Nobelpristagarnas teknik används inom RISE

Bilden till vänster visar hur enskilda molekyler av karragenan bildar trådar i en gelstruktur (kryoelektronmikroskopi enligt Jaques Dubochets metod). Den högra bilden visar en fettdroppe i en emulsion, där emulgatorer omger fettdroppen (frysetsning och elektronmikroskopi). Foto: RISE.

Den mikroskopteknik som belönas med nobelpriset i kemi i år, används sedan flera år tillbaka inom RISE. Forskare på enheten Jordbruk och livsmedel använder kryoelektronmikroskopi-tekniken för att karakterisera och bestämma funktionella egenskaper hos livsmedel och läkemedel.

– Det är ganska få i Sverige som använder kryoelektronmikroskopi-tekniken. Det beror på att prepareringen av proverna är avancerad att göra utan att man skadar materialet, säger Annika Altskär, experimentell specialist på RISE.

På RISE enhet Jordbruk och livsmedel, och dessförinnan på SIK, Institutet för livsmedel och bioteknik, har man använt olika former av kryoelektronmikroskopi sedan 1980-talet, bland annat den teknik som får pris och som innebär att provernas vatten fryses oerhört snabbt och kan analyseras i ett elektronmikroskop. Den tekniken var färdigutvecklad redan i början av 1980-talet av pristagaren Jaques Dubochet.

Livsmedel är ofta uppbyggda av mycket komplexa material som består av många olika komponenter, som proteiner, kolhydrater och fett i olika former.

–Tidigare gjorde elektronmikroskopens vakuum att vattnet i livsmedelsproverna avdunstade, men kryoelektronmikroskopin gör det nu alltså möjligt att studera materialen i deras naturliga tillstånd med den vätska de innehåller. Vattnet kyls ner så snabbt att det stelnar i sin flytande form och bildar en tunn film av is. Det gör att man kan ta bilder på biomolekyler mitt i en rörelse, och förstå hur de sitter ihop och samverkar med varandra, säger professor Mats Stading, sektionschef för Produktdesign och perception på RISE.

Med den prisade tekniken kan man bättre förstå hur ett livsmedels egenskaper hänger ihop.

– Vi vet till exempel att ämnet karragenan fungerar som ett stabiliseringsmedel, men genom kryoelektronmikroskopin kan vi lära oss om mekanismen bakom dess gelbildande förmåga. Likaså kan vi med tekniken få veta mer om fettdroppar, och liposomstrukturer. Sådan kunskap efterfrågas av läkemedelsindustrin som använder liposomer i samband med frisättning av komponenter, säger Annika Altskär.

De tre forskare som tilldelas Nobelpriset i kemi är Jacques Dubochet, Joachim Frank och Richard Henderson. De får priset för att de har gjort det möjligt att göra högupplösande strukturbestämningar av biomolekyler i vattenlösningar, något som enligt Kungliga vetenskapsakademien har tagit biokemin in i en ny era.

Med deras kryoelektronmikroskopi-teknik kan man ta fram bilder som kan användas till allt från grundforskning till läkemedelsutveckling. Tekniken har använts för att studera bland annat virus, ribosomer och mitokondrier, till exempel för att visualisera zikaviruset.

Kontakt: Mats Stading, sektionschef RISE Jordbruk och livsmedel, 010-516 66 37, mats.stading@ri.se