NYHET Hur får kroppens minsta maskiner hjärtat att slå, muskler att röra sig och nervsignaler att färdas genom kroppen? Trots decennier av forskning saknas fortfarande en direkt förståelse för hur dessa livsviktiga processer fungerar i realtid. Nu ska ett team forskare utveckla en metod som kan fånga molekylära maskiner i arbete.
Magnus Andersson, professor vid Kemiska institutionen.
BildMattias Pettersson- Vi vill bygga upp en ny nationell forskningskapacitet som på sikt kan bidra till ett skifte inom biologin där vi går från statiska bilder av livets byggstenar till en mer direkt förståelse av hur de faktiskt fungerar i tid och rum. Det här är förhoppningsvis kunskap som kan bana väg för framtida framsteg inom medicin, biologi och bioteknik, säger Magnus Andersson, professor vid kemiska institutionen på Umeå universitet.
Inne i våra celler finns molekylära maskiner som omvandlar kemisk energi till biologiskt arbete. De styr bland annat nervsignalering, muskelrörelser och kroppens hantering av livsnödvändiga metaller. En viktig grupp är de så kallade P-typ-ATPaserna, proteiner som drivs av energimolekylen ATP. Därmed bidrar de till livsviktiga funktioner som nervsignalering, muskelarbete och hjärtats normala funktion.
Trots att de har studerats i snart 70 år vet forskarna fortfarande inte exakt hur energin omvandlas till de rörelser som gör arbetet möjligt. Anledningen är att de avgörande förändringarna sker extremt snabbt, på mikro- till millisekunder. Dagens metoder fångar oftast bara början och slutet av processen, ungefär som att försöka förstå en film genom att studera ett fåtal stillbilder.
Forskarna vill därför utveckla tidsupplöst kryoelektronmikroskopi. Genom att starta en proteinreaktion och frysa den vid noggrant valda tidpunkter blir det möjligt att observera molekylära maskiner mitt i arbetet. För första gången kan forskare då följa hur biologiskt arbete uppstår steg för steg. P-typ-ATPaser är fokus i projektet, men metoden kan användas för att studera många andra snabba biologiska processer som hittills varit omöjliga att observera.