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

Pungdjävlar visar immunitet

Ny forskning tyder på att de tasmanska pungdjuren inte kommer att duka under för den smittsamma cancer som drabbat arten hårt.

Resestipendium till ESOF 2018

Byggstart för ESS Campus

Särlösning för antroposofiska medel bort

Regeringen vill ta bort undantaget som ger möjlighet att ge försäljningstillstånd för antroposofiska medel.

Koffein biomarkör för parkinsons

Snabb ljusprob identiferar kolhydrater

Svenska forskare har utvecklat en snabb och enkel metod för att kartlägga olika typer av kolhydrater i växtmaterial.

Nyhetsbrev

ELISA kan lösa fler narkotikabrott

Arkiv

Ny möjlig princip för cancerterapi

Små molekyler som hämmar ett seleninnehållande enzym visar god effekt mot cancer i musmodeller enligt en studie i Science Translational Medicine.

Biokol kan öka reningsgraden

Kemisten Kristin Blum har i sin avhandling studerat utsläpp av organiska ämnen från små anläggningar och enskilda avlopp och hur reningen kan förbättras.

Metabogen får diabetespatent i USA

Ny nanostruktur i spermiesvansar

Med kryoelektrontomografi har forskare hittat en helt ny nanostruktur inne i spermiernas svansar.

Life assays befarar kapitalbrist

300 miljoner till nya material

Nya upptäckter om gonorre

Strukturstudier av membranproteiner på gonorrebakteriens yta ger förhoppningar om möjliga behandlingar, eventuellt vaccin.

Symcel anställer

Nanofilter fångar blodbakterier

Ett blodfilter i nanoskala som effektivt fångar in bakterier vid dialys har utvecklats av kinesiska forskare.

Tumörvaccin fungerar på möss

Ozonskiktet över oss återhämtar sig inte

Ozonskiktet återhämtar sig vid polerna, men det går sämre vid lägre breddgrader som är bebodda.

Produktkandidat för snabbare sårläkning

Forskare vid Uppsala universitet och SLU har hittat ett nytt sätt att läka sår snabbare med hjälp av mjölksyrabakterier.

Hon ska leda regeringens nya life science-satsning

När Anders Lönnberg ska göra världsutställning så öppnar regeringen ett life science-kontor på regeringskansliet.

Brittiska kemiföretag flyttar ut

Fossilfritt stål möjligt

SSAB, LKAB och Vattenfall planerar att bygga en världsunik pilotanläggning för fossilfritt stål.

Enzymblock testas i ny studie

Att lansera ett block med designade enzymer som ska bryta ned olika läkemedelsrester när man spolar i toaletten, ut mot konsument är svårt.

Södertälje storsatsar

Södertälje Science Park och nya KTH invigdes på tisdagen. Ambitionen är att stärka Sveriges roll på världsmarknaden inom hållbara produktionsflöden.

Vattenpristagare utsedd

Apoteket plockar bort Pcure

Ska hämma stanken

Brexit ger särläkemedel problem

Ny direktör på Pfizer i Sverige

Mer vetenskap i maten

Novo Nordisk lägger nytt bud

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.218