b i o t e c h n o l o g i e
Jednak, czy poza nowator-
Wez
kociołek. Włóż tam trochę polimerów i wrzuć kilka garści
W
e
z

k
o
c
i
o
ł
e
k
.
W
ł
ó
ż
t
a
m
t
r
o
c
h
ę
p
o
l
i
m
e
r
ó
w
i
w
r
z
u
ć
k
i
l
k
a
g
a
r
ś
c
i
ską technologią, taka produkcja ma
jakikolwiek sens? Otóż ma. To jest
wirusów. Odstaw w ciepłe miejsce. Nie podgrzewaj. Zamieszaj.
w
i
r
u
s
ó
w
.
O
d
s
t
a
w
w
c
i
e
p
ł
e
m
i
e
j
s
c
e
.
N
i
e
p
o
d
g
r
z
e
w
a
j
.
Z
a
m
i
e
s
z
a
j
.
pierwszy krok do wysokiej pojem-
Przełóż polimery do drugiego kociołka z tlenkami. Poczekaj,
P
r
z
e
ł
ó
ż
p
o
l
i
m
e
r
y
d
o
d
r
u
g
i
e
g
o
k
o
c
i
o
ł
k
a
z
t
l
e
n
k
a
m
i
.
P
o
c
z
e
k
a
j
,
ności. Powierzchnia elektrod otrzy-
manych po prostu z tlenku kobaltu
aż roztwór się uspokoi i wykrystalizuje. Wszystko oblej wodą.
a
ż
r
o
z
t
w
ó
r
s
i
ę
u
s
p
o
k
o
i
i
w
y
k
r
y
s
t
a
l
i
z
u
j
e
.
W
s
z
y
s
t
k
o
o
b
l
e
j
w
o
d
ą
.
jest dość gładka. Czym bardziej
I elektroda już jest gotowa.
I
e
l
e
k
t
r
o
d
a
j
u
ż
j
e
s
t
g
o
t
o
w
a
.
będzie porowata, pofałdowana,
aukowcy z USA zdołali zadzi-
wić świat, nakłaniając wirusy
Ndo produkcji elektrod. Przez
szereg lat rozwój litowych akumu-
latorów szedł w kierunku doskona-
lenia elektrod i wydawało się, że
na ten temat powiedziano już
wszystko. Profesor Angela Belcher
i jej zespół z laboratorium biomole-
kularnych materiałów (MIT Biomo-
lecular Materials Laboratory)
w niewidocznej dla oczu fabryce
zamieniają wirusy w mikroskopij-
nych pracowników. Otóż pewna
grupa wirusów umie  przylepiać
się do nanocząsteczek z nieorga-
nicznych materiałów. Dokładniej
przypatrując się całemu procesowi,
widzimy, że zdolność tę mają pew-
ne specyficzne białka istniejące na
powierzchni wirusa. Aby  wyna-
jąć sobie mikroskopijnych pomoc-
ników, przede wszystkim należy
nauczyć się kierować procesem
Wirusowa inżynieria
Wi s ł a wa K a r o l e ws k a
przylepiania. Gdy tylko amerykań- rzyli jego modyfikację. Ten mutant, tym jej powierzchnia robocza bę-
scy naukowcy zorientowali się, ja- podczas rozmnażania, dokonuje dzie większa i wzrośnie pojem-
kie białka przyciągają określone syntezy specyficznych białek  za- ność. Wirusy układają na powierz-
nieorganiczne elementy, zastoso- kochanych akurat w jonach kobal- chni molekuły kobaltu tak, że two-
wali inżynierię genetyczną, żeby tu. Następnie badacze postępowali rzą one strukturę krystaliczną
modyfikować istniejące wirusy tak: wzięli płytę z twardego poli- o nieregularnym kształcie. Proces
zgodnie ze swoimi potrzebami. Po- meru-elektrolitu (to jeden z kluczo- zachodzi w pokojowej temperatu-
czątkowo pani profesor wykorzys- wych elementów akumulatorów li- rze. W efekcie parametry doświad-
tała dobrze znany wirus M13. Do- towo-polimerowych) i włożyli do czalnego ogniwa, które badacze
dając fragmenty nukleotydów do roztworu pełnego zmodyfikowa- stworzyli na podstawie swojej
DNA tego wirusa, badacze stwo- nych wirusów. A zmutowane orga-  wirusowej elektrody, okazały się
nizmy chętnie przylepiły się do po- dwa razy większe niż zwyczajnej
limeru. Wówczas płytę oblepioną baterii. Ponadto o 30% udało się
wirusami przekładano do roztworu przedłużyć czas pracy elektrody,
z jonami kobaltu, które przylegały dodawszy do wirusa fragment
do wirusów. W końcowym efekcie, DNA, zapewniający syntezę białka
po reakcji z wodą, powstała war- przyciągającego cząstki złota. Teo-
stwa tlenku kobaltu  podstawo- retycznie wirusy można zmusić do
wego materiału dla elektrod lito- produkcji nie tylko jednej elektro-
Wirus M13 wo-jonowych i litowo-polimero- dy, ale całego ogniwa o wysokich
30 wych. parametrach.
3
0
T E K S T
R E D N I O T R U D N Y



Teoret yczni e wi rusy moż na zmusi ć do produkcj i ni e t yl ko
j ednej el ekt rody, al e cał ego ogni wa o wysoki ch paramet rach.
Na razie metoda
nie nadaje się do maso-
wej produkcji ogniw.
Jednak to doświadcze-
nie wskazuje możliwy
kierunek rozwoju tej
dziedziny. Przed bada-
czami otwierają się nę-
cące perspektywy. Sa-
me wirusy można mno-
żyć w ogromnych iloś-
ciach. Można je modyfi-
kować,  ucząc pozy-
skiwania najróżniej-
szych substancji. Robi
się to przy użyciu
 ukierunkowanej ewo-
lucji . Naukowcy biorą
 wiaderko wirusów
z przypadkowymi zmia-
nami w kodzie DNA
i wkładają do roztworu
jakiejś potrzebnej im
substancji. Potem wy-
odrębniają z probówki
tę substancję, a z nią 
przyczepione wirusy.
Im pozwalają się roz-
mnożyć, a potem zno-
wu wypuszczają do
roztworu z docelową
substancją. Jeszcze raz
Proces produkcji elektrod wybierają garść najbar-
dziej udanych, najlepiej
LEKSYKON
Pojemność baterii wzrośnie
między innymi dzięki:
Wykorzystanie wirusów w biotechnologii jest już bardzo powszechne.
a) dodaniu do elektrolitu wody
Na wydziałach: biochemii, biofizyki i biotechnologii jest nawet przedmiot
b) zwiększeniu powierzchni
o takim tytule. Podczas zajęć omawiane są między innymi  budowa wiru-
roboczej elektrod
sów, cykl replikacyjny, genetyka molekularna, tworzenie mutantów wiruso-
c) podgrzaniu elektrod
wych; wirusy jako wektory; podstawy tworzenia wektorów wirusowych, te-
rapia genowa. współpracujących minirobotników
Czytelnikom z umysłem ścisłym wektor raczej nie kojarzy się z leczeniem i znowu je mnożą. Tak, po kilku po-
czegokolwiek. Wyjaśnijmy więc, że w tym wypadku wektor = nośnik. Gdy koleniach wirusów, powstaje  ga-
pacjentowi może pomóc  wstawienie do chorego narządu określonego tunek najsilniej przylepiający się
 zdrowego i dobrego genu, to właśnie wektor pod postacią wirusa dostaje do danych cząstek. Ale najciekaw-
się do tkanek i komórek. Tam  zaraża je genem. Rozpoczyna się proces sze jest to, że ta metoda może zna-
naprawy struktur komórkowych i całego organizmu. Wirusy wykorzystuje lez
ć zastosowanie i dla innych pro-
się też w terapii przeciwnowotworowej. duktów elektroniki. Mikroorganiz-
Inżynieria genetyczna to inaczej ingerencja w materiał genetyczny organi- my mają różne białka w różnych
zmów, w celu zmiany ich właściwości dziedzicznych. Polega ona na wpro- częściach swojego ciałka. Badacze
wadzaniu do komórek organizmu, którego cechy chce się zmienić (biorcy), mogą stworzyć wirusy, które będą
określonego odcinka DNA innego organizmu (dawcy). Wprowadzone do wiązać się z jednym materiałem na
komórki biorcy wraz z przyłączonym fragmentem DNA dawcy umożliwiają środku ciała, a z innymi materiała-
namnażanie się w niej genów zawartych w tym DNA. mi  na swoich końcach. Profesor
Inżynieria genetyczna miała do tej pory szerokie za- Angela Belcher wraz ze współpra-
stosowanie np. w medycynie czy rolnictwie. Wyniki cownikami już stworzyła wirusy,
prac bywają rewolucyjne, przełomowe, ale też kontro- które pokrywają siebie półprze-
wersyjne. Np. ludzki gen został dodany do łososia, wodnikami, a potem przyłączają
karpia, pstrąga i ryżu, gen kurczaka  do ziemniaków, się do złotych elektrod. Te doś-
geny myszy do tytoniu a geny bakterii i wirusów do wiadczenia mogą w efekcie pro-
ogórków i pomidorów. wadzić do montażu za pomocą wi-
Profesor Angelika Belcher (na zdjęciu) otrzymała ty- rusów tranzystorów, a może nawet
3
1
tuł  Research Leader of the Year 2006 . całych chipów. 31
MINI QUIZ MT
CZYTAM, WI
C WIEM