Stiftelsen har beslutat om vilka forskare som ska få årets anslag till forskningsprojekt med hög vetenskaplig potential. Totalt beviljas 24 forskningsprojekt drygt 810 miljoner kronor. Tre av dessa anslag, på totalt 89 miljoner kronor, går till Stockholms universitet. Dessutom beviljas ett infrastrukturanslag om 68 miljoner kronor för den nationella infrastrukturen Wallenberg Advanced Bioinformatics Infrastructure (WABI).

Ny teknik för strukturbestämning av proteiner

Proteinet i fråga är en protondriven pump som pumpar ut toxiska substanser (t.ex. antibiotika) ur en bakteriecell. Det är ett ”dual-topology” protein. Det består av två identiska polypeptider (röd, blå) som har motsatt orientering i cellmembranet. Gunnar von Heijnes forskning handlar bl.a. om hur proteiner av detta slag har utvecklats under evolutionen och hur de sätts in och veckas i membranet.

Ett projekt lett av professor Gunnar von Heijne vid Institutionen för biokemi och biofysik beviljas 31 miljoner kronor för ett nytt laboratorium för strukturbestämning av proteiner med hjälp av den nya tekniken ”single particle cryo-EM” (SP-CEM). Dessutom beviljas von Heijne, tillsammans med Siv Andersson vid Uppsala universitet, 68 miljoner kronor i fortsättningsanslag för den nationella infrastrukturen Wallenberg Advanced Bioinformatics Infrastructure (WABI) vid SciLifeLab.

Bättre förståelse för hur cellen tillverkar proteiner och hur proteiners tredimensionella struktur ser ut ger ett viktigt underlag för framtida forskning både inom biologisk grundforskning och läkemedelsutveckling. Membranbundna proteiner är särskilt viktiga studieobjekt, då man uppskattar att drygt hälften av alla läkemedel är riktade mot membranproteiner.

Röntgenkristallografi – en teknik som kräver att proteinet bildar kristaller som sedan avbildas med kraftig röntgenstrålning – dominerar idag inom studier av proteiners tredimensionella struktur. Samtidigt har det utvecklats en alternativ teknik för strukturbestämning som baseras på elektronmikroskopi i stället för röntgenstrålning. Det är denna teknik som forskarna ska bygga upp i Stockholm med hjälp av det nya anslaget. Gunnar von Heijne har nyligen erhållit ytterligare anslag till samma projekt från Familjen Erling-Perssons Stiftelse (31 miljoner kronor) och SciLifeLab (4 miljoner kronor per år).

Forskningsprojektet ”Single-particle cryo-EM studies of membrane protein biogenesis and structure” är ett samarbete mellan fyra forskargrupper vid Stockholms universitets Center for Biomembrane Research (CBR) och en forskagrupp i München som är världsledande inom SP-CEM. Det nya laboratoriet kommer även att fungera som en nationell infrastruktur inom SciLifeLab.

Infrastrukturanslaget om 68 miljoner kronor gör det möjligt att förlänga WABI, som via SciLifeLab ger bioinformatikstöd till svenska forskare, till 2020 och att utöka antalet bioinformatiker inom infrastrukturen.

SciLifeLab är ett nationellt center för molekylära biovetenskaper med fokus på forskning inom hälsa och miljö som bedrivs i samarbete mellan Karolinska Institutet, Kungliga Tekniska högskolan, Stockholms universitet och Uppsala universitet.

Mer om projektet och Gunnar von Heijnes forskning
Stockholms universitets forskningsdatabas
Inslag i TV4 news Vetenskapsprogram.
Ledande forskning inom området Biologiska membraner vid Stockholms universitet.

Kontakt

Gunnar von Heijne, professor vid Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet, e-post gunnar.von.heijne@dbb.su.se

Kraftsamling för ny kunskap om membranbundna proteiner

När natriumjoner förflyttas in i celler kan det ske med en hiss-liknande mekanism som visas på bilden. Kunskap som kan få stor betydelse för förståelsen av hur celler fungerar och för att utveckla nya läkemedel, till exempel mot cancer. Det är för utveckling av denna forskning David Drew får projektanslag.

David Drew, forskare vid Institutionen för biokemi och biofysik, beviljas 29 miljoner kronor för ett projekt där flera forskargrupper gemensamt ska forska om membranbundna proteiner. David Drew,  Erik Lindahl, Arne Elofsson och Jan-Willem de Gier vid Stockholms universitet ska samla gruppernas kunskaperna i syfte att bestämma både struktur och funktion för de mänskliga varianterna av membranbundna proteiner.

Samtliga biologiska celler måste kunna utbyta kemiska ämnen med sin omgivning. Dessa utbytesprocesser sköts av proteiner som återfinns i cellmembran. Cirka 30 procent av samtliga gener utgör membranproteiner som spelar en stor roll inom läkemedelsindustrin. Uppskattningsvis drygt hälften av alla proteiner på en cells yta kan vara så kallade ”läkemedel-targets”, det vill säga kan utnyttjas vid framtagande av nya läkemedel. För detta är tredimensionell strukturinformation kring membranproteinerna av avgörande betydelse, men man behöver också förstå hur de mikroskopiska strukturerna rör sig och varför de till exempel öppnas eller stängs.

De senaste åren har forskargrupperna gjort framsteg i hur mänskliga membranproteiner kan strukturbestämmas utifrån olika metoder. En av de stora utmaningarna är att kombinera bättre metoder för uttryck, renframställning och kristallisering med moderna datormetoder som bioinformatik och simuleringar. Forskarnas mål i detta projekt är att gå från enklare modeller av bakteriella proteiner till att förstå hur mänskliga membranproteiner som transportörer och jonkanaler fungerar samt hur andra molekyler – som läkemedel – styr deras funktion.

Forskningsprojektet ” Structural dynamics and allosteric regulation of mammalian channels and transporters” är ett samarbete mellan fyra forskargrupper vid Stockholms universitets Center for Biomembrane Research (CBR)

Mer om projektet och David Drews forskning
Stockholms universitets forskningsdatabas
Film om David Drew som Wallenberg Academy Fellow
Tidigare resultat publicerat i Nature

Kontakt
David Drew, forskare vid Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet, e-post david.drew@dbb.su.se

Studier under jord av rymdens mörka materia

Gravitationslinsning av mörka materian i Galaxhopen Abell 2218. (NASA).

Ett projekt som ska undersöka den mörka materians partiklar i laboratoriemiljö, under ledning av Jan Conrad, professor vid Fysikum, har beviljats 29 miljoner kronor. Det vi kallar för materia utgör mindre än fem procent av universum. Resten är osynlig, mörk materia. Jan Conrad är forskaren som försöker spåra den mörka materien och öppna ett nytt fönster mot universum.

Forskare kan lätt studera den materia som bygger upp oss människor, vår planet och andra solsystem. Men det finns ännu ingen teknik som kan synliggöra den mörka materien för oss. Det står forskningen utom rimligt tvivel att den mörka materian bör bestå av en ny sorts partikel som ännu inte är identifierad men som man vet har ungefär fem gånger så stor genomsnittlig masstäthet som den vanliga materian i universum. Forskningen om den mörka materian har i Sverige främst fokuserats på att mäta partiklarnas egenskaper indirekt, det vill säga genom att leta efter spår av den mörka materian då den faller sönder eller förintas, genom exempelvis modeller som förutspår att den mörka materian kan ge signaler i teleskop som NASA`s Fermisatellit.

Mörka materia kan också detekteras direkt genom att placera mycket känsliga, nerkylda detektorer i gruvor, som är skyddade från strålning, djupt under marken. Denna detektionsmetod kan pröva teorier om den mörka materian som inte kan testas på annat sätt. En av de mest framgångsrika idéerna är att använda detektorer som baseras på flytande xenon – en teknik som har gjort stora framsteg de senaste 10 åren. I projektet kommer forskarna vid Stockholms universitet använda den mest känsliga detektorn i världen, som byggs i en tunnel under Gran Sasso-massivet i Apenninska bergskedjan i Italien, för att fortsätta leta efter spår av den mörka materian.

Mer om projektet och Jan Conrads forskning
Stockholms universitets forskningsdatabas
Tidigare resultat vid Oskar Klein Centre

Kontakt
Jan Conrad, professor vid Fysikum och Oscar Klein Centre, Stockholms universitet, e-post conrad@fysik.su.se