– Tämä työ on perustutkimusta, jossa tavoitteena on lisätä ymmärrystä virusten molekyylibiologiasta. Tällainen tieto voi osoittautua tärkeäksi virustautien hoitamisessa tulevaisuudessa, sanoo tutkimusprojektin johtaja, apulaisprofessori Juha Huiskonen Helsingin yliopiston HiLIFE-instituutista (Helsinki Institute of Life Science).
Tutkimuksessa saavutettiin läpimurto käyttämällä kryo-elektronimikroskopiaa. Menetelmä on viime vuosina kehittynyt merkittävästi, mikä on vahvistanut sen asemaa rakennebiologisessa tutkimuksessa. Rakennebiologia on biologian osa-ala, joka keskittyy tutkimaan biomolekyylien toimintaa atomitasolla.
Tehokkaita elektronimikroskooppeja käyttäen tutkimusryhmä otti erittäin puhtaista virusnäytteistä kymmeniä tuhansia kuvia. Tietokonemallinnuksen avulla kuvista yhdisteltiin kolmiulotteisia malleja. Näistä malleista selvisi viruksen kuoren atomintarkan rakenteen lisäksi nyt ensimmäistä kertaa myös kuoren sisälle laskostuneen viruksen nukleiinihappogenomin rakenne. Genomin havaittiin olevan tiiviisti kokoonpuristunut nestemäinen kide. Tässä olomuodossa aineella on samaan aikaan sekä kiinteän että nestemäisen aineen ominaisuuksia.
– Genomi on pakkautunut erittäin tiukkaan. Jos virus olisi jumppapallon kokoinen ja viruksen genomi olisi paksua hamppuköyttä, pallon sisälle olisi tungettava lähes 70 metriä köyttä, Huiskonen havainnollistaa.
Genomin nestemäisyys saattaa olla tarpeen kun viruksen geenejä ilmennetään viruskuoren sisällä. Miten virus pystyy tähän genomin menemättä solmuun on vielä arvoitus. Juuri tähän kysymykseen tutkimusryhmä aikoo keskittyä seuraavaksi.
– Tutkimamme virukset ovat nanoskooppisia koneita, jotka voidaan käynnistää antamalla niille oikeita kemikaaleja, kertoo Minna Poranen, yliopistonlehtori Helsingin yliopiston Bio- ja ympäristötieteellisestä tiedekunnasta.
– Kun viruskone on käynnissä, sitä voidaan tutkia eri tiloissa. Näin opimme ymmärtämään näitä kiehtovia nanokoneita entistä paremmin, lisää Huiskonen.
Alkuperäinen artikkeli:
Serban L. Ilca, Xiaoyu Sun, Kamel El Omari, Abhay Kotecha, Felix de Haas, Frank DiMaio, Jonathan M. Grimes, David I. Stuart, Minna M. Poranen, Juha T. Huiskonen, (2019) Multiple liquid crystalline geometries of highly compacted nucleic acid in a dsRNA virus. Nature. DOI: 10.1038/s41586-019-1229-9
Yhteystiedot ja julkaisuluettelo: Juha Huiskonen
Twitter @JuhaHuiskonen @SerbanIlca