NYHET Vid Centrum för biokemisk visualisering går det nu att direkt studera och filma hur cellers byggstenar veckas, transporteras och binds ihop på molekylnivå.
– Våra mikroskop och analytiska verktyg är verkligen i toppklass. Instrumenten är en nationell resurs som forskare i hela landet har möjlighet att använda, säger Richard Lundmark, docent i medicinsk kemi och en av drivkrafterna bakom relativt nystartade Centrum för biokemisk visualisering vid Umeå universitet.
Centrets dyrbara och avancerade utrustning är i tryggt förvar bakom låsta dörrar vid institutionen för medicinsk kemi och biofysik i KBC-huset. Här går forskare till och från olika labbsalar mellan mikroskop och analysapparater. Centrum för biokemisk visualisering har ingen avgränsad fysisk hemvist, utan består snarare av ett nätverk av instrument, forskare och teknisk expertis. De flesta vid institutionen använder den avancerade utrustningen, och hittills har totalt omkring trettio forskargrupper inom över femtio forskningsprojekt nyttjat centrets visualiseringsinstrument.
– Metoder och utrustning har ett brett användningsområde, och projekten har handlat om alltifrån DNA-skador och cancerceller till infektions- och utvecklingsbiologi, berättar Richard Lundmark.
Han utsågs 2010 till framtidens forskningsledare av Stiftelsen för strategisk forskning, och han menar att den avancerade utrustningen har varit helt avgörande för hans framgångsrika grundforskning. Tillsammans med sin forskargrupp studerar han hur celler genom att vika in och knoppa av membranblåsor kan ta upp näringsämnen, men även bakteriegifter och virus. En annan funktion med blåsorna är att omsätta receptorer som styr cellens tillväxt. Forskningen har därför en tydlig koppling till cancer.
– Cancerceller befinner sig i ständig tillväxtfas, något som kan bero på att receptorerna inte byts ut normalt utan blir alltför gamla och alltför många. Genom att i hög upplösning studera hur proteiner rör sig ”live” går det att få fram ytterligare pusselbitar till varför cancer uppstår.
Centret har en teknisk plattform som är unik i landet och finansieras av Vetenskapsrådet. I ett fluorescens-mikroskop med en upplösning på 20 nanometer kan levande celler och byggstenar studeras i tre dimensioner och i realtid – också kallat 4D. Instrumentet tar upp till trettio bilder i sekunden, och bilderna blir väldigt skarpa. Det går också att med hög precision ”bleka bort” vissa molekyler med laserljus, och mäta hur snabbt nya kommer till området. På så sätt går det att följa molekylernas omsättning och rörlighet.
Björn Morén är på väg att analysera ett snittat prov. Han är doktorand i Richard Lundmarks forskargrupp och en av dem som nästan dagligen använder de nya instrumenten. Han tilltalas mycket av idén med ett nätverk för avancerad utrustning.
– Konkurrensen är hård inom forskningen, och ibland begränsas dyra investeringar i specialteknik till vissa forskargrupper. I det här huset hjälper alla varandra och delar med sig av kunskap och utrustning – och det verkar nästan som om mentaliteten går i arv.
Att den generösa inställningen till kollegors arbete sitter i väggarna är det fler som håller med om. Till den kretsen hör Sara Henriksson, som blev klar med sin avhandling i november 2012 och nu gör sin postdoktortjänst på centret. Hon har liksom Björn Morén länge varit intresserad av visualisering på cell- och bakterienivå, och då särskilt inriktad på magsårsbakterien Helicobacter pylori. En del av hennes tjänst är vikt åt att ansvara för instrumenten och att introducera nya användare i tekniken, och inför hösten planeras flera kurser.
– Vi hjälper även till med att analysera prover för tillfälliga användare, eftersom det kanske kan kännas lite onödigt och tidskrävande att utbilda sig för enstaka experiment.
Ett annorlunda mikroskop – Atomic Force Microscope – installerades så sent som för bara några månader sedan. Istället för konventionell optik används en superkänslig, ytterst liten nål. Genom att mäta hur lätt det går att lyfta nålen ur olika cell-lager framträder en bild av hur cellen är uppbyggd på en 
skala av några nanometer. Professor Ludmilla Morozova-Roche använder spetstekniken i sin forskning om Alzheimers sjukdom för att upptäcka sjukliga förändringar på molekylärnivå, exempelvis ihopklumpade, felveckade proteiner.
– Centrets unika kombination av instrument gör att det går att mäta med vilken kraft som olika biologiska molekyler binder till varandra på en väldigt detaljerad nivå. Cellerna är levande och behöver inte färgas eller behandlas, och på så sätt minskar risken att olika egenskaper förändras, säger hon.
Kristoffer Brännström, även han Alzheimerforskare, är expert i avancerad Surface Plasmon Resonance-teknik, som förutom att mäta hur hårt och snabbt molekyler binder till varandra också kan detektera hur specifik och aktiv interaktionen är. Han hjälper ofta andra forskare med att utföra analyser.
– Det kan ta flera år att lära sig den här tekniken till fulländning, och det är därför viktigt att sprida den kunskap som finns och dela med sig av sina erfarenheter, säger han.
I sommar anländer ytterligare ett avancerat instrument, som gör det möjligt att köra mer ”komplexa” prover, såsom blod och bakterier. Då installeras också teknik och utrustning för mikrokalorimetri – en metod med vilken det går att följa hur proteiner binder i lösningar. Richard Lundmark hoppas att centret ska kunna bredda sig ytterligare och integrera fler forskargrupper. Förutom ekonomiska och forskningsmässiga fördelar ser han andra vinster med att dela avancerade tekniska instrument, både nationellt och vid Umeå universitet.
– Ett starkt nätverk av forskare från olika miljöer kan inspirera till nya frågor och nya avancerade metoder. Dessutom får doktorander som utbildas i tekniken stora konkurrensfördelar i en forskningsvärld som snabbt blir alltmer tekniskt krävande. Och för Umeå universitet är det extremt viktigt att redan nu vara med på tåget – trots allt är det här bara början av resan!
Centrum för biokemisk visualisering finansieras av Vetenskapsrådet, Kempestiftelserna, Molecular Infection Medicine Sweden (MIMS) och Umeå University Protein Expertise Platform. Mer om centret:
www.kbc.umu.se/bicu-home-and-news.html (endast på engelska)
Redaktör: Camilla Nilsson