Det är som virusens superman, förvånansvärt tuffa och kunna överleva i en miljö som skulle lösa upp kött och ben. Och nu har forskare öppnat hemligheterna med dess oförstörbarhet, möjligen låta dem utnyttja sina anmärkningsvärda egenskaper för att skapa supertåliga material och bättre behandla sjukdomar.

Upptäckten avslöjar något som aldrig tidigare setts i den naturliga världen. Potentiella användningsområden inkluderar allt från exakt leverans av cancerläkemedel så att de bara angriper tumörer till byggmaterial som bättre kan motstå en jordbävnings skakningar.

"Varje gång du hittar något som beter sig annorlunda, speciellt något så stabilt, det är intressant och potentiellt användbart, "sa forskaren Peter M. Kasson, MD, Doktorsexamen, vid University of Virginia School of Medicine. "När du gör nyfikenhetsdriven vetenskap som hittar något nytt, i bakhuvudet, tror du, 'Hallå, detta är verkligen annorlunda. Vad kan det vara bra för? ' Och detta har många potentiella tillämpningar. "

Avancerad nanomedicin

Viruset, Acidianus hospitalis Filamentous Virus 1, bor i varma källor i Yellowstone National Park - bubblande syrapooler där temperaturen ofta överstiger 175 grader. Viruset isolerades första gången 2002 av David Prangishvili från Pasteur Institute och hans kollegor. Nu, UVA -forskarna har fastställt att det skyddas av en typ av membranvetenskap som aldrig tidigare har stött på. Dess yttre päls är hälften så tjock som kända cellmembran, men den är otroligt stabil. Det är på grund av det ovanliga, hästskoformat arrangemang av dess membranmolekyler, ger en liten men ändå anmärkningsvärd hållbarhet som forskare kan kopiera för många andra ändamål. Till exempel, det kan erbjuda ett sätt att göra mikroskopiska partiklar av medicinhylla stabila, så att de inte behöver kylas.

En av de mest troliga tillämpningarna är inom området nanomedicin, som kan använda upptäckten för att skapa superstarka omslag för läkemedelsmolekyler så att de kan levereras exakt där de behövs. Till exempel, direkt till en cancertumör. De hållbara omslagen tål kroppens bästa ansträngningar att bryta ned det främmande ämnet.

"Det finns alla möjliga möjliga tillämpningar inom materialvetenskap, bygga saker, medicin, "sa forskaren Edward H. Egelman, Doktorsexamen, av UVA:s avdelning för biokemi och molekylär genetik. "Vi kan använda naturliga produkter, cellulära proteiner, etcetera för att designa många nya saker som är användbara. Ull, väsentligen, är hår, och det används flitigt för att göra tyger. Det är ett protein. Så det finns många konsekvenser för att använda detta för att bygga nya material. "

Han noterade att teflon är ett bra exempel på vetenskap på liknande sätt. "Teflon uppfanns inte som ett sätt att göra non-stick kokkärl, "sa han." Det hittades av kemister av misstag, men det visade sig vara mycket användbart. "

Cool vetenskap

För att låsa upp det oförstörbara virusets hemligheter, Egelman använde kraften i UVA:s mäktiga Titan Krios elektronmikroskop, ett mikroskop så känsligt att det måste begravas under jorden för att skydda det från minsta vibration. Kasson använde sedan avancerad datormodellering för att bestämma den konstiga formen på lipidmembranmolekylerna. "Väsentligen, vi kodar allt vi vet om dessa molekylers fysik och kommer sedan med modeller som både överensstämmer med grundfysiken och överensstämmer med observationerna från elektronmikroskopet, "förklarade Kasson, av UVA:s institution för molekylär fysiologi och biologisk fysik.

Egelman och Kasson blev förvånade över vad de hittade, något så ovanligt och så potentiellt användbart. "Det är fantastiskt hur mycket vi fortfarande inte vet om livet som det finns på jorden - längst ner i havet, i djuphavsventilerna, eller platser som Yellowstone eller Island där du har dessa mycket konstiga miljöer som vi tycker är ogästvänliga för livet, "Sa Egelman." Men de saker som bor där, de kan titta på vår miljö och tänka, 'Konstig.'"

Fynd publicerade

Forskarna har publicerat sin upptäckt i den vetenskapliga tidskriften eLIFE . Teamet bestod av Egelman, Kasson, Frank DiMaio, Xiong Yu, Soizick Lucas-Staat, Mart Krupovic, Stefan Schouten och Prangishvili.