Pernilla Wittung Stafshede, Martin Andersson och Fredrik Höök
​Pernilla Wittung Stafshede, Martin Andersson och Fredrik Höök, vinnare av Styrkeområdenas pris 2019. Foto: Johan Bodell.
​​​​​

Styrkeområdenas pris till utforskare av proteinernas struktur

​Årets vinnare av Styrkeområdenas pris utvecklar en unik metod för att analysera strukturen och den kemiska sammansättningen hos proteiner. Ökade kunskaper om proteiner möjliggör bland annat utveckling av nya och effektivare läkemedel.
​Styrkeområdenas pris går i år till Martin Andersson, Pernilla Wittung Stafshede och Fredrik Höök, som med tydligt mångvetenskapligt nytänkande kombinerar materialanalys med biologi.
 Det är väldigt uppmuntrande att vårt arbete uppmärksammas på det här sättet, säger Martin Andersson, initiativtagare till forskningsprojektet.

Han kontaktade Pernilla Wittung Stafshede och Fredrik Höök för att kombinera forskningsexpertis från de tre institutionerna Kemi och kemiteknik, Biologi och bioteknik samt Fysik. Målet med projektet är att utveckla en unik metod för att studera proteiner och på så sätt öppna för nya kunskaper och större förståelse för dess funktion.

Analys med hög upplösning
En viktig grupp av proteiner, speciellt när det gäller läkemedelsutveckling, är de som finns i cellernas membran. Att cirka 60 procent av alla läkemedel är riktade mot just membranbundna proteiner, direkt eller indirekt, visar dess stora betydelse. På grund av dessa proteiners behov av miljön i cellmembranet är det dock svårt att analysera dess struktur med etablerade metoder, som till exempel röntgenkristallografi, magnetsresonanstomografi eller kryoelektronmikroskopi.

I det aktuella projektet används istället en tomografisk atomsond, med vilken man erhåller både proteiners struktur och kemiska sammansättning. Tekniken erbjuder en enorm precision, i dagsläget har forskarna visat att det är möjligt att bestämma individuella proteiners struktur med cirka 1 nm upplösning. Utmaningen ligger dock i att utforma en provberedningsmetod som gör processen snabbare och möjlig att fokusera på enskilda proteiner, vilket är fokus för samarbetet.

 Vi har fortfarande mycket att lära om proteiner, till exempel de som bidrar till så kallade felveckningssjukdomar som Parkinson och Alzheimer. De inblandade proteinerna här är mycket flexibla och börjar klumpa ihop sig vid sjukdom, men vi vet inte varför och hur eftersom de är svåra studera med andra metoder, säger Pernilla Wittung Stafshede.

Ny användning av etablerad metod
Tomografisk atomsond är en väletablerad metod men har främst använts för att karakterisera metaller och andra hårda material. Att applicera metoden på biologiska material, speciellt proteiner, visar på ett innovativt nytänkande. Forskarna har fortsatt arbete att göra för att utveckla och anpassa provberedningsprocessen.

 Vårt projekt kan beskrivas som ett högriskprojekt – vi vet ännu inte om det kommer att vara framgångsrikt. Om vi lyckas så kommer resultatet generera en potentiellt enorm nytta. Att få styrkeområdenas pris är en stark uppmuntran att fortsätta, säger Fredrik Höök, professor i Fysik.

Det aktuella projektet har finansierats av styrkeområde Materialvetenskap.
 Det är mycket värdefullt med Chalmers styrkeområden som erbjuder stöd för att testa en tidig idé. Vi behöver kunna visa preliminära resultat för att framgångsrikt söka medel från externa anslagsgivare, säger Martin Andersson.

Nu har den första artikeln blivit accepterad och de tre forskarna hoppas kunna utöka projektet framöver. En första ansökan gjordes för ett par år sedan men fick avslag.
 Nu har vi visat att metoden fungerar! Ibland måste man bortse en aning från vedertagen expertis och gå på intuition. Och så måste man få möjlighet att testa, säger Martin Andersson.


 
Text: Malin Ulfvarson
Foto: Johan Bodell

Styrkeområdenas pris
Med styrkeområdenas pris vill Chalmers ledning belöna personer som gjort framstående insatser i gränsöverskridande samarbeten och som i styrkeområdenas anda integrerar forskning, utbildning och nyttiggörande. Priset delas ut under Chalmers doktorspromotion den 18 maj 2019.

Pristagarna
Projektet leds av Martin Andersson, professor på institutionen för Kemi och kemiteknik, i samarbete med professor Pernilla Wittung Stafshede, Biologi och bioteknik samt professor Fredrik Höök, Fysik.

Not
Chalmers var internationella pionjärer inom utveckling av atomsondsanalys för hårda material, ett arbete som inleddes av professor Hans-Olof Andrén under 70-talet. Tillämpningen av atomsondstomografi för att studera proteiner initierades för ett par år sedan på institutionen för kemi och kemiteknik, av en projektgrupp bestående av Dr. Gustav Sundell, Dr. Mats Hulander och doktoranden Astrid Pihl under ledning av professor Martin Andersson.



Tidigare publicerade nyhetsartiklar om de tre pristagarna:

Martin Andersson: Skelettimitation visar hur ben bildas atom för atom (nov 2018)

Pernilla Wittung Stafshede: Fisk skulle kunna förhindra Parkinsons sjukdom (maj 2018)



Publicerad: on 24 apr 2019. Ändrad: to 23 maj 2019