Proteintillverkning i nytt ljus
Cellens proteintillverkning har i grova drag varit känd sedan länge. Det finns emellertid detaljer som fortfarande förbryllar forskare – till exempel hur viktiga enheter i processen binder till varandra. Det är en fråga som strukturbiologen Maria Selmer försöker besvara med hjälp av röntgenkristallografi.
Cellens tillverkning av proteiner kan liknas vid analog fotografering. På filmen avbildas motivet, men dess färger har blivit de rakt motsatta, inverterade – det har bildats en negativ film. Negativet kopieras på papper som sedan doppas i olika kemikalier. De tar fram de rätta färgerna i bilden.
Proteintillverkningens första steg innebär att det skapas en omvänd kopia av DNA-sekvensen. Den kallas mRNA och är förlaga till proteinet, precis som ett pappersfotografi bygger på en negativ film. Ribosomer och tRNA-molekyler sätter samman aminosyror enligt informationen i mRNA-kedjan. Aminosyror är proteinernas beståndsdelar och deras ordningsföljd kommer således att motsvara DNA-sekvensen, på samma sätt som bildens färguppsättning speglar motivet. Ribosomer, som är en typ av proteiner, och RNA – både mRNA och tRNA – är kemiskt mycket olika molekyler och därför är det intressant att förstå hur de fungerar tillsammans.
– Jag är intresserad av hur RNA och proteiner samverkar och i vissa fall ersätter varandra.
Ett sätt att förstå samspelet mellan molekyler är att undersöka hur de ser ut och hur de förändras i olika processer. Det är detta som Maria Selmers forskning i grunden handlar om.
I tre dimensioner
– Jag är strukturbiolog. Det betyder att jag vill ta reda på hur molekyler ser ut i tre dimensioner och hur de interagerar. Därigenom kan jag förstå hur molekylerna fungerar.
Samarbetet mellan proteiner och RNA är det övergripande temat för Maria Selmers forskning, men inom forskargruppen finns även andra projekt som inte handlar om proteinsyntesen.
– Hur ribosomer bildas i jäst, är vi också intresserade av, för hittills har endast bakteriella ribosomer studerats.
Röntgar kristaller
Maria Selmer använder en metod som är komplicerad och oförutsägbar. Tekniken heter röntgenkristallografi och den bygger på att molekyler under vissa förhållanden bildar kristaller. Definitionen av en kristall är ett fast material med enheter som upprepar sig i tre dimensioner. Enheterna i sig kan bestå av ett protein, flera proteiner i ett komplex eller andra molekyler.
– Att göra kristaller är det osäkra steget i metoden, för det går inte att förutse vilka förutsättningar som krävs för att komplexet ska kristallisera.
De kristaller som bildas belyses sedan med starka röntgenstrålar som sprids av kristallen. En detektor avläser spridningen av strålarna och därefter kan elektronfördelningen i kristallen beräknas. Elektronfördelningen visar var atomer i molekylen befinner sig och utifrån detta kan modeller av proteiner och andra molekyler konstrueras.
– Vi kan göra kristaller av ribosomen och tRNA och på så sätt förstå proteinsyntesen bättre. Bland annat kan vi se vilka delar av ribosomen som binder till tRNA.
Kanske för läkemedelsutveckling
Maria Selmer arbetar med grundforskning som syftar till att öka förståelsen för biologiska processer, men hennes resultat kan också användas inom medicinsk forskning. Läkemedel påverkar proteiner och andra molekyler i kroppen genom att binda till dem. Denna interaktion kan studeras bättre om strukturen hos läkemedlet och målmolekylen i kroppen är känd.
– Vi jobbar visserligen inte alls med läkemedelsutveckling, men vi hoppas att vårt arbete ska kunna användas för det.
Glädje driver forskningen framåt
Maria Selmer blev intresserad av cellernas proteinproduktion när hon doktorerade inom molekylär biofysik. Då studerade hon de proteiner som ribosomerna binder till.
– Jag blev mycket fascinerad av proteinsyntesen och efter min disputation ville jag därför fortsätta med den typen av forskning.
Maria Selmer började arbeta som postdoktor vid universitetet i Cambridge, England, och där stannade hon i fyra år. Väl hemma i Sverige valde Maria Selmer att fortsätta med proteinsyntesforskning vid Uppsala universitet eftersom det där finns många duktiga forskare som arbetar med RNA.
– Att flytta till Uppsala var ett bra val, för här finns både bra utrustning och en stimulerande vetenskaplig diskussion. Dessutom känner jag mig mycket välkommen här.
Att diskutera vetenskap är en av Maria Selmers drivkrafter, glädje en annan, och hon arbetar mycket med att skapa en god stämning i gruppen.
– Man kan inte bara fokusera på slutmålet, man måste kunna glädjas åt delmål. Forskning tar tid, energi och kraft – då måste det vara roligt under tiden.
Upptakt och småkryp
Även om Maria Selmer trivs med sitt arbete, är familjen och fritiden mycket viktiga för henne. Maria och hennes man Anders tar ofta med döttrarna – Lovisa 9 år och Elvira 5 år – ut i naturen.
– Vi är gärna ute i skogen, men vi bestiger inga berg eller vandrar långa sträckor. Att få frisk luft och titta på ett och annat småkryp räcker för oss.
En kväll i veckan är dock Maria Selmers helt egna tid, och den ägnar hon åt sång. Hon sjunger andraaltstämman i kören Upptakt, som består av tolv skönsjungande kvinnor.
– Vi sjunger allt möjligt, till exempel jazz och visor.
Trots att Upptakts medlemmar har mycket att göra, uppträder kören ibland på bröllop och dop – men framförallt på fester.
Text och foto: Elisabet Vikeved