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
Inläggen nedan modereras inte i förväg och omfattas därmed inte av webbplatsens utgivningsbevis.
Startsidan just nu

Kan bli läkemedelsbrist

Får stora Fernströmpriset för upptäckt om hjärnan

Årets stora nordiska Fernströmpris går till Maiken Nedergaard.

Lund bland toppuniversitet

Good Food Institute startar ett nytt forskningsprogram, totalt 3 miljoner dollar, om växtbaserade livsmedel och s k Clean Meat (CM).

De tippas få Nobelpris

Mer läkemedelsexport till Kina

Kemiföretagen förutspår en fortsatt god försäljningstillväxt under andra halvan av 2018 visar en färsk konjunkturenkät från IKEM – innovations- och kemiindustrierna.

Äter mikroplastpartiklar

Mygglarver kan äta mikroplastpartiklar som sedan förs över till den vuxna myggan visar en ny studie.

Nyhetsbrev

Designar alternativ till antibiotika

Martina Kulén, Kemiska institutionen, Umeå universitet, har i sitt avhandlingsarbete arbetat med utveckling av antivirulens-molekyler mot två olika bakterier.

Arkiv

EU satsar på crowdfunding för startup-bolag

EIT Health lanserar en paneuropeisk plattform för finansiering av små bolag inom life science och hälsa.

Ny diagnostik för sen Alzheimers

Forskare vid bl a Lunds universitet har utvärderat en ny PET-metod för att hitta proteinet tau i hjärnan på patienter med misstänkt alzheimers.

Studerar signalvägar i realtid

Forskare vid Umeå universitet och Max Planck-institutet för molekylär fysiologi i Dortmund, presenterar en ny kemo-optogenetisk metod för att studera proteinrörelser på cellnivå.

Mer till aktieutdelning än till FoU

Fyra stora läkemedelsbolag lägger systematiskt sina vinster i skatteparadis visar en ny rapport från hjälporganisationen Oxfam.

Låga halter påverkar hormonnivåer

I en ny studie i Environment International rapporterar forskare att de har hittat kopplingar mellan kemikalieblandningar från kosmetika och förändringar i kvinnors fertilitetshormoner.

Hon tar över ansvaret i Mercodia

Fernströmpris till Huntington-forskare

SLU-forskare får Ig Nobelpris

Vid en ceremoni på Harvard University igår fick forskare från bland annat SLU ta emot 2018 års Ig Nobelpris i biologi.

Satsar på etanolproduktion i Rumänien

Clariant investerar 100 miljoner euro i en fabrik för produktion av cellulosaetanol från jordbruksrester i Craiova-regionen i Rumänien.

"Kemikalieskatten driver kunder utomlands"

Plus

Stora förhoppningar på Testa Center

I en ny byggnad på GE Healthcares sajt i Uppsala har nu testbädden för produktion av framtidens biologiska läkemedel officiellt invigts.

Plus

Bra tid för analytiska kemister

Jonathan Sweedler är analytisk kemist som specialiserat sig inom neurokemi, analyser i enstaka neuroner/hjärnceller.

3000 möten på Nordic Life Science Days

I år hölls sjätte omgången av Nordic Life Science Days, SwedenBios årliga event för branschen, med ännu större fokus på partneringmöten.

Nya hörselceller upptäckta

Upptäckten av nya typer av nervceller i innerörat kan leda till nya behandlingar av hörselskador.

Dom i patentstriden om CRISPR-Cas9

Den 10 september beslutade en amerikansk appelationsdomstol att döma till fördel för Broad Institute, MIT, i patentstriden om rättigheterna till CRISPR-Cas9.

De tog hem Startup Challenge

12 startup-bolag tävlade på första kvällen av Nordic Life Science Days 2018. Tre vinnare röstades fram av publiken.

Avfall + avfall = rent

Örebroforskare har tagit fram en metod för att rena lakvatten från gruvavfall och demonstrerat den i en nedlagd gruva.

Zealand Pharma säljer för 1,8 miljarder

Supersnabb cyaniddetektor

Årets bioteknikbyggare

Patent godkänt i Japan

Ny topp till Sobi

Vaccinbolag anställer

Ny nod för life science och livsmedel

Antikropp mot Parkinsons

Pajalagruvan igång igen

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.132