”Tietty virus on aina samankokoinen ja -muotoinen, ja usein sen tarkka rakenne on saatu määritettyä röntgenkristallografian avulla. Tämä on suuri etu kun viruksia valjastetaan materiaalitieteiden avuksi. Kannattaa ruveta kavereiksi vanhojen vihollisten kanssa, niillä on tarjota mahdollisuuksia materiaalitieteille”, hän naurahtaa.
Professori Kostiainen kertoo esimerkkejä, miten viruksia voidaan käyttää materiaalitieteiden osana. Viruksen sisus voidaan tyhjentää ja näin saatu tyhjä pallo voidaan täyttää entsyymeillä, jolloin sitä voidaan käyttää pienenä nanoreaktorina. Sovelluksia on myös lääketieteessä. Viruksen sisälle voidaan laittaa nanohiukkasia, joita voidaan kuljettaa elimistöön. Myös synteettisten polymeerien valmistus on mahdollista virusten sisällä.
Viruksia voidaan käyttää myös nanopartikkeleiden valmistuksessa, jossa halutaan tuottaa tarkasti määriteltyjä partikkeleita. Kaikki partikkelit halutaan olevan samankokoisia ja -muotoisia, ja koska virus on muodoltaan aina samanlainen ja samankokoinen, voidaan virusta käyttää muottina partikkeleiden valmistamisessa.
Kolmas esimerkki, mihin viruksia voi materiaalitieteessä käyttää on kidemäisten materiaalien valmistus. ”Haluamme saada aikaan binäärisiä kiteitä, joissa on kaksi eri komponenttia. Näin yhteen kidemateriaaliin voidaan tuoda useita eri toiminnallisuuksia”, Kostiainen kertoo.
 |
 |
 |
| Lehmäpavun kloroosiläikkävirus on pieni ikosahedrinen kasvivirus, jonka halkaisija on 28 nm. Viruksen kapsidi muodostuu 180 identtisestä kapsidiproteiinista RNA-genomin ympärille. | Virusten (siniset) ja kultananopartikkelien (keltaiset) pakkautuminen AB8fcc kiderakenteessa, joka ei vastaa mitään tunnettua atomi- tai molekyylikiderakennetta eikä sitä ole havaittu aiemmin nanokokoisten partikkeleiden rakenteissa. | Proteiinihäkit, kuten virukset (kuvassa siniset) ja ferritiinit (kuvassa punaiset), voivat muodostaa kultananopartikkelien (keltaiset) kanssa erilaisia kiderakenteita. |
Paljon viruksia vielä löytämättä
Viruksiin Kostiainen tutustui post doc -tehtävässä Hollannissa. Radbound University Nijmegen -yliopistossa tutkittiin kemiallista virologiaa. Suomeen Kostiainen palasi viruksiin liittyvät tutkimusaiheet mukanaan pari vuotta sitten.
”Viruksia on kaikkialla, mutta niistä tunnetaan vain hyvin pieni osa. Meidän tutkimuksessa käyttämämme virus on lehmäpavun kloroosiläikkävirus, jolla on paljon mielenkiintoisia ominaisuuksia. Esimerkiksi kapsidin ja yksittäisten kapsidiproteiinien rakenne tunnetaan erittäin tarkasti. Lisäksi kapsidi voidaan ja avata ja sulkea, joka mahdollistaa erilaisten aineiden sulkemisen viruksen sisään.
Puutarhatiedettäkin professori pääse harrastamaan, koska virusta ei ole saatavilla kaupallisesti vaan se on itse tuotettava. Kasvit pitää kasvattaa, niiden infektoimisen ja monen puhdistusvaiheen jälkeen saadaan tutkimukseen soveltuvaa virusliuosta.