Koronawirusy są tak małe, że fizycznie niemożliwe jest, by powiedzieć, jakiego są koloru. Mimo to kształt tych wirusów i ich strukturę można obserwować dzięki mikroskopii elektronowej. A efekty ich działania – w hodowlach komórkowych – mówi PAP wirusolog prof. Krystyna Bieńkowska-Szewczyk.

Żyjemy w kulturze, w której obraz odgrywa ogromne znaczenie. W związku z tym mediach nieustannie napotykamy grafiki koronawirusa SARS-CoV-2, na których widać okrągłe piłeczki najeżone kolorowymi kolcami. Czy te wizualizacje są zgodne z tym, co naprawdę wiemy o wyglądzie koronawirusa – tłumaczy wirusolog prof. Krystyna Bieńkowska-Szewczyk z Uniwersytetu Gdańskiego.

NAZWA NIE JEST PRZYPADKOWA

Jak zaznacza naukowiec, takie wizualizacje – choć niektóre są dziełem grafików 3D – bazują na tym, co rzeczywiście wiemy o strukturze koronawirusa. Kształt SARS-CoV-2 – okrągła struktura z kolcami – w ogólnym zarysie jest zgodna z wynikami obserwacji mikroskopowych.

– Dzięki obrazom spod mikroskopów elektronowych wiemy, że elementem struktury koronawirusa jest charakterystyczną korona, przypominająca świetlistą otoczkę widoczną w trakcie zaćmienia Słońca – mówi wirusolog z UG. Tak więc nazwa patogenu nie jest przypadkowa. – Tę koronę tworzą wystające cząsteczki na powierzchni wirusa – to tzw. białka kolca – spike. To białko wchodzi w interakcję z komórką gospodarza i służy dla niego jako klucz – tłumaczy prof. Krystyna Bieńkowska-Szewczyk.

UMOWNE KOLORY

Dodaje jednak, że w ilustracjach koronawirusów, z którymi się spotykamy, nie wszystko powinniśmy traktować dosłownie. W takich rysunkach jako umowne należy traktować choćby kolory patogenów.

– Obrazy uzyskane z mikroskopu elektronowego są czarno-białe – zwraca uwagę rozmówczyni PAP. Przy czym czerń nie oznacza, że dana struktura światło pochłania, a biel – że je odbija. W mikroskopie elektronowym bowiem w stronę badanego obiektu wysyła się nie wiązkę światła, ale elektronów. To one więc padając na określony obiekt albo przez niego przechodzą, albo się od niego odbijają. I tak np. w klasycznej mikroskopii elektronowej obiekty pokrywa się solą metali ciężkich, które dają kontrast dla obrazu. Trudno więc tu mówić o kolorach próbki.

– Koronawirusy są za małe, by zobaczyć je pod mikroskopem optycznym. Tam daje się oglądać tylko obiekty większe, jak np. bakterie czy komórki – mówi prof. Krystyna Bieńkowska-Szewczyk. Dodaje, że jedynymi wirusami, które pod mikroskopem świetlnym widać, są największe z wirusów – wirusy ospy prawdziwej osiągające 300 nm wielkości. Tymczasem rozmiary koronawirusa to 100-150 nm (100 nm to 10 tys. razy mniej niż ma 1 mm). To zaś już jest rozmiar, z którym mikroskop optyczny sobie nie poradzi.

Wszelkie grafiki, które przedstawiają kolorowe koronawirusy (zwykle są tam elementy czerwieni lub fioletu), musimy więc traktować jako umowne. Również i w zdjęciach z mikroskopu elektronowego kolor dodawany jest jako element obróbki zdjęcia – aby obraz był przyjemniejszy dla oka, lub by ułatwić odbiorcom odróżnienie różnych struktur koronawirusa czy wyłowienie go z tła.

SPRAWDŹCIE WŁASNYM OKIEM

Wirusolog tłumaczy, że techniki obrazowania nanoobiektów ciągle się rozwijają. – Krystalografia rentgenowska, mikroskopia elektronowa, kriomikroskopia, to techniki, które nas przybliżają do uwidocznienia realnych struktur wirusowych – mówi.

Ale to nie jedyne sposoby, aby eksperymentalnie przekonać się, że koronawirus istnieje.

– Dowody na istnienie wirusów można też zobaczyć gołym okiem – w hodowlach wirusów – tłumaczy badaczka. Wirus może być namnażany jedynie wewnątrz żywej komórki gospodarza. – Tak jak program, który dopiero w komputerze zyskuje możliwość działania, tak samo wirus dopiero po wejściu do żywej komórki konkretnego typu może być namnażany – opisuje wirusolog.

Naukowcy więc hodują w płaskich naczynkach komórki, które są właściwymi gospodarzami dla danego wirusa. Jeśli doda się do takiej jednowarstwowej hodowli preparat z wirusem, można zobaczyć, że komórki zmieniają kształt – mogą robić się okrągłe, odczepiają od podłoża, a nawet degradują i znikają.

– Tam, gdzie wirus zniszczył komórki, robi się dziura w warstwie komórek . Nazywamy ją łysinką. Można to zobaczyć nawet gołym okiem – mówi. I dodaje, że w ten sposób może nie widzimy samego wirusa, ale skutki jego działania.

METODY OBRAZOWANIA

Prof. Krystyna Bieńkowska-Szewczyk opowiada, że jej zespół wykorzystuje te różne metody obrazowania do pracy z wieloma wirusami – np. WZW C, Ziki czy grypy, ale jeszcze nie z koronawirusem. 

– Do pracy z koronawirusem ludzkim musimy przeprowadzić modyfikacje laboratorium, bo to wirus roznoszący się drogą powietrzną. Aby móc pracować z takim patogenem, laboratorium i wszyscy pracownicy muszą być odpowiednio zabezpieczeni, aby nie wynieść wirusa z laboratorium – tłumaczy.

Dodaje, że to, jak wyglądają koronawirusy, pokazują naukowcy w publikacjach z całego świata.

– Choć koronawirusy są malutkie, to jesteśmy je w stanie zobaczyć i to na wiele sposobów. Uzyskuje się przy tym coraz lepszą rozdzielczość. Przy pomocy współczesnych technologii mamy możliwość coraz doskonalszego odtwarzania struktury cząstki wirusowej – podsumowuje badaczka.