Virus kan modifisere gull

Lektor Elaine Haberer. Foto: University of California Riverside

Av Peter Kyhn

Vi kjenner alle alkymisten fra filmer og bøker: den uheldige vitenskapsmannen fra middelalderen, som stod ved gryten sin og nærmest desperat forsøkte å lage gull uten å lykkes.
Det gjør de som regel ikke, men den moderne vitenskap har funnet nye hjelpere som kanskje kan føre oss et stykke på vei mot alkymistens store drøm. Disse nye hjelpere er genetisk modifiserte virus. De kan ikke lage gull, men de kan få gullet i en tilstand hvor den har enda flere anvendelsesmuligheter i bl.a. i elektronikk, miljøteknikk og medisin.

En gruppe ingeniører under ledelse av lektor Elaine Haberer fra University of California Riverside har dokumentert i en artikkel i det vitenskapelige tidsskriftet Nanoscale, at de kan modifisere et virus som kan skape nye nanopartikler av gull i form av en ionisert gulloppløsning.

Nanopartikler i gull som speil av virus

La oss se nærmere på prosessen som forskerne har beskrevet i artikkelen: De har oppdaget at de kan genetisk modifisere en såkalt bakteriofag til å ta en annen form. Bakteriofag er et virus som lever av å «spise» bakterier, en såkalt sfæroide (også kalt rotasjonsellipsoide). Når man fører sfæroiden sammen med en ionisert gulloppløsning oppstår det nanopartikler, såkalte «nano beads», ved at gullionene inntar samme form og størrelse som virusene. Det bakteriespisende viruset som gjør dette mulig heter M13 og infiserer bakterier som ligner på vanlige kolibakterier.

Naturlige virus har mange forskjellige former og de kan binde seg til molekyler. Når virus bindes til metallioner kan det medføre at disse ioner inntar samme formen som virus. Det skaper et objekt som har samme størrelse og form som de opprinnelige virusene. Denne prosessen er ikke ny og har allerede vært brukt til industrielle applikasjoner innen halvledere, energi og biomedisin – men det er første gang at forskere har brukt M13-virus som en nano-skabelon for å skape gullnanopartikler. Tidligere har genetisk modifiserte M13-bakteriofager vært brukt til å lage såkalte «lange nanokabler» i gull.

Sjablongen åpner veien

– Det nye i vårt arbeid ligger i at vi har optimert og demonstrert en viral sjablong som kan klare de geometriske begrensningene som finnes for de fleste andre virus, sier Elaine Haberer, hovedforfatter av artikkelen, som er lektor i el- og datateknikk ved Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering ved University of California Riverside.

M13-bakteriofag er kjent for å være mer fleksibel med tanke på å endre sin opprinnelige form enn andre virus. Teknologien kan brukes i elektronikkproduksjon, men forskerne peker spesielt på at man kan bruke nanopartikler til å fjerne forurensninger i avløpsvann.

– Naturen har i årtusener samlet komplekse og høyt organiserte nanostrukturer med en presisjon som langt overgår de mest avanserte teknologiske metodene. Når vi forstår og behersker disse metodene, kan vi bruke denne fantastiske nanopresisjonen til å utforme og bygge høyt avanserte materialer med en presisjon som hittil har vært utenfor rekkevidde, fortsetter lektor Haberer.

Forskerne mener at sjablongen bak M13-prosessen som de har utviklet, kan brukes på andre tilsvarende virus.