En av de viktigaste processerna Yaowen Wu studerar är autofagi, en mekanism där cellen bryter ned och återvinner sina egna komponenter. Denna process är avgörande för att rensa bort skadade proteiner och organeller, som annars kan leda till sjukdomar.

– Autofagi är en av cellens mest sofistikerade återvinningssystem. Den gör det möjligt för cellen att hantera stress, bekämpa infektioner och hålla sig frisk, säger Yaowen Wu, professor i biokemi vid Umeå universitet.

Autofagi spelar en avgörande roll i många biologiska processer. Störningar i processen har kopplats till en rad sjukdomar, inklusive neurodegenerativa sjukdomar som Parkinsons och Alzheimers sjukdom samt cancer.

– Om autofagin inte fungerar som den ska, kan det leda till att skadliga proteiner ackumuleras i hjärnceller, vilket vi ser i sjukdomar som Alzheimer, förklarar Yaowen Wu.

Genom att förstå exakt hur autofagi regleras hoppas Wus forskargrupp kunna identifiera nya mål för läkemedelsutveckling.

Cellens inre logistiksystem

Autofagi är en specifik form av intracellulär trafik som styr hur molekyler och proteiner rör sig mellan olika delar av cellen och till cellens yta. Vid autofagi skickas lasten specifikt till lysosomer, vilka kan beskrivas som cellens återvinningsfack. Tillsammans med autofagi har Wu även studerat membrantrafik.

– Tänk på det som ett nätverk av vägar och motorvägar, där cellen skickar signaler och material till rätt plats vid rätt tidpunkt.

Membrantrafik är avgörande för att cellen ska fungera korrekt. Proteiner och lipider måste transporteras till rätt plats för att kunna utföra sina uppgifter. När denna transport inte fungerar bra kan det leda till sjukdomar, inklusive cancer, metabola sjukdomar och vissa genetiska sjukdomar.

Lysosomal membrantrafik syftar på transporten av material till, från och inom lysosomen – som är en organell i cellen, ansvarig för nedbrytning och återvinning av biomolekyler. Nyligen har forskningen kring detta även visat att processen blir sårbar när vi åldras, vilket ökar risken för neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimer och Parkinson i sen ålder.

– Genom att förstå de exakta mekanismerna bakom processen hoppas vi kunna främja mer riktade behandlingar för neurodegenerativa sjukdomar i framtiden. Nyligen upptäckte vi att vissa autofagiproteiner har en extra funktion – de hjälper till att hålla lysosomens membran intakt, utöver deras vanliga roll i autofagi.

Ett av de områden Yaowen Wus team studerar är enzymer kallade små GTPaser, som fungerar som molekylära strömbrytare för att styra transporten.

– Om vi kan manipulera dessa enzymer, kan vi i teorin styra cellens inre logistik och kanske korrigera vissa sjukliga tillstånd, säger han.

Nya kemiska verktyg för att studera cellen

För att förstå de komplexa biologiska processerna utvecklar Yaowen Wus forskargrupp avancerade kemiska verktyg.

Ett av de mest innovativa verktygen de utvecklat är ljusstyrda kemiska molekyler som gör det möjligt att aktivera eller inaktivera specifika proteiner i levande celler med extrem precision.

Jag är fast besluten att fortsätta utforska cellens hemligheter och utveckla innovativa verktyg. Vi borde kunna styra cellens inre logistik och kanske korrigera vissa sjukliga tillstånd.

– Med hjälp av små molekyler och ljus kan vi styra cellulära funktioner på en helt ny nivå. Det ger oss möjlighet att studera processer i realtid och med en kontroll vi tidigare bara kunde drömma om.

Verktygen kan inte bara bidra till en djupare förståelse av cellens grundläggande mekanismer, utan också öppna upp nya möjligheter för riktad behandling av sjukdomar.

En av de långsiktiga målsättningarna med Wus forskning är att identifiera nya läkemedelsmål och utveckla innovativa behandlingsmetoder.

– Vi har använt speciella verktyg som kombinerar små molekyler och ljusstyrning för att styra celler med hög precision i tid och rum. Det är verktyg som kan bli mycket användbara inom syntetisk biologi, där man förändrar eller skapar organismer för medicinska eller industriella ändamål. Vi befinner oss verkligen i en otroligt spännande tid när det gäller att utforska ett nytt område, säger Yaowen Wu.

Erkännanden och framtidens forskning

Yaowen Wu är född i Kina och hans forskning har uppmärksammats både nationellt och internationellt. Wu utsågs till Wallenberg Academy Fellow vid Umeå universitet år 2016, där han 2018 blev professor. Anslaget har förlängts, vilket ger hans forskargrupp resurser att utforska nya gränser.

– Att få det här stödet är avgörande. Grundforskning tar tid, och vi behöver långsiktiga satsningar för att göra verkliga genombrott, säger han.

Med ett fortsatt starkt driv att förstå cellens innersta mekanismer och med tillgång till avancerade forskningsmetoder är Yaowen Wu och hans team fast beslutna att fortsätta utforska cellens hemligheter och utveckla innovativa verktyg.

– Jag drivs av nyfikenhet. Ju mer vi lär oss, desto fler frågor väcks. Det är det som gör vetenskap så fascinerande.

Text Elin Olsson
Foto Johan Gunséus