I ett projekt som de kallar ett ”långskott” ska en grupp Göteborgsforskare undersöka om elektromagnetisk strålning kan få cellens skelett i gungning. Skelettet består av långa fibrer som sträcker sig kors och tvärs i cellen, som bland annat fungerar som transportvägar. Kan forskarna påverka skelettet, kommer ett helt nytt forskningsområde att öppnas.
Projektanslag 2012
Coherent cytoskeleton dynamics captured with cutting Edge X-ray methods
Huvudsökande:
Richard Neutze, professor i biokemi
Medsökande:
Gergely Katona
Thomas Nyström
Andrew Ewing
Kristina Hedfalk
Chalmers tekniska högskola
Jan Swenson
Jan Stake
Lärosäte:
Göteborgs universitet
Beviljat anslag:
39 miljoner kronor under fem år
Levande celler är ett under av organisation. I deras inre finns tiotusentals olika molekyler som styr och kontrollerar den komplexa kemi som krävs för liv. Det finns olika utrymmen för olika aktiviteter. I cellkärnan lagras till exempel alla gener och cellen styrs därifrån. I mitokondrierna genereras energi och i lysosomerna bryts gamla förstörda molekyler ner, lite som på en soptipp. Andra utrymmen, med andra funktioner, kallas golgi, endoplasmatiskt retikuli och peroxisom.
För att kunna uppehålla denna fantastiska organisation har cellen bland annat ett skelett, cytoskelettet, som också fungerar som transportväg mellan olika delar. Det är som ett finmaskigt nätverk som löper från cellens kärna hela vägen ut mot det yttre membranet. Cytoskelettet byggs av två olika proteiner som kallas aktin och tubulin; dessa två byggklossar formar långa fibrer. Skelettets form är inte statiskt, utan det byggs om och ändras efter cellens behov.
– Cytoskelettet växer och kollapsar hela tiden, säger Richard Neutze, professor i biokemi vid Göteborgs universitet.
Långsökt – men med stor potential
Trots att cytoskelett är en viktig del av cellen, är kunskaperna om hur skelettets dynamik styrs ganska begränsade. Med hjälp av finansiering från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse initierar därför nu sex forskare vid Göteborgs universitet och vid Chalmers tekniska högskola ett projekt med målet bättre förstå cytoskelettet. Koordinator Richard Neutze kallar projektet för ett ”långskott”. Men hans intuition som forskare säger honom att dessa långa fibrer borde kunna fungera som strängar på en gitarr. Han tror att vibrationer i cytoskelettet kan sprida sig genom cellen och att dessa vibrationer hjälper till att reglera cellens välsmorda maskineri.
En ny verktygslåda för att studera cellskelettet
För att testa denna hypotes kommer G öteborgsforskarna sätta ihop en ny molekylärbiologisk verktygslåda, specialutformad för att studera cytoskelettet. En viktig del av denna låda kommer bland annat vara nydanande teknik för att visualisera proteiner och deras dynamik. Men den första utmaningen blir att försöka få skelettet att vibrera. Här tänker forskarna använda sig av högfrekvent elektromagnetisk strålning av olika våglängd, bland annat mikrovågor liknande de som våra mobiltelefoner sänder ut. Idag menar forskare att strålning från mobiltelefoner kan påverka celler eftersom de värms upp. Men Richard Neutze vill undersöka om det är hela sanningen.
Elektromagnetiska vågor skulle rent teoretiskt också kunna komma i resonans med cytoskelettet och sätta det i gungning.
– Jag tror att det är möjligt att strålningen också påverkar cytoskelettet, men det är fortfarande rena spekulationer, säger Richard Neutze.
Denna intressanta och ganska kontroversiella fråga är ett sidospår i projektet, poängterar han. Själva huvudfrågan är om det alls går att få cytoskelettet att vibrera.
Två år att avgöra om projektet har potential
Den finansiering som Göteborgsforskarna har fått från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse kommer med ett förbehåll: de måste inom två år visa att de kan påverka cytoskelettet och att detta sker genom andra mekanismer än ren uppvärmning.
För att uppnå detta kommer de använda sig av speciella jästceller som innehåller temperaturkänsliga proteiner. Vid en viss temperatur klumpar dessa proteiner ihop sig. Vad forskarna hoppas på är att elektromagnetiska strålar ska påverka själva cellskelettet utan att dessa temperaturkänsliga proteiner bildar klumpar. Det skulle i så fall bevisa att strålningen initierar förändringar i cytoskelettet, utan att cellen har värmts upp.
Lyckas forskarna med detta kommer de få ytterligare tre års finansiering så att de kan utforska cytoskelettets dynamik och hur det påverkar viktiga processer i cellen. Bland annat transporteras så kallade neurotransmittorer, ämnen som överför nervsignaler från en cell till en annan, med hjälp cytoskelettet. Forskarna tror också att cytoskelettet kan ha med åldrande att göra och det spåret vill de i så fall undersöka vidare.
Om Göteborgsforskarna sätter sitt långskott i målet, kommer de att glänta på dörren till ett helt nytt forskningsområde som har potential att förändra vår förståelse av cellen och hur livet fungerar.
Text Ann Fernholm
Bild Magnus Bergström
