Molekylär biologi

MOLEKYLÄR BIOLOGI: Hans forskning bidrar till kampen mot antibiotikaresistens

Vasili Hauryliuk, född 1980, är lektor i medicinsk biokemi vid Lunds universitet

Han får priset för banbrytande studier av hur proteinsyntes regleras i bakterier.

 Vasili Hauryliuk forskar om hur bakterier tillverkar proteiner. Det sker i en slags fabrik eller maskin som kallas för ribosom. Ungefär hälften av de antiobiotika som används kliniskt idag riktar in sig på proteinsyntesen för att på så sätt hämma tillväxten av bakterier. För att kunna utforma nya, förbättrade, antibiotika är det därför viktigt med en djupare förståelse av hur proteinsyntesen går till. Vi behöver också känna till de mekanismer som skyddar ribosomen från antibiotika. Vasili Hauryliuks laboratorium har bidragit med viktiga pusselbitar inom detta forskningsområde.

På senare tid har forskargruppen dock intresserat sig alltmer för så kallade bakteriofager. Bakteriofager är virus som ”äter” bakterier och kan användas som ett alternativ till antibiotika. De kan till exempel komma till nytta för att läka särskilt besvärliga sår. Bakteriofager kan också användas till att behandla svåra bakteriella lunginfektioner som uppstår i patienter med cystisk fibros. 

• Bakteriofagterapi utvecklas snabbt runt om i Europa och Amerika, men än så länge ligger Sverige lite efter. Eftersom det finns stora problem med antibiotikaresistens och utveckling av nya antibiotika så kan detta vara en väg framåt, säger han.

I sin forskning använder Vasili Hauryliuk en bred kombination av tekniker som mikrobiologi, biokemi, genomik och strukturbiologi. Han är mycket glad över att ha fått Göran Gustafssonpriset som innebär att hans forskningsgrupp i Lund får ännu bättre möjligheter att ta sig an nya utmaningar framöver.

Kontakt:
vasili.hauryliuk@med.lu.se
070-609 04 93

MOLEKYLÄR BIOLOGI: Hon vill ta reda på hur generna skiljer oss åt

Tuuli Lappalainen, född 1981, är professor i genomik vid KTH och SciLifeLab

Hon får priset för banbrytande studier av hur genetiska skillnader mellan individer påverkar genreglering.

Våra gener spelar tillsammans med vår miljö, en stor roll för hur vi fungerar och gör oss till unika varelser. Små skillnader i vårt DNA, vårt mänskliga genom, kan bland annat påverka vilka sjukdomar som drabbar oss i framtiden. Men om dessa små skillnader kan avgöra sådant måste det även återspeglas på molekylär nivå inuti cellerna. Tuuli Lappalainens forskargrupp vill titta närmare på den här processen som fortfarande i hög grad är okänd.

– I grund och botten vill vi försöka förstå den genetiska uppbyggnaden som ligger bakom mänsklig diversitet, varför vi alla skiljer oss åt från varandra. Det inkluderar naturligtvis risken för att få sjukdomar, men spelar även en roll för andra mänskliga egenskaper.

Vi fokuserar inte på någon specifik sjukdom utan tittar på hela arvsmassan (genomet) och olika mänskliga särdrag. Det görs genom att samla in mycket stora datamängder om genom och genuttryck (hur gener stängs av eller sätts på) från vävnadsprover. Men även genom experiment med hjälp av CRISPR-teknologi, den så kallade gensaxen, för att med stor precision förändra arvsmassan i mänskliga celler som man odlar i laboratoriet.

– Båda metoderna har för- och nackdelar men vi tror mycket på att kombinera de två, säger Tuuli Lappalainen.

Kontakt:
E-post: tuuli.lappalainen@scilifelab.se

Telefon: 072-194 05 50

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

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

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

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/

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

MOLEKYLÄR BIOLOGI: Förbättrar viktiga egenskaper hos grödor 

Claudia Köhler, professor i molekylärbiologi vid Sveriges lantbruksuniversitet i Uppsala, född 1971, fokuserar sin forskning kring artbildning hos växter och hur man genom ökad kunskap kan påverka exempelvis fröstorleken hos växter.

Hon får priset för sina banbrytande studier av genreglering, epigenetik och artbildning i växter med backtrav, Arabidopsis thaliana, som modellsystem.

Frövitan är en näringsrik vävnad som stimulerar växtembryots tillväxt, precis som moderkakan hos däggdjur. Den spelar en viktig roll för hur olika växter kan korsas utan att hindras av hybridiseringsbarriärer etablerade i själva frövitan. Claudia Köhler försöker identifiera vilka underliggande molekylära mekanismer som upprätthåller dessa hybridiseringsbarriärer.

Om man kan förstå varför vissa korsningar stoppas i frövitan kan man också förbättra agronomiskt viktiga egenskaper hos grödor. Överföringen av gynnsamma egenskaper från diploida förfäder till polyploida grödor är i mycket stor omfattning hindrad av hybridiseringsbarriärerna.

Majoriteten av våra vanliga grödor är polyploida, med mer än två kromosomuppsättningar, vilket gör det viktigt att utveckla strategier som förenklar förädlingen av dessa grödor.

Claudia Köhler är även intresserad av epigenetiska mekanismer och deras inverkan på växters utveckling och artbildning. Epigenetiska mekanismer orsakar förändringar i genaktiviteten utan att förändra DNA-sekvensen. Det går att jämföra med att en del gener bara är aktiva om de nedärvs från modern eller från fadern, ett fenomen som kallas “genomisk imprinting”. Målet med den delen av forskningen är att förstå regleringen av, och funktionen hos, imprintade växtgener och att applicera denna kunskap för att förändra fröstorleken hos grödor.

 

Se hennes forskningspresentation i samband med prisutdelningen vid KVA.

Kontakt:
Epost:claudia.kohler@slu.se
Tel 018-67 33 13

Webbplats

http://kohlerlab.se/people/claudia-kohler