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

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

Karl Börjesson

Porträtt av Karl Börjesson
Porträtt av Karl Börjesson

Kemi: Han studerar vad som händer när ljus och molekyler kopplas samman

Karl Börjesson, född 1982, är professor vid Göteborgs universitet

Han får priset för utveckling av fotokemi i stark ljus–molekyl växelverkan.

Karl Börjesson forskar i gränslandet mellan kemi och fysik. Han har studerat ljus som är starkt sammankopplat med molekyler. När sammankopplingen blir tillräckligt stark skapas hybridtillstånd som får egenskaper från både molekylerna och från ljuset. Systemet får unika egenskaper som skiljer sig från vad som annars är möjligt för molekyler och för ljus. Sammankopplingen kan dessutom användas till att ändra molekylens kemiska och fotokemiska egenskaper utan att ändra dess struktur.

– Om sammankopplingen blir tillräckligt stark måste man även ta hänsyn till den starka kopplingen när man beskriver systemet som helhet, förklarar Karl Börjesson.

I framtiden vill han öka styrkan på sammankopplingen ytterligare. Det kan ske genom att bygga molekyler från grunden som är optimerade för att ge en så stark sammankoppling som möjligt.

– Vilken praktisk tillämpning detta kan få vet vi inte ännu. Men att man på det här sättet kan skyffla energi jättesnabbt och över långa avstånd skulle till exempel kunna komma till nytta vid utveckling av solceller, säger Karl Börjesson.

Han är väldigt glad över att få Göran Gustafssonpriset i det här skedet av sin karriär och ser det som ett fint erkännande att Vetenskapsakademiens ledamöter, som granskar de nominerade till priset, uppmärksammat just hans forskning.

Kontakt:
Karl Börjesson
karl.borjesson@gu.se
076-622 90 99

Emil J. Bergholtz

Fysik: Han vill kombinera exotiska komponenter med intressanta egenskaper

Emil J. Bergholtz, född 1978, är professor vid Stockholms universitet

Han får priset för sin innovativa forskning rörande topologiska faser och kvantmaterial. Han har gett betydande och erkända bidrag till teorin för lågdimensionella material, specifikt till beskrivningen av öppna och dissipativa topologiska faser i termer av icke-hermitska topologiska modeller.

Emil Bergholtz sysslar med teoretisk fysik och intresserar sig för kvantmaterial och topologiska system. Topologi är egentligen en gren inom matematiken som beskriver föremål utifrån deras övergripande struktur. Metoderna kan bland annat användas för att förklara ovanliga materialtillstånd med intressanta egenskaper. Listan över kända topologiska system innefattar numera både topologiska isolatorer (material som leder ström på ytan men inte inuti), supraledare och semimetaller.

Just nu tittar forskargruppen bland annat på vad deras tidigare upptäckter om öppna topologiska system kan användas till. Det skulle till exempel kunna vara sensorer som kan detektera mycket svaga signaler i rymden för att bättre förstå mörk materia. De topologiska materialen omnämns även ibland som lovande byggstenar till kvantdatorer i en avlägsen framtid.

– Att tilldelas Göran Gustafssonpriset är en väldigt stor ära, och det är fantastiskt att få pengar som man inte behöver skriva en lång forskningsansökan för att motivera exakt hur man kommer att använda. Vi jobbar med många olika saker samtidigt och det är inte alltid lätt att på förhand veta vad det kommer att leda till.

Kontakt:
Emil J. Bergholtz
emil.bergholtz@fysik.su.se
08-553 780 35

 

David Witt Nyström

Matematik: Han går från lokalt till globalt i geometri

David Witt Nyström, född 1980, är docent vid Göteborgs universitet

Han får priset i matematik för djupa och nyskapande arbeten i komplex analys med viktiga tillämpningar i komplex och algebraisk geometri.

Inom algebraisk geometri studerar man kurvor, ytor och objekt av högre dimensioner (så kallade mångfalder) som har det gemensamt att de definieras med hjälp av polynom. Ett exempel är cirkeln, som kan beskrivas som punkterna i planet där polynomet x^2+y^2-1 är noll. Även om just cirkeln är enkel att förstå kan mångfalder av detta slag vara ytterst intrikata, särskilt i högre dimensioner. 

Inom David Witt Nyströms specifika forskningsområde, Kählergeometri, fokuserar man på hur en mångfalds småskaliga form, dess krökning, hänger samman med dess storskaliga form, dess topologi. Förutom algebraiska metoder kräver detta avancerade verktyg från komplex analys. 

David Witt Nyström har bland annat bevisat en inom området känd förmodan (antagande). Den beskriver hur, i en specifik kontext, globala topologiska data bestäms av lokala krökningsegenskaper.

Ett annat huvudspår i hans forskning är Hele-Shaw-flödet, som beskriver hur en trögflytande vätska rör sig i ett tunt lager. Där ledde en oväntad koppling till Kählergeometri till ett omtalat motexempel till en välkänd förmodan.

– Jag är otroligt glad och hedrad av att ha blivit tilldelad Göran Gustafssonpriset, och det kommer helt klart ha en mycket stor betydelse för min fortsatta forskning, säger han.

Kontakt:
David Witt Nyström
wittnyst@chalmers.se
076-779 42 88

 

Xiaonan Zhang, Medicin, UU

Porträtt av Xiaonan Zhang
Porträtt av Xiaonan Zhang

Xiaonan Zhang får Göran Gustafssonpriset i medicin vid Uppsala universitet. Hon är född 1985 och växte upp i Kina. Hon tog sin doktorsexamen vid Karolinska institutet 2015. Efter det fortsatte hon sin forskning som postdoktor vid Karolinska institutet i tre år och kom sedan till Minnesota University för ytterligare en postdok-period. Xiaonan Zhang kom tillbaka 2020 och började på Uppsala universitet som forskare.

Xiaonan Zhang beskriver sin forskning så här: Solida tumörer representerar cirka 90 % av alla cancerformer hos vuxna. Nya terapier för behandling av fasta tumörer har låtit vänta på sig under lång tid, eftersom läkemedelsresistens så småningom försämrar det kliniska resultatet. En utmaning som hämmar den kemoterapeutiska effekten är bristen på tillräckligt med medel som specifikt dödar de vilande (cellcykelinaktiva) tumörcellerna som är okänsliga för konventionella cellcykelinriktade läkemedel. Jag har ett unikt och kontinuerligt fokus på att utveckla nya strategier genom att rikta in mig på dessa vilande celler sedan mina doktorandstudier. I dessa upptäckte jag en liten molekyl som hämmar mitokondriernas funktion och speciellt dödar den vilande cellpopulationen i vår utvecklade sfäroidmodell. Då kunde jag inte hitta den bakomliggande mekanismen. Min nuvarande forskning försöker avslöja unika förändringar på nivåerna av transkription och translation som förekommer i/regleras av kärn- eller mitokondrie-DNA i kemoresistenta vilande tumörceller, i hopp om att hitta “akilleshälen” hos de vilande cellerna som ytterligare skulle kunna angripas av små molekyler eller genterapier. I denna studie är jag också engagerad i att använda den senaste CRISPR-fria tekniken för att redigera mitokondriekodade gener. Jag har stora förväntningar att resultat från denna studie kan vara till nytta för nuvarande kliniska behandlingsscheman.

På fritiden gillar Xiaonan att laga mat och brodera korsstygn.

Francesca Pennacchietti, Teknisk fysik, KTH

Porträtt av Alina Sekretareva
Ett porträtt av Francesca Pennacchietti.

Francesca Pennacchietti får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid KTH. Hon är född 1987 och växte upp i Italien där hon studerade fysik. Hon tog sin doktorsexamen vid Universitet i Genua och Italienska Institutet för Teknologi, IIT, 2016. Hon jobbar nu som forskare vid avdelningen för biofysik vid KTH.

Francesca Pennacchietti beskriver sin forskning så här: Alla cellulära funktioner är reglerade av underliggande proteininteraktioner som är invecklade i både tid och rum. För att förstå hur dessa biologiska processer sker är det därmed viktigt att mäta antalet proteinkopior som finns på plats i olika biomolekylära aggregat, för flertalet olika proteiner, men dessutom dynamiken bakom dessas formering.

Trots denna tydliga frågeställning saknas det fortfarande avbildningstekniker som kan integrera all denna information, i både tid och rum med tillräcklig upplösning, i enskilda avbildningar. I min forskning har jag utvecklat mikroskopimetoder kapabla att avbilda celler med nanometerprecision, och som specifikt använder fluorescerande proteiner som aktivt kan slås av och på med ljus. Dessa proteiner kan kontrolleras med svaga ljusnivåer, vilket gör dessa tekniker specifikt kapabla till att avbilda levande celler och mäta dynamiska processer.

Jag anser att dessa typer av fluorescerande proteiner som kan kontrolleras med ljus kan utnyttjas för att dessutom få tillgång till ytterligare kvantitativ information i avbildningar med dessa mikroskopimetoder, något som min vidare forskning försöker utveckla och besvara.

På fritiden gillar Francesca att laga mat, vandra och sticka.

Alina Sekretareva, Teknisk fysik, UU

Porträtt av Alina Sekretareva
Porträtt av Alina Sekretareva

Alina Sekretareva får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid Uppsala universitet. Hon är född 1989 och uppvuxen i Ryssland där hon tog sin grundexamen 2011 i kemi vid Moskvas statliga universitet. Sin doktorsexamen i tillämpad fysik fick hon 2016 vid Linköping Universitet. Därefter tillbringade hon tre år som postdoktor i USA vid Stanford University. Hon återvände till Sverige till Uppsala Universitet och blev biträdande lektor år 2021.  För att kommersialisera sin forskning startade hon nyligen företaget Bioweronics AB. 

Alina Sekretareva beskriver sin forskning så här: Min forskning syftar till att förbättra förståelsen för elektronöverföringsprocesser inom (bio)elektrokatalysatorer och på elektrod/katalysatorgränssnittet genom att utveckla nya tekniker som möjliggör studier av dessa reaktioner på singelmolekylnivå. Förutom grundläggande aspekter undersöker jag möjligheter att designa nya (bio)elektrokatalytiska enheter baserade på denna nya förståelse. Min forskning överbryggar disciplinerna elektrokemi och (bio)oorganisk kemi och använder en rad elektrokemiska, spektroskopiska och teoretiska tekniker för att adressera grundläggande frågor av relevans för elektrokatalys.

Min nuvarande forskning fokuserar på undersökningar av plasmondriven elektrokatalys på enstaka plasmoniska nanopartiklar och på utveckling av nya enmolekylära elektrokemiska tekniker för studier av enzymatisk katalys.

På fritiden tycker jag om att springa maraton, vandra och åka skidor.

Stephan Steinhauer, Teknisk fysik, KTH

Porträtt av Stephan Steinhauer
Porträtt av Stephan Steinhauer

Stephan Steinhauer får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid KTH. Han är född 1986 och uppvuxen i närheten av Wien där han studerade elektroteknik och teknisk fysik. Hans doktorsexamen fick han 2014 vid Vienna University of Technology.

Stephan Steinhauer beskriver sin forskning så här: Nanomaterial, definieras i stort sett som material med minst en geometrisk längd i nanometerskala, dvs. en miljarddel av en meter. Sådana material används som viktiga komponenter inom ett stort antal områden, från elektronik, energiutvinning, katalys och kemiteknik till modern kvantteknik. En hög grad av kontroll över storlek, kristallstruktur, kemisk sammansättning och gränssnittsegenskaper är av yttersta vikt för att uppnå material som är optimerade för sin specifika funktionalitet. Sedan min magisteruppsats har jag varit fascinerad av att studera nanomaterialens unika egenskaper och hur man kan tillverka dem på ett kontrollerat sätt, helst med precision i atomär skala. I synnerhet utvecklar jag metalloxidnanostrukturer för “klassiska” sensoranordningar samt för outforskade tillämpningar inom kvantoptik. I det senare fallet undersöker jag kopparoxidbaserade nanostrukturer som uppvisar elektron-hål-par med höga huvudkvantantal (dvs. Rydberg-excitoner), med målet att utveckla innovativa tillvägagångssätt för kvantsensorteknik med oöverträffad prestanda.

Utanför laboratoriet gillar Stephan racketsporter och är intresserad av att läsa litteratur.

Klaus Kröncke, Teknisk fysik, KTH

Porträtt av Klaus Kröncke
Porträtt av Klaus Kröncke

Klaus Kröncke får Göran Gustafssonpriset i Teknisk Fysik vid KTH. Han är född 1986 i Wien och tog sin grundexamen i matematik där 2010. Efter det flyttade han till Tyskland och gjorde sina doktorandstudier vid universitetet i Potsdam där han disputerade 2013. Efter en postdok-period i Regensburg blev han assistant professor i Hamburg 2015. Han började som lektor vid KTH 2022.

Klaus Kröncke beskriver sin forskning så här: Min forskning handlar om differentialgeometri och geometriska partiella differentialekvationer, med särskild fokus på Ricci-flödet och Einsteins mångfald (eng. manifold). Ricci-flödet är en evolutionsekvation för krökta utrymmen som tvingar utrymmet att ändra sin geometri i riktning mot dess Ricci-krökning. På grund av dess analytiska natur kan den ses som en värmeekvation för geometrin. Det tenderar att jämna ut ojämnheter i geometrin men det kan också utveckla singulariteter. Ricci-flödet och förståelsen av dess singulariteter var viktiga ingredienser för klassificeringen av tredimensionella utrymmen som färdigställdes av Grigori Perelman i början av 2000-talet.

De stationära punkterna i Ricci-flödet kallas Einsteins mångfald. Jag är intresserad av beteendet hos Ricci-flödet som ett dynamiskt system i grannskapet av en Einstein-mångfald. I synnerhet är jag intresserad av relationen mellan dynamisk stabilitet och instabilitet hos en given Einstein-mångfald och dess geometriska egenskaper. Jag siktar på att använda dessa kopplingar för att bättre förstå geometrin för singulariteter för Ricci-flödet i fyra och högre dimensioner.

Einsteins mångfald kan också användas för att konstruera rum-tider som uppfyller den berömda Einstein-ekvationen i generell relativitetsteori. Jag undersöker det långvariga beteendet hos dessa och närliggande rum-tider och försöker hitta relationer till stabiliteten hos den underliggande Einstein-mångfalden.

På fritiden tycker Klaus om att spela (jazz) piano, sjunga i kör och upptäcka Stockholms större omgivningar med cykel.