Vattnets roll i cellens dolda organisering

Celler organiserar sina inre processer på många olika sätt. Ett är att samla specifika molekyler i dynamiska, membranlösa strukturer som kallas biomolekylära kondensat. De uppstår genom en fysikalisk process som liknar hur två vätskor kan separera från varandra. Kondensaten är viktiga för bland annat genreglering, stressrespons och proteintransport. Om det bildas fel kan det leda till neurodegenerativa sjukdomar, som Alzheimers och ALS.

I projektet undersöks hur vatten och proteinsekvens tillsammans styr hela förloppet. Det omfattar de första interaktionerna mellan molekylerna, de flytande dropparna och den fortsatta omvandlingen mot gel- eller fast tillstånd

– Anslaget gör det möjligt för oss att ta oss an en grundläggande vetenskaplig fråga som i stort sett är outforskad: vilken roll spelar vatten när proteiner organiserar sig i levande celler? Vi vill undersöka om vatten inte bara är miljön där biologiska molekyler samverkar, utan en aktiv deltagare som styr hur de sätts ihop och beter sig, säger Foivos Perakis, professor i experimentell kemisk fysik.

Samlad expertis och avancerade forskningsanläggningar

Projektet samlar forskare med kompletterande expertis och använder avancerade forskningsanläggningar som MAX IV, ESS och European XFEL. Målet är att visa vattnets roll som en mätbar faktor i kondenseringsprocesser och att formulera generella fysikaliska principer för hur kondensat bildas och utvecklas.

– Vår forskning är i första hand grundforskning, men resultaten kan på sikt få betydelse för medicin och materialvetenskap. Genom att förstå hur vatten påverkar processen hoppas vi kunna avslöja de fysikaliska mekanismer som avgör varför vissa proteinansamlingar förblir flytande medan andra blir fasta aggregat, säger Foivos Perakis.