Kartlägger cellens proteiner med spelarhjälp

| Av Boel Jönsson | Tipsa redaktionen

2017 års SKR-pristagare är Emma Lundberg, docent och universitetslektor vid KTH och Science for Life Laboratory samt projektledare för arbetet med den nya cellatlasen, en del i Human Protein Atlas.

I början av december 2016 presenterade Emma Lundberg och hennes forskarkollegor första versionen av the Cell Atlas. De har producerat högupplösta bilder av celler färgade med immunofluorescenta tekniker så att man ser var i cellen olika proteiner finns.


Över 12 000 av människans proteiner har kartlagts i hittills 32 olika cellorgan (cellorganeller).


– Det finns 20 000 proteiner och vi har nu klarat av de lågt hängande frukterna. De återstående 8 000 blir nog svårare och vissa proteiner kommer vi inte att hitta, exempelvis för att de inte stannar i cellen tillräckligt länge, förklarar Emma Lundberg.



Hon tycker det är väldigt kul att få SKR-priset även om hon medger att hon inte kände till organisationen.


– Jag läste visserligen första året på kemiteknik, men jag bytte till bioteknik.


Det var år 2000 och intagningspoängen var väldigt hög till den nya, spännande utbildningen, civilingenjör i bioteknik.


Jobb inom läkemedelsindustrin såg Emma som en tänkbar framtid. Men så blev det inte. Istället stannade hon kvar som doktorand och anställdes i Human Protein Atlas-projektet i samband med disputationen 2007/2008.


Och det har hon inte ångrat. På Berzeliusdagarna, då hon tog emot priset, berättade hon för de 350 deltagande gymnasieeleverna hur roligt det är att forska.



Human Protein Atlas (HPA), som startades 2004 på initiativ av Mathias Uhlén, presenterade i november 2014 den fullständiga kartan över människans alla proteiner och i vilken vävnad de uttrycks (Vävnadsatlasen). Cellatlasen, som Emma Lundberg projektleder, visar var i cellen olika proteiner befinner sig, vid olika tidpunkter. Man flyttar fokus från vävnadsnivå ner till cellnivå.


– Vi ligger cirka två år efter vävnadsatlasen. Proteinerna är desamma, naturligtvis, liksom reagenserna, men teknikerna är olika. Vi använder högupplöst mikroskopi och våra bilder täcker cirka 100 mikrometer (en cell är ca 20 µm). I vävnadsatlasen täcker bilden cirka en millimeter.



Både vävnadsatlasen och cellatlasen utgörs av interaktiva öppna databaser.


– Man ska se cellatlasen som en grundläggande katalog. Det viktigaste vi har sett hittills är att 50 procent av alla 12 000 proteiner förekommer på mer än ett ställe i cellen. Vi har också definierat organellproteomen. Mitokondrien (cellens energiproducerande organ) har 1 000 proteiner, betydligt fler än man sett hittills.


Eftersom proteomet är nära kopplat till funktionen (hos en organell) är det väldigt intressant för de som forskar på mitokondriella sjukdomar. Det handlar ofta om svåra eller livshotande tillstånd.


– Om ett protein bara befinner sig i cellen väldigt kort tid eller bara på cellytan kanske det inte är ett intressant target för ett läkemedel. Andelen proteiner i en viss cellorganell kan variera vid olika tidpunkter, vid olika tillstånd och självklart i olika celltyper. Vad händer om vi utsätter cellen för olika typer av stress?


– Ytterligare en spännande observation är att manga proteiner visar variation på cell nivå I dess uttryck. Detta tyder på att cellen är ett mycket dynamiskt system me proteiner som rör sig fram och tillbaka.



Cellatlasens hundratusentals högupplösta bilder av cellens inre med proteinerna, alltid färgade i grönt, som huvudaktör i bilden. Cellens cytoskelett är i rött och cellkärnan i blått.

Att analysera bilderna är ett jättejobb och forskarna använder flera metoder, bl a maskininlärning. En metod som blivit omskriven (som också juryn uppmärksammar) är användningen av dataspelare online, s k medborgarvetenskap.


Specialutvecklade dataspel för att hjälpa forskare med en vetenskaplig fråga, t ex inom astronomi eller proteinanalys, finns det fler exempel på.


– Då får man intresserade som söker upp spelen för att hjälpa forskare. Vi har istället lagt in våra frågor i ett befintligt onlinespel (Eve Online) och får ett helt annat spelarurval, som kanske spelar för att tjäna pengar (i spelet), men många fler förstås.



En särskild plattform har utvecklats där spel och forskning kopplas ihop. Det har varit väldigt framgångsrikt.

– Hittills har 170 000 spelare spelat vårt inbyggda minispel, Project Discovery, för att analysera bilder. Kvaliteten på det vetenskapliga resultatet är självklart ett frågetecken och det jobbar vi med att kontrollera.


Bl a har samma bilder passerat spelet tre gånger.



Framöver hopar sig nya frågor och mer arbete. 8 000 proteiner återstår.


– Antalet cellinjer ska utökas med nya celltyper, bl a primära celler och stamceller för att hitta fler av proteinerna. Idag används ett 60-tal celllinjer.


– Vi får nog räkna med att de sista 20 procenten står för 80 procent av arbetet.


Det finns ett slutdatum. Siktet är inställt på 2023. Då ska hela proteinatlasen vara klar.


Fast Emma Lundberg kastar in en brasklapp:


– Man kan jämföra med genomprojektet, kartläggningen av människans gener. Alla celler innehåller samma gener - men det är uttrycket som avgör vilka proteiner som finns i en cell, och var i cellen och när. Vissa proteiner kanske bara finns under en kort tid i en människas liv eller vid en sjukdom.



Nu startas fler nya atlasprojekt, bl a i USA som ska kartlägga alla människans celltyper.


– Det passar väldigt bra och blir nästa pusselbit i den helhetsbild som vi vill bygga upp av cellens största byggsten – proteinerna. I ett ramverk som visar var proteinerna befinner sig, vad de gör och när, kan sedan specialiserade forskare placera in sina upptäckter och få en bättre förståelse.


Av Boel Jönsson


Kemivärlden Biotech Kemisk Tidskrift



Filmer


https://www.youtube.com/watch?v=P4gz6DrZOOI

https://www.youtube.com/watch?v=JXHV2MMZmQw



Håll dig uppdaterad med Kemivärlden Biotech
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.


Skriv din kommentar

Mest läst

Startsidan just nu

Avslöjande siffror i rapport om vården

Den nya rapporten Future Health index som görs årligen av Philips visar att svensk vård fungerar bra, men flera länder är bättre. Bristen på teknik pekas ut som det stora problemet av hela panelen under debatt i Almedalen.

Nöjda kemister på nationellt kemimöte

Närmare 500 deltagare kom till det första nationella kemimötet i Lund som slutade på onsdagen.

Lennart Nilssonpriset till mikroskopist

Biokonstnären och forskaren Thomas Deerinck är 2018 års vinnare av Lennart Nilsson Award.

Ny skyddsmekanism mot fria syreradikaler

Forskare vid Stockholms universitet och universitetet i Bern har upptäckt ett nytt protein, i bakterier, som elegant omvandlar superoxid direkt till syre.

Svensk-dansk framgång

I konkurrens med drygt 100 andra EU-finansierade projekt har det svensk-danska projektet ReproUnion gått vidare till final.

Hon får KTHs stora pris

Kemiprofessorn och världsledande batteriforskaren Kristina Edström får KTHs stora pris 2018.

Nyhetsbrev

Inleder samtal om globalt kemikalieavtal

Under måndagen inledde miljöminister Karolina Skog (MP) samtal med europeiska ministerkolleger för att skapa ett Parisavtal för kemikalier.

Arkiv

Professor i kemilärande hedersdoktor

Plus

Tufft ta vetenskapen till politiken

I år kan bli sista året för regeringens vetenskapliga råd för hållbar utveckling och ordföranden Karin Markides berättar hur det har gått hittills.

Prisas för DNA-origami

Björn Högberg, Karolinska Institutet, får Hugo Theorells pris i biofysik 2018 för sitt unika sätt att använda DNA-nanostrukturer i sin forskning.

Exosomer sprider Alzheimers

Cellens egna sopsäckar, som tar hand om skadliga proteiner, kan sprida Alzheimers sjukdom till andra nervceller i hjärnan.

Sommarläsning: Hyllning till vätebindningen

Varför fryser varmt vatten fortare än kallt, vad är isträ och har vatten minne? Det är några av frågorna som besvaras i en ny bok.

Blodprov ska hitta cancer tidigt

I ett nytt projekt, Ultrakänsliga analyser för bättre hälsa och kriminalteknik (ULTRA) ska nya, superkänsliga tekniker för DNA-analys av kroppsvätskor utvecklas och anpassas för slutanvändare.

Läkemedelsrening behöver inte vara dyr

Tekniken för avancerad rening av läkemedelsrester på svenska avloppsreningsverk finns, till en kostnad av cirka en krona per kubikmeter vatten.

Första spadtaget i Stenungsund

AkzoNobel Specialty Chemicals har tagit första spadtaget för en revolutionerande demonstrationsanläggning i Stenungsund.

Filippa K samarbetar med OrganoClick

Recipharm köper anläggning för halv miljard

CMO-bolaget Recipharm köper tillverkningsanläggning för inhalationsprodukter i Storbritannien från Sanofi för 45 miljoner pund, men Brexit oroar inte vd.

Rekordutdelning till hjärnforskning

Nytt nätverk för mikrofluidik

Ett nätverk för forskning och utbildning i mikrofluidik har nyligen bildats i Sverige.

Gensax kan öka cancerrisk

Ännu en Alzheimerkandidat skrotas

Besök ett bruk i sommar

I sommar har allmänheten möjlighet att besöka fem av Stora Ensos svenska bruk som tillverkar papper, massa och kartong.

44 000 rosengener kartlagda

Ett internationellt forskarsamarbete har tagit fram ett referensgenom för rosen till nytta för odlare.

Swedish Algae Factory får LIFE-anslag

Biogaia tappar vd

Han lämnar Arocell

Astrazeneca-läkemedel till USA

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.23