Ville Kaila

Foto: Markus Marcetic

KEMI: Han studerar hur proteiner i cellerna omvandlar energi

Ville Kaila, född1983, är professor i biokemi vid Stockholms universitet

Han får priset för studier av molekylära mekanismer för biologisk laddningstransport.Det är proteiner som driver de kemiska processer i våra celler som är grunden till allt liv. De tar upp energin från födan och omvandlar den till elektrisk energi, ungefär som i ett batteri. Ville Kaila försöker förstå hur cellernas energiomvandling egentligen går till.

– Det är väldigt spännande att se hur naturen möjliggör de här laddningsomvandlingarna på molekylnivån. Proteinerna omvandlar energin genom transport av protoner och elektroner, och det kan ske med extremt hög effektivitet över stora avstånd, förklarar han.

I Ville Kailas grupp vid Stockholms universitet ingår forskare från olika discipliner, både kemister, fysiker och biologer. De kombinerar teoretiska beräkningsmetoder med experimentella tekniker, ren grundforskning men med flera möjliga tillämpningar. Om vi kan härma naturen och skapa konstgjorda system som fungerar som celler, kan det bland annat komma till nytta vid framställning av nya material.

Det har också visat sig att en stor del av alla mitokondriella sjukdomar uppstår som en följd av mutationer hos de proteiner som utför laddningstransporten. Vid sådana sjukdomar fungerar mitokondrierna, cellernas kraftverk, inte längre som de ska.

Ville Kaila hoppas nu att hans forskning även ska bidra med ny biomedicinsk kunskap.

– Vi vill bygga om maskineriet och ändra på byggklossarna för att få en helhetsbild av processen. Om vi kan förstå den ännu bättre ur ett grundvetenskapligt perspektiv kan vi även utreda kopplingen till vissa sjukdomar.

Det handlar om högriskforskning som han drömt om, men tidigare inte haft möjlighet att genomföra.

– Göran Gustafssonpriset är otroligt fina nyheter för oss. Förutom det generösa anslaget är det en stor ära att bli uppmärksammad på det här sättet.

Kontakt: ville.kaila@dbb.su.se

Sebastian Westenhoff

Sebastian Westenhoff foto: Mikael Wallerstedt

KEMI: Han studerar kemiska reaktioner med röntgenteknik

Sebastian Westenhoff, född 1978, är professor i biokemi vid Uppsala universitet

Han får priset för avbildning av kemiska och biokemiska reaktioner på molekylnivå.

Sebastian Westenhoff arbetar med att avbilda kemiska reaktioner. Otaliga sådana reaktioner pågår samtidigt där ett eller flera ämnen omvandlas till nya ämnen. Ofta styrs omvandlingarna av proteiner som har en specifik uppgift. För att kunna studera detta på molekylnivå använder han sig av avancerad laser- och röntgenteknik. På så sätt blir det möjligt att ”filma” hur proteinernas och molekylernas struktur förändras när de reagerar med varandra.

Framöver hoppas han kunna studera proteinernas roll vid så kallade laddningsöverföringar närmare. Detta är särskild viktigt inom fotosyntesen. Där omvandlar särskilda proteiner solljusets energi till elektroner som sedan transporterar dessa till specifika platser för vidare användning. Detaljkunskap om hur det går till kan i framtiden även komma till nytta vid framtagning av solceller.

  • När solljuset träffar solcellen så delas energin upp i två olika laddningar på ett sätt som liknar det som sker vid fotosyntes. Naturen har en väldigt optimal process där mycket lite energi går förlorad. Vi människor har ännu inte lyckats bygga lika bra solceller och kan säkert lära oss av hur fotosyntesen fungerar i växter, säger han.
  • Att få Göran Gustafssonpriset betyder enormt mycket. Det finns jättemånga duktiga kemister i Sverige så det är en ärofull bekräftelse för mig och min forskargrupp. 

Kontakt pristagare:
sebastian.westenhoff@kemi.uu.se
073-469 72 67

Klas Modin

Foto:Mikael Terfors

MATEMATIK: Han använder matematik för att förklara väderfenomen

Klas Modin, född 1979, är biträdande professor vid Institutionen för Matematiska Vetenskaper vid Chalmers tekniska högskola och Göteborgs universitet

Han får priset för utveckling och analys av effektiva strukturbevarande numeriska metoder för strömningsmekanik, grundade på innovativa tillämpningar av differentialgeometri.Klas Modin studerar strömningsekvationer som ligger till grund för att förstå väderfenomen på vår egen och andra planeter. Det handlar till exempel om orkaner i troposfären. I experiment och datorsimuleringar kan man återskapa uppkomsten och tillväxten av sådana virvelstormar. Men det saknas rigorösa matematiska resultat om hur de bildas och varför de är så stabila.

– Ekvationerna formulerades redan 1757 av Leonhard Euler, men lösningarna är ytterst komplicerade så det finns många grundläggande frågor kvar att besvara. Mitt långsiktiga mål är en bättre förståelse av långtidsbeteendet i lösningarna, säger han.I stället för traditionella hastighetsfält som storhet använder Klas Modin matriser, det vill säga speciella tabeller av tal. Fördelen är att man då kan utnyttja den rika geometriska teorin om matriser för att förstå lösningarna. Dessutom är matriser handfasta objekt som är mycket användbara vid datorsimuleringar.

Delar av forskningen som utförts i Göteborg har redan kommit till nytta för andra. Nyligen utförde ett forskarlag från Nederländerna, med expertis inom högprestandaberäkningar, simuleringar som baserade sig på Klas Modin och hans kollegors forskning. De lyckades då för första gången fånga den turbulenta bandstrukturen i Jupiters atmosfär.

Kontakt: klas.modin@gu.se

Alexander Berglund

Alexander Berglund foto: Max Hedmark

MATEMATIK: Han löser geometriska problem med hjälp av algebra

Alexander Berglund, född 1981, är docent i matematik vid Stockholms universitet

Han får priset för djupa och nyskapande arbeten inom algebraisk topologi och rationell homotopiteori

Algebraisk topologi är en gren av matematiken där man försöker lösa geometriska problem genom att konstruera algebraiska modeller. Konsten är att hitta modeller som å ena sidan är tillräckligt enkla för att vara beräkningsbara, å andra sidan komplicerade nog för att kunna spegla relevanta aspekter av ursprungsproblemet.

Alexander Berglund har i sin forskning bevisat nya fundamentala resultat inom algebraisk topologi och använt dem för att lösa problem inom både algebra och geometri. Bland annat har han studerat symmetrier av geometriska objekt och hittat nya typer av algebraiska modeller för dem.

Det har lett till upptäckten av nya oväntade kopplingar mellan problem som vid en första anblick inte verkar vara relaterade. Att förstå den djupare innebörden av dessa kopplingar samt utveckla potentiella tillämpningar på olösta problem, inom såväl algebra som topologi, är det övergripande målet med hans forskning.

Han blev både glad och överraskad när han fick veta att han tilldelats Göran Gustafssonpriset.

– Jag är fortfarande lite mållös. Det är glädjande att ens forskning hedras på det här sättet och priset innebär betydande nya möjligheter för mig och min forskargrupp.

Kontakt pristagare:
alexb@math.su.se

Emma Lundberg

Molekylär biologi: Hon vill kartlägga samtliga proteiner inuti människans celler

Emma Lundberg, född 1980, är professor vid KTH och Scilifelab

Hon får priset i molekylär biologi för banbrytande arbete med att utveckla teknologier och analysverktyg för storskaliga karakteriseringar av det cellulära och subcellulära mänskliga proteomet.

Emma Lundberg arbetar inom spatiotemporal proteomik, ett forskningsområde som handlar om hur de proteiner som finns inuti våra mänskliga celler är organiserade i tid och rum. Under det senaste decenniet har hennes forskargrupp genererat hundratusentals mikroskopbilder för att bestämma var i cellen proteinerna finns. Bilderna ligger till grund för ”the Cell Atlas” en slags högupplöst karta av människans celler som ingår i Human Protein Atlas databas.

– Men mycket arbete återstår för att kartan ska bli komplett och den sista biten är förmodligen den svåraste. Det finns 20 000 gener som kodar för proteiner i kroppen och vi har kartlagt ungefär 17 000 fram tills nu, säger Emma Lundberg.

För att nå målet snabbare har hon använt flera innovativa metoder. Spelare i ett science fiction-spel online har hjälpt forskarna att analysera bilder av proteiner (så kallad gamification) och en modell av funktionella system har skapats med hjälp av artificiell intelligens.

Det projekt hon nu vill genomföra är tänkt att ge ny kunskap om cellcykeln och dess metabola reglering. Förhoppningen är att skapa nya strategier för läkemedel och diagnostiska verktyg för cancer.

Kontakt:
Emma Lundberg
emma.lundberg@scilifelab.se

Igor Adameyko

fotograf Gustav Mårtensson

MOLEKYLÄR BIOLOGI: Han studerar hur cellerna väljer väg

Igor Adameyko, född 1980, är senior researcher på Karolinska Institutet och Professor på Medical University of Vienna.

Han får priset för banbrytande studier av nervassocierade multipotenta Schwanncell-prekursorer och deras roll i organogenes Igor Adameyko studerar hur vårt nervsystem bildas och styr utvecklingen i andra delar av kroppen. Hans forskning ger också viktig kunskap om varför vissa celler inte beter sig som de ska, utan istället förvandlas till cancerceller. I vår kropp finns mängder med olika celler med olika uppgifter. Igor Adameykos forskargrupp har intresserat sig för hur stamcellerna utvecklas från tiden i embryot tills de ger upphov till de olika celltyper som bygger upp skilda delar av vår kropp. Det kan handla om tänder, pigmentceller, nervceller och gliaceller i hjärnan. På resan mot ökad specialisering gör cellen olika vägval. Vid olika tillfällen under sin utveckling händer det att vissa celler väljer ”fel väg”. Det kan då resultera i cancer, som den mycket svåra formen av cancer i nervsystemet – neuroblastom. Igor Adameykos forskning kan ge ökad förståelse för både cellernas normala utveckling och vad det är som sker när det går fel. Hittills har de flesta studier utförts på möss, men forskargruppen har också nyligen visat hur de nervassocierade multipotenta cellerna bygger upp binjurarna hos människor och hur det kan ha ett samband med neuroblastom hos barn. Något som ger nya förhoppningar om att hitta bättre behandlingar mot sjukdomen.

Om att ha tilldelats Göran Gustafssonpriset säger Igor Adameyko:

– Jag förväntade mig inte att få det här priset så jag blev väldigt förvånad. Det här kommer att innebära att vi får möjlighet att göra de mer krävande sakerna framöver och kan ta större risker.

Kontakt: 073-712 16 28, igor.adameyko@ki.se

Taija Mäkinen

Taija Mäkinen. Foto: Mikael Wallerstedt
Taija Mäkinen. Foto: Mikael Wallerstedt
Taija Mäkinen. Foto: Mikael Wallerstedt

MOLEKYLÄR BIOLOGI: Hon vill bidra med ny kunskap om lymfsystemets mysterier

Taija Mäkinen, född 1974, professor vid Institutionen för immunologi, genetik och patologi på Uppsala universitet

Hon får priset för sina molekylära studier av den lymfatiska ledningsvävnadens tillväxt och funktion.

Taija Mäkinen studerar hur lymfkärl bildas med hjälp av avancerade genetiska musmodeller, något som även ger insikter om hur lymfkärl i människan fungerar. Lymfsystemet fyller en viktig funktion i kroppen men trots det finns det fortfarande luckor i vår kunskap om dess biologi.

– Jämfört med forskning om blodkärlen så har forskningen om lymfkärlen halkat efter. Det finns mycket som ännu inte är känt om lymfsystemet och dess koppling till olika former av sjukdomar. Men de senaste 15 åren har det gått snabbt framåt, berättar hon.

En av lymfsystemets uppgifter är att leda bort vätska från vävnaderna tillbaka till blodet. Om det inte fungerar som det ska kan det leda till lymfödem, en livslång sjukdom som saknar effektiv behandling. Försämrad funktion av lymfsystemet spelar även en roll vid fetma, hjärt- och kärlsjukdomar samt autoimmuna sjukdomar. Lymfkärlen kan dessutom medverka vid spridningen av cancer. 

– Vår forskning handlar om att försöka förstå grundläggande mekanismer som reglerar tillväxten av lymfkärl samt att se vilken roll lymfsystemet spelar för olika slags sjukdomar, säger Taija Mäkinen som är stolt och glad över att nu ha tilldelats Göran Gustafssonpriset.

Kontakt: 018-471 41 51, taija.makinen@igp.uu.se

Yaowen Wu

Yaowen Wu, Foto: Mattias Pettersson

MOLEKYLÄR BIOLOGI: Molekylära bilder av enskilda celler.

Yaowen Wu, född 1980, är professor i biokemi vid Umeå universitet.

Han får priset för sina innovativa molekylära studier av intracellulär transport och autofagi.

För att förstå livets mekanismer är förmågan att visualisera och störa biologiska processer viktig. Yaowen Wu undersöker olika biologiska processer med hjälp av kemiska verktyg som ger unika möjligheter att titta närmare på den underliggande biologin eller skapa nya funktioner. Han har utvecklat helt nya sådana kemiska verktyg, som så kallad proteinkemisk modifiering, kemisk och kemo-optogenetik. Med hjälp av dessa har han sedan studerat mekanismerna kring membrantransport och autofagi.

Autofagi är en process för nedbrytning och återvinning av cellens utslitna beståndsdelar. Så kallade autofagosomer samlar upp det skräp som bildas när olika komponenter som proteiner och organeller i levande celler skadas. Detta bryts sedan ned och återvinns.

När det uppkommer störningar i autofagi kan det bidra till sjukdomar som cancer, Parkinson, alzheimer och infektion. En målsättning är därför att förstå varför störningarna uppkommer och hitta möjligheter att påverka dem.

– I min forskning framöver kommer jag bland annat att fortsätta belysa de mekanismer som styr hur autofagosomer bildas. Jag kommer också att vidareutveckla de kemiska och kemo-optogenetiska verktyg som gör det möjligt att manipulera processer i cellen med allt större precision. Förhoppningen är att detta ska leda till nya upptäckter av biologiska mekanismer och nya strategier för diagnostik och behandling, säger Yaowen Wu.

Kontakt:

Epost yaowen.wu@umu.se

Tel 090-786 55 31

Webbplats

www.umu.se/personal/yaowen-wu/

Rickard Sandberg

Rickard Sandberg Foto: Ulf Sirborn

MOLEKYLÄR BIOLOGI: Molekylära bilder av enskilda celler

Rickard Sandberg, född 1977, är professor i molekylär genetik vid Karolinska Institutet.

Han får priset för sina innovativa studier av genuttryck i enskilda celler.

Rickard Sandberg har utvecklat banbrytande metodik för att avläsa geners aktivitet i enskilda celler och använt tekniken till att undersöka hur vår arvsmassa regleras. Våra vävnader består av många olika typer av celler som växelverkar med varandra på intrikata sätt för att utföra olika funktioner. Tidigare metoder som studerat geners aktivitet har varit begränsade till medelvärden över tusentals olika typer av celler i vävnader. Rickard Sandberg har utvecklat metodik som möjliggör att vävnader analyseras på nivån av enskilda celler, vilket har lett till stora nya insikter om människokroppens celltyper i friska och sjuka tillstånd. Rickards forskning fokuserar på att förstå de molekylära processer som reglerar människans arvsmassa genom att studera storskaliga genetiska aktivitetsmönster över många typer av enskilda celler. Han vill mer specifikt påvisa hur ofta en gen är aktiv och hur många RNA-molekyler som produceras vid varje aktivt tillfälle, och slutligen komma underfund med hur dessa processer är kodade i vår arvsmassa. En förståelse för vår arvsmassas egna reglersystem skulle ge oss viktiga insikter om vilken variation som den genererar inom och mellan celler, samt om dessa kan påverka mera komplexa fenotyper. Det skulle även öppna upp för förbättrad förmåga att konstruera syntetiska genetiska kretsar inom bioteknologi.

Se hans forskningspresentation i samband med prisutdelningen vid KVA.

Kontakt:
Epost rickard.sandberg@ki.se

Tel 08-524 839 86, 070-271 98 77

Webbplats

https://ki.se/people/ricsan

Göran Jönsson

Porträtt av Göran Jonsson
Porträtt av Göran Jonsson

MEDICIN: Han vill ta reda på varför immunterapi fungerar bättre för vissa

Göran Jönsson, född 1977, är professor vid Lunds universitet

Han får priset för banbrytande arbete med att beskriva det genetiska och molekylära landskapet, samt betydelsen av tertiära lymfoida strukturer, vid melanom.

För ungefär två år sedan gjorde Göran Jönsson och hans forskargrupp en viktig upptäckt som kan förklara varför immunterapi fungerar bättre för vissa patienter med malignt melanom (hudcancer) än för andra. Hos de patienter som svarade bättre på behandlingen hittade man en ansamling av immunförsvarsceller inuti tumörerna, så kallade tertiära lymfoida strukturer. Enligt Göran Jönsson handlar det om ett slags immunologiska fabriker som hjälper T-cellerna i kroppens eget immunförsvar att känna igen cancercellerna.

– Vi vill nu gå vidare och försöka förstå hur de här strukturerna uppstår och varför de finns hos vissa patienter men inte hos andra. Och kan det finnas sätt att terapeutiskt inducera dem för att samtliga patienter ska kunna dra lika mycket nytta av immunbehandlingen?

Forskningsanslaget från Göran Gustafssons Stiftelse kommer att komma till stor nytta i det fortsatta arbetet.

– För att verkligen förstå den underliggande biologin behöver vi undersöka de molekylära detaljerna ner på cellnivå, och det är väldigt dyra experiment att göra. Med hjälp av de här pengarna kommer vi att kunna göra ännu mer experiment helt enkelt.

Kontakt:
Göran Jönsson
goran_b.jonsson@med.lu.se
070-321 03 53