Richard Neutze, professor i biokemi vid Göteborgs universitet, har ägnat en stor del av sitt forskarliv åt att granska det som händer på molekylnivå i naturen. Genom åren har han publicerat flera uppmärksammade studier inom röntgenkristallografi, som avslöjar och förklarar proteinernas viktiga strukturer.

Richard Neutze tar nu ett stort steg i en ny riktning för att avbilda biologiska vävnader snarare än proteinmolekyler. Målet är att använda röntgenstrålar för att skapa en tredimensionell modell av hur information rör sig och bearbetas i ett avancerat biologiskt neuralt nätverk, som nervsystemet i våra hjärnor är ett exempel på.

Forskningen genomförs på en så kallad nematod – en rundmask – som heter Caenorhabditis elegans, och som är en av de mest intensivt studerade modellorganismerna inom biologisk forskning. De millimeterlånga rundmaskarna har ett väl utvecklat neuralt nätverk, och passar därför bra som studieobjekt för att beskriva informationsflödet i hjärnan hos biologiska organismer.

– Vi använder avancerad röntgenmikroskopi för att förstå det som sker i maskens neurala nätverk, som stödjer minnesbildning andra beteenden hos masken. Att förstå de här processerna i en enkel organism är ett viktigt steg mot att förstå hur de fungerar i mer komplexa organismer. Med vår forskning hoppas vi kunna flytta fram fältet bortom dess nuvarande begränsningar, och ge nya perspektiv på hur information flödar genom utvecklade neurala nätverk. Det kan bli en viktig pusselbit för att förstå de underliggande principerna bakom mänskliga neurala nätverk, säger han.

Stärker Sveriges position inom röntgenmikroskopi

Neutzes forskargrupp har arbetat med synkrotronstrålning* och röntgenfria elektronlasrar i 25 år. Ett viktigt mål med detta projekt är att bidra till att göra Sverige starkt inom röntgenavbildning med synkrotronstrålning. Richard Neutze ser många fördelar med den avancerade tekniken, som tack vare röntgenstrålning med väldigt kort våglängd gör det möjligt att se extremt små strukturer i vävnader, med otroligt bra upplösning.

Forskargruppens mål är att visualisera kopplingar mellan neuroner med en upplösning på 20 nanometer, eller annorlunda uttryckt: 20 miljarddels meter. Svindlande små storlekar, som kan jämföras med att ett hårstrå är runt 80 000 nanometer brett.

– Röntgenmikroskopi kommer utvecklas oerhört mycket under den närmaste framtiden, och öppna många dörrar för medicinska framsteg. Med MAX IV-laboratoriet i Lund har Sverige alla möjligheter att placera sig i framkanten av dessa framsteg, och vår forskning driver på den utvecklingen, säger han.

När projektet är avslutat hoppas Richard Neutze ha skapat en modell som kan förutsäga specifika beteenden hos Caenorhabditis elegans och kvantifiera hur information flödar genom dess neurala nätverk. Det kan bland annat bli ett viktigt verktyg för att studera och förstå neurodegenerativa sjukdomar, som bryter ner nervcellerna i nervsystemet.

Bygger kunskap ett steg i taget

Han betonar att det inte går att vara säker på att projektet kommer att lyckas fullt ut, men oavsett slutresultatet kommer mycket värdefull kunskap att byggas upp.

– Jag har alltid tagit risker i min forskning, och är lyckligt lottad som har kunna göra det. Wallenbergstiftelsens anslag handlar om vetenskaplig frihet, och det behövs för att kunna ha höga ambitioner och våga ställa nya frågor, säger han.

Det finns en bild av vetenskap, påpekar Neutze, som en värld av plötsliga upptäckter och stora genomslag. Men vetenskapligt arbete handlar till stor del om att bygga kunskap genom ett litet steg i taget.

”För mig är forskning det absolut bästa sättet att utforska världen.”

– En övervägande del av all forskning består av små, viktiga och nödvändiga steg för att komma framåt. Du gör något, och sen förbättrar du det, och många år av små förbättringar kommer i slutändan att resultera i något fantastiskt. Jag tror att röntgenmikroskopi nu är mycket nära en sådan revolution, säger han.

Fortsätter ställa stora frågor

Den naturvetenskapliga världen har alltid fascinerat Richard Neutze. Redan som barn ställde han stora frågor om hur allting hänger ihop, och han visste tidigt att han ville bli forskare. Som biokemist med en egen forskargrupp ser han det som en stor förmån att, i samarbete med andra, kunna fortsätta ställa viktiga frågor som fångar hans intresse.

– Jag trivs i rollen som gruppledare och tycker om att bygga starka relationer, dessutom är det väldigt roligt att se när andra lyckas. Som många andra forskare drivs jag av nyfikenhet, av att få svar på frågor och verkligen förstå vad de betyder. För mig är forskning det absolut bästa sättet att utforska världen, säger han.

Text Ulrika Ernström
Bild Johan Wingborg