయ్యేది గాని, వైరస్ ని చూడడానికి సాధ్యమయ్యేది కాదు. ఎందుకంటే అవి అంత చిన్నవి!



వైరస్ పరిమాణం ఎంత ఉంటుందో అవగాహన రావడానికి మరి కొన్ని చిన్న వస్తువులతో దాన్ని పోల్చుదాము. సగటు మానవ కణం కొన్ని పదుల మైక్రాన్లు ఉంటుంది. (1 మైక్రాన్ = 1 మీటర్ లో వెయ్యోవంతులో వెయ్యోవంతు). దేహకణాలలో కాస్త చిన్నదైన ఎర్ర రక్త కణం (red blood cell) కేవలం 7 మైక్రాన్లు ఉంటుంది. ఇక బాక్టీరియాల విషయానికి వస్తే చిన్న కడ్డీల్లా ఉండే బాసిలస్ (bacillus) బాక్టీరియా 2 మైక్రాన్ల పొడవు ఉంటాయి. ఇక గోళాకారంలో ఉండే ‘కాకై’ (cocci) బాక్టీరియా అర మైక్రాన్ మందం ఉంటాయంతే. మామూలు మైక్రోస్కోప్ లలో ఇవి కనీకనిపించనంత చిన్నవి.

ఎంత చిన్నవైనా బాక్టీరియాలు ప్రథమంగా జీవకణాలు. పరిసరాల నుండి ఆహారాన్ని గ్రహిస్తూ, పునరుత్పత్తి చెందుతూ జీవిస్తుంటాయి. అలా జీవించడానికి కణంలో కొంత కనీసమాత్రమైన జీవపరివర్తనా యంత్రాంగం (metabolic machinery) ఉండాలి. కాని వస్తువు మరీ చిన్నదైతే ఆ యంత్రాంగాన్ని అంత చిన్న వస్తువులో కుదించడానికి వీలుపడదు. అలాంటి వస్తువు ఆహారం కోసం, జీవిక కోసం మరో పెద్ద జీవి మీద ఆధారపడి ‘పరాన్న జీవి’ (parasite) లా బతకాల్సిందే.



పైన చెప్పుకున్న బాక్టీరియాల కన్నా చిన్న జీవ వస్తువులని కనుక్కోవడం కొంచెం కష్టమయ్యింది. అలాంటి వస్తువులని మొదట కనుక్కున్న వారిలో ఒకడు హవర్డ్ టెయ్లర్ రికెట్స్ (Howard Taylor Ricketts). 1909 లో ఇతగాడు రాకీ మౌంటెయిన్ మచ్చల జ్వరం (Rocky Mountain spotted fever) అనే ఓ వ్యాధి మీద పరిశోధన చేస్తున్నాడు. ఒక రకమైన పేల నుండి వ్యాపిస్తుంది ఈ వ్యాధి. ఈ వ్యాధి సోకిన కణాలలో రికెట్స్ కి కొన్ని ‘పరాయి వస్తువులు’ (inclusion bodies) కనిపించాయి. అవి నిజానికి ‘వస్తువులు’ కావన్ని అతి చిన్న ప్రాణులు అని తరువాత తెలిసింది. ఆ జీవాలని ప్రస్తుతం రికెట్స్ గౌరవార్థం ‘రికెట్సియా’ (rickettsia) అంటాము. టైఫాయిడ్ జ్వరం కలుగజేసే ‘టైఫస్’ క్రిమి కూడా ఈ రికెట్సియా జాతి జీవాల వల్ల కలుగుతుందని కూడా తదనంతరం తెలుసుకున్నారు. దురదృష్టవశాత్తు ఆ టైఫాయిడ్ బారినపడి 1910 లో ముప్పై తొమ్మిదేళ్ల వయసులో రికెట్స్ మరణించాడు.

ఈ రికెట్సియా జీవాలు చాలా చిన్నవి. వీటి పరిమాణం 0.1 మైక్రాన్ నుండి 0.8 మైక్రాన్ల వరకు ఉంటుంది. కాని ఇవి ఆంటీబయాటిక్ లకి అందనంత చిన్నవేమీ కావు. టెట్రాసైక్లిన్ జాతి ఆంటీబయాటిక్ ల సహాయంతో రికెట్సియాలని సంహరించడానికి సాధ్యమయ్యింది. రికెట్సియా జీవాలలో తగినంత వైవిధ్యం ఉందని, అవి వివిధ ఆంటీబయాటిక్ లకి వివిధ రకాలుగా స్పందిస్తాయని తెలిసింది. ఆ విధంగా ప్రత్యేక రికెట్సియాలని సంహరించగల ప్రత్యేక ఆంటీబయాటిక్ లని వినియోగించడానికి వీలయ్యింది.





(రక్త నాళాల గోడలలో ఉండే ఎండొతీలియల్ కణాలలో రికెట్సియా (ఎర్రని వస్తువులు). ఇమ్యూనో హిస్టోలాజికల్ స్టెయినింగ్ ద్వారా రూపొందించిన చిత్రం)

కాని వైరస్ లు రికెట్సియాల కన్నా చాలా చిన్నవి. వైరస్ పరిమాణం సగటు బాక్టీరియా పరిమాణంలో వెయ్యో వంతు ఉంటుంది. వైరస్ లలో అతి పెద్ద వైరస్ లని తప్ప సాధారణ వైరస్ లని ఆంటీబయాటిక్ లు ఏమీ చెయ్యలేకపోయాయి.



వైరస్ లు అత్యంత సూక్ష్మమైన వస్తువులు అని పాశ్చర్ గుర్తించకపోలేదు. ఉదాహరణకి రేబీస్ మీద పరిశోధనలు చేస్తున్నప్పుడు ఎంత గాలించినా రేబీస్ కి కారణమైన క్రిమి దొరకలేదు. కనిపించనంత మాత్రాన తన ‘క్రిముల వల్ల రోగాలు కలుగుతాయి’ అన్న సిద్ధాంతం తప్పని బెంబేలు పడలేదు పాశ్చర్. వైరల్ వ్యాధులు కలుగుజేసే క్రిమి అసాధారణమైన సూక్ష్మత గలదని గుర్తించి ఊరుకున్నాడు.



1892 లో డిమిట్రీ ఇవానోవ్స్కీ అనే రష్యన్ బాక్టీరియాలజిస్టు ‘టొబాకో మొసాయిక్ వ్యాధి’ (tobacco mosaic disease) మీద పరిశోధనలు చేస్తున్నాడు. ఈ వ్యాధి సోకిన పొగాకు మొక్కల ఆకుల మీద తెలుపు, చిక్కని ఆకుపచ్చ రంగు మచ్చలు ఏర్పడతాయి. ఈ వ్యాధి సోకిన మొక్కల ఆకులని పిండి తీసిన పసరుని ఆరోగ్యవంతమైన మొక్కల ఆకుల మీద చల్లి వ్యాధి సంక్రమించేలా చెయ్యొచ్చని కనుకున్నాడు ఇవానోవ్స్కీ. అంటే ఆ పసరులో వ్యాధి కారక క్రిమి ఉండాలన్నమాట. పసరుని అతి సన్నని రంధ్రాలు గల ‘పింగాణీ జల్లెడ’ (porcelain filters) ల లోంచి పోనిచ్చి, అందులోంచి క్రిమి పోతుందో లేదో పరీక్షించాడు. అంతవరకు తెలిసిన అతి చిన్న బాక్టీరియాల కన్నా సన్నని రంధ్రాలు గల జల్లెడ అది. అయినా జల్లెడ లోంచి బయటికి వచ్చిన ద్రవంతో ఆరోగ్యవంతమైన మొక్కల్లో వ్యాధి కలుగజేయడానికి వీలవుతోంది. ప్రయోగం ఎక్కడో విఫలమయ్యింది అనుకున్నాడు ఇవానోవ్స్కీ. అంతే గాని రోగ కారక క్రిమి తను ఊహించిన దాని కన్నా చిన్నదని గుర్తించలేకపోయాడు.



ఇవానోవ్స్కీ చేసిన పరిశోధనలని తదనంతరం 1897 లో డచ్ బాక్టీరియాలజిస్టు మార్టినస్ విలెమ్ బైజెరింక్ (Martinus Willem Beijerink) కొనసాగించాడు. ఇవానోవ్స్కీ కి వచ్చిన ఫలితాలే ఇతడికీ వచ్చాయి. అయితే క్రిమి చాలా చిన్నదని, బహుశ ఓ చక్కెర అణువు అంత పరిమాణం గలిగి ఉండొచ్చని బైజెరింక్ ఊహించాడు. ఈ “క్రిమి” కేవలం ఓ పెద్ద అణువు అయ్యుంటుంది అనుకున్నాడు. దానికి ‘వడపోయదగ్గ విషం’ (filterable virus) అని పేరు పెట్టాడు. లాటిన్ భాషలో వైరస్ అంటే మరి విషం.

అదే సంవత్సరం జర్మనీకి చెందిన ఫ్రీడ్రిక్ లోఫ్లర్ అనే బాక్టీరియాలజిస్టు ‘foot and mouth’ వ్యాధిని కలుగజేసే క్రిమి కూడా ఓ ‘వడపోయదగ్గ విషం’ అని గుర్తించాడు. తదనంతరం 1914 లో మరో జర్మన్ బాక్టీరియాలజిస్టు జలుబుకి కారణమైన క్రిమి కూడా వడపోయదగ్గ విషమే నని గుర్తించాడు. ఆ విధంగా 1913 కల్లా సుమారు ఓ నలభై వ్యాధులు వైరస్ ల వల్ల సంక్రమించేవని తెలిసింది.

ఇంత చేసినా ఆ ‘విషం’ లేదా వైరస్ ఎలా ఉంటుంది, ఎంత ఉంటుంది మొదలైన ప్రశ్నలకి మాత్రం సమాధానాలు లేవు.

ఆ సమాధానాలు రాబట్టడానికి ఓ కొత్త సాంకేతిక పరిజ్ఞానం అవసరమయ్యింది.

(ఇంకా వుంది)

References:

1. Isaac Asimov, Guide to Science 2: Biological Sciences, Pelican Books. (Chapter on Micro-organisms), 1972.

2. Milton Zaitlin, The Discovery of the Causal Agent of the Tobacco Mosaic Disease, From the book “Discoveries in Plant Biology”, 1998, pp.: 105-110. S.D Kung and S. F. Yang (eds).
3. http://textbookofbacteriology.net/themicrobialworld/Rickettsia.html (image courtesy)