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
Startsidan just nu

Kemiingenjörer jobbar mest

Det är högst arbetsbelastning och mest FoU på innovations- och kemiföretagen, enligt en ny rapport från Sveriges Ingenjörer.

Bakterier gör bättre cellulosa

Umeå universitet och Processum ska utveckla produktionsmetoder för bakteriell nanocellulosa från lågvärdiga sidoströmmar från massabruk.

Ny prorektor utsedd

Två svenska bidrag i final

Finalisterna i AkzoNobels tävling Imagine Chemistry är nu klara. Av de 20 är två svenska.

Diamanter avslöjar försvunnen planet

Forskare tror nu att man har bevis för att solsystemet i sin tidiga fas innehöll fler planeter.

Grönt te utvärderat

EFSA, EUs myndighet för livsmedelssäkerhet, har utvärderat säkerheten hos katekiner från grönt te i olika livsmedel efter oro för leverskador.

Nyhetsbrev

Etikprövningsutredning sågas

Etikprövningsutredningens förslag får helt underkänt av Kungl. Vetenskapsakademien och Statens medicinsk-etiska råd.

Arkiv

Ny superdator för svenska forskare

Brist på biomedicinska analytiker väntar

Åderförkalkning liknar cancer

Ny forskning visar att ämnesomsättningen hos inflammerade, instabila plack skiljer sig från stabila plack men liknar den hos cancerceller.

Diagnostikbolag satsar stort

Empe Diagnostics vid Karolinska Science Park reser nytt kapital för att lansera ett snabbtest för diagnos och resistensbestämning av tuberkulos.

Grafenspikar dödar bakterier

En minimal spikmatta av grafen blir ett dödligt vapen som skär sönder bakterier. På så sätt motverkas infektioner vid exempelvis implantatkirurgi.

Mossa snabbrenar arsenikvatten

En mossa som kan ta bort arsenik från förorenat vatten har upptäckts av forskare vid Stockholms universitet.

Årets Göran Gustafssonpristagare utsedda

Fem unga forskare prisas för enastående forskning och får 4,5 miljoner i forskningsanslag, samt ett personligt pris på 250 000 kronor.

Hanöbukten mår dåligt

Magra torskar, sjuka skrubbskäddor och överdödlighet hos ejderungar är tydliga tecken på att ekosystemet i Hanöbukten inte är i balans.

Konferens om precisionsmedicin lockade många

Årets upplaga av ”The future of Swedish and Danish life science” med det brännande aktuella ämnet ”precisionsmedicin och big data” drog runt 300 deltagare.

Renare luft ger oss ett år till

Invånarna i Stockholm, Göteborg och Malmö lever i genomsnitt ett år längre idag än för 25 år sedan tack vare minskade luftföroreningar från vägtrafiken.

Bly i små billiga plastprylar

Kemikalieinspektionen har granskat innehållet av kemikalier i små varor som barn kan stoppa i munnen, bland annat mobilfodral, prydnadssaker och hemelektronik.

Vetenskapens skatter visas

Det japanska kejsarparet ska inviga en utställning i Tokyo på temat konst och vetenskap med skatter från Gustavianum.

Genetik kan ligga bakom sockertolerans

Trots sötsug och kolhydratkonsumtion kan personer som har två kopior av genen FGF21 vara smala, enligt en ny studie i Cell Reports som har inkluderat 451,099 personer.

Drygt sex miljarder för stockholmsbolag

Amerikanska bolaget Alexion har lagt ett bud på stockholmsbaserade Wilson Therapeutics som utvecklar nya läkemedel för patienter med ovanliga kopparrelaterade sjukdomar.

Siktar på börsen

Årsringar kan ge säkrare klimatprognoser

Tio ERC-anslag till svenska forskare

Europeiska forskningsrådet ERC meddelar att de delar ut motsvarande 653 miljoner euro till totalt 269 seniora forskare. Tio forskare vid svenska universitet får anslag.

Biogaia köper majoriteten i Metabogen

TFS rekryterar

Bärpigment påverkar cancerceller

GSK tar över receptfritt

Stora kliv för A1M pharma

Så slår ståltullarna mot gruvnäringen

SenzaGen tecknar USA-avtal

Dansk till AkzoNobels styrelse

20 000 dör av fel med mediciner

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.148