Virologi: Læren om virus

Resume: I projektet ‘ Virologi: Læren om virus’ undersøger vi, hvordan en virus er opbygget. Vi vil kigge nærmere på evolutionære <br>aspekter, udseende og livscyklussen af en virus. 

 

Vira (flertal af virus) har eksisteret lige så længe, der har eksisteret cellulært liv på jorden – måske endda før, og de vil sandsynligvis blive ved med at eksistere, så længe der findes liv, som de kan udnytte til deres reproduktion. Diversiteten blandt vira er enorm, og deres måde at leve på er lige så. En virus er en fascinerende pseudoorganisme, som på trods af dens mikroskopiske størrelse og simple udformning kan overtage selv de mest avancerede cellulære organismer. Alligevel er de flestes viden om vira begrænset til dem, som kan skade os enten fysisk eller økonomisk.

Det vil dette undervisningsmateriale forsøge at ændre på. Gennem artiklerne vil viden om vira udvides: deres morfologi, genetiske diversitet og livscyklus. Vira er obligate intracellulære parasitter, som er afhængige af en vært for reproduktion. Læren om den virale livscyklus er dermed også læren om værten og dens cellulære processer.

Formålet med dette undervisningsmateriale er ligeledes også at give et mere nuanceret billede af vira. Der findesvira, som kan skade os både fysisk og økonomisk, men der findes også viras om slet ikke gør os noget. Der findes sågar også vira, som vi kan udnytte til vores egen fordel f.eks. inden for sygdomsbekæmpelse.

Vira er nogle af naturens mest effektive jægere, som i de sidste par årtier har fået udvidet deres jagtmarker. Den øgede globalisering af verden, har medført, at antallet af mulige værter, som en enkelt virus kan komme i kontakt med, er blevet betydelig forøget. Dette faktum kan medføre, at lokale epidemier hurtigt kan forvandles til verdensomspændende pandemier. Undervisningsmaterialet vil præsentere konsekvenserne af en viral epidemi og løsningen til at forhindre at en lokal epidemi spreder sig og bliver til en pandemi.

 

Teori

Caseopgaver:

Opgavesættet består af fem opgaver, der bygger på teorien gennemgået i artiklerne, samt pensum for bioteknologi A.

Vælg en gruppe fra Baltimore skemaet som du syntes kunne være interessant at undersøge i dybden.

  1. Undersøg hvilke kendte vira befinder sig i denne gruppe (hint: benyt links teoriafsnittet).
  2. Beskriv de processer hvormed virussen får dannet virale proteiner ud fra det virale genom. Ud fra din viden omkring det centrale dogme, inkluder hvilke polymeraser, enzymer, proteiner og/eller RNA molekyler kan være brugt i processen og om disse stammer fra værten eller virussen.
  1. Beskriv strukturen af virussen og gør rede for dens livscyklus.
  2. På baggrund af din redegørelse for virussens livscyklus, giv et bud på hvilken virus (navn eller gruppe) der er vist.

 

  • Beskriv hvordan du vil artsbestemme bakterien, hvilke test vil du foretage?

 

Du har nu fået patientens testresultater retur, de viser at patienten er inficeret med bakterien Pseudomonas Aeruginosa.

  • Foretag en websøgning, og giv en kort beskrivelse af bakterien. Fokuser på de informationer som du mener vil være relevante for din patient og for dig, når du skal planlægge et fagterapi forløb (Hvor findes den i naturen? Hvordan opfører den sig i patientens lunger?).

 

Du skal nu til at indlede patientens fagterapiforløb, men før du kan komme i gang, så må du finde en eller flere fager som kan inficere P. aeruginosa.

  • Ud fra din viden om aeruginosa, hvor ville du så lede efter pseudomonasfager (altså fager som kan inficere og dræbe P. aeruginosa)?

 

Du er nu kommet i besiddelse af forskellige pseudomonasfager, som alle kan inficere og dræbe lige netop Pseudomonas aerginosa, som din patient er inficeret med. Du kan nu påbegynde et behandlingsforløb for din patient.

  • Design et behandlingsforløb for din patient. Hvordan vil du administrere fagerne til patienten og hvordan vil du løbende kontrollere om behandlingen virker efter hensigten?

 

Opgave 4 – Vira der beskytter os

Du er ude for at gå en tur i Hareskoven med din ven. Det er tidlig forår, vejret er lunt og solen skinner. Under gåturen bider I mærke i et stort antal døde fugle af forskellig arter som ligger rundt omkring i skovbunden. I undrer jer over mængden af døde fugle og diskuterer hvad de mon er døde af.

  • Nævn årsager til hvad der kan være skyld i de mange døde fugle.

 

Det ligner ikke, at der er nogen umiddelbar forklaring på, hvorfor fuglene er døde. Du frygter, at det måske skyldes fugleinfluenza og at denne type måske kan spredes til andre dyr eller mennesker.

  • Hvilken styrelse eller organisation i Danmark skal du kontakte for at gøre opmærksom på jeres fund af døde fugle? Vedlæg gerne et link til, hvor du fandt denne information henne.

 

Forestil dig, at du nu arbejder som dyrelæge med speciale i infektionssygdomme. Du har fået et opkald vedrørende et fund af en stort antal døde fugle i Hareskoven og er blevet spurgt, om du kan assistere i arbejdet med at bestemme dødsårsagen for disse fugle. Mistanken ligger på fugleinfluenza.

  • Hvordan vil du bekræfte denne hypotese? Hvilke undersøgelser vil du foretage for at kunne bekræfte, at det er fugleinfluenza.

 

Du har fået dine testresultater hjem, hvilket bekræfter, at fuglene er døde af fugleinfluenza.

  • Hvilke konsekvenser kan en fugleinfluenza epidemi have på Danmark og hvilke forholdsregler kan man tage for at begrænse en fugleinfluenza epidemi i at udbrede sig?

Opgave 5 – Virusepidemier

I 1998 udgav Andrew Wakefield og 12 andre kollegaer en artikel, hvori de påviste en sammenhæng mellem MMR vaccinen (mæslinger, fåresyge og råde hunde – forkortelsen er engelsk) og autisme. På trods af en lille forsøgsgruppe og tvivlsom forsøgsopstilling fik artiklen stor opmærksomhed i medierne, hvilket ledte til et fald i antallet af børn der modtog MMR vaccinen. Artiklen blev senere trukket tilbage pga. forskningssnyd, da man opdagede at Andrew Wakefield og hans gruppe ingen evidens havde for deres påstand. Sidenhen har flere forskellige studier bekræftet, at der ingen sammenhæng er mellem MMR vaccinen og autisme.

I løbet af de seneste par år er antallet af folk der bliver smittet med mæslinger steget, grundet det stigende antal af ikke-vaccinerede individer. Denne stigning har fået flere lande til at tage alternative metoder i brug for at sikre, at forældre vaccinerer deres børn. I Italien er man ved at gennemføre en lov, der gør det obligatorisk for forældre at skulle vaccinere deres børn imod visse sygdomme. Hvis de nægter, kan børnene ikke gå i de statsstyrede skoler, og forældrene kan risikere at få bøder. Andre lande som Frankrig, Australien og Tyskland har alle planer om at gennemføre lignende love.

  1. Mener du, at Danmark bør implementere lignende love som dem i Italien vedrørende børnevaccination? Eller mener du, at det er uetisk at tvinge forældre til at vaccinere deres børn?

 

MMR vaccinen er ikke den eneste vaccine som har mødt en del kritik. Senest har HPV vaccinen været beskyldt for at give slemme bivirkninger i form at kronisk træthed og langvarig hovedpine. En grundig sikkerhedsgennemgang af HPV vaccinen udført i 2015 med særlig fokus på en mulig sammenhæng mellem vaccinen og de foromtalte bivirkninger viste, at der fortsat ikke kunne påvises en sammenhæng. Den negative debat omkring HPV vaccinen har ført til et drastisk fald i Danmark i antallet af HPV vaccinerede.

  1. Hvad mener du, er den bedste måde at få tilslutningen til det danske børnevaccinationsprogram og vacciner i al almindelighed til at stige. Mener du derudover, at der er nogle positive konsekvenser af negativ debat omkring vaccination?

Forsøg:

Fagtyping er en metode, der tidligere i høj grad blev brugt til at artsbestemme bakterier. Den kan også benyttes den anden vej til at isolere bakteriofager, der inficerer en specifik bakterie. Formålet med forsøget er at isolere bakteriofager, der kan inficere E.coli bakterier.

Øvelsen er forholdsvis simpel og ikke specielt tidskrævende at udføre, dog kræver det en vis erfaring med laboratoriearbejde.

Hent forsøgsvejledningen her.

 

Lærervejledning

Lærervejledningen til projektet kan hentes her.

 

En øvelsesvejledning til læreren, samt svar på caseopgaverne, kan findes her.

Adgang til siden kræver et password, der tilsendes efter henvendelse til biotech@bio.dtu.dk

 

Kildehenvisning:

Dette projekt blev udgivet i marts 2018. Det er udarbejdet af Biotech Academy og er blevet opdateret løbende.

null

Projektet er udarbejdet af Clara Ekebjærg

Clara Ekebjerg