Wallenberganslag ökar kunskap om elementarpartiklar och cellers molekylära liv

Hur kan cellens mikrokosmos av samverkande proteinmolekyler vara stabilt och fungera så väl som det gör? Hur kan Higgspartikeln, mot rådande teorier, vara så lätt? Två forskningsprojekt vid Stockholms universitet som får stöd från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse söker svaren.

Knut och Alice Wallenbergs stiftelse satsar sammanlagt 55 miljoner kronor på forskningsprojekt vid Stockholms universitet. Projekten bedöms hålla högsta internationella klass och ha möjlighet att leda till framtida vetenskapliga genombrott.

Cellernas molekylära liv – live

Professor Mikael Oliveberg, Institutionen för biokemi och biofysik, får 20 miljoner kronor för projektet ”Deciphering the physicochemical codes for cellular function”.

Vi har snart en närmast komplett bild av cellens molekylära maskineri. Frågan är nu hur detta mikrokosmos av samverkande proteinmolekyler kan vara stabilt och fungera så väl som det gör.

– Det är inte svårt att föreställa sig att systemet ibland havererar och ger svåra sjukdomar som ALS och Alzheimer, det kan det göra på många sätt. Det märkliga är att det fungerar över huvud taget, säger Mikael Oliveberg, professor i biokemi vid Institutionen för biokemi och biofysik vid Stockholms universitet.

– Det handlar om miljarders, miljarders processer som sköter sig själva i ett självorganiserande system.

Tidigare har forskare mest studerat detaljer och isolerade processer och den allmänna åsikten har varit att helheten är för svår att förstå. Bara i en mänsklig cell finns det 30 000 olika sorters proteiner, vart och ett med unik funktion, berättar Mikael Oliveberg. Forskarnas utgångspunkt har därför varit att reglerna som styr i grunden måste vara mycket enkla och stabila, det gäller bara att hitta dem. Under de senaste åren har forskargruppen byggt upp en unik verksamhet där de kan följa proteiners molekylära egenskaper och samverkan i levande celler på atomär nivå.

– Tack vare anslaget på 20 miljoner kan vi nu utveckla metoderna ytterligare och gå djupare. Redan nu ser vi regelmässighet, och kan designa proteiner som beter sig på nya sätt i ett levande system, säger Mikael Oliveberg.

– Vi kan också kvantifiera den underliggande fysiken och det är just det som fascinerar oss mest. Detta är ren grundforskning som förhoppningsvis kan ligga till bas för framtida tillämpningar inom medicin och bioteknik. För hur ska vi effektivt kunna ”bota” molekylära sjukdomstillstånd om vi inte vet hur cellerna fungerar på molekylär nivå?

För ytterligare information: Mikael Oliveberg, Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet. Telefon: 08-16 24 59, e-post: mikael.oliveberg@dbb.su.se

På jakt efter okända elementarpartiklar

Sara Strandberg, Fysikum, får 35,2 miljoner kronor för projektet ”Solving the Higgs fine-tuning problem with top partners”

– Vi vet i dag vad Higgspartikeln väger. Problemet är att om man använder den nuvarande standardmodellen för partikelfysik för att försöka beräkna massan blir den mycket, mycket större än den uppmätta. Det går att finjustera de olika bidragen till massan så att beräkningarna stämmer med verkligheten, men det är osnyggt. Och historiskt sett är finjusteringar ofta tecken på att det är något vi inte fattar, säger Sara Strandberg, Fysikum, Stockholms universitet och ledare för projektet.

Projektet ska därför, utifrån två olika typer av utvidgningar av standardmodellen, leta efter nya partiklar som kan förklara Higgspartikelns ringa massa. Eftersom toppkvarken, en annan elementarpartikel, enligt beräkningssättet i standardmodellen ger störst bidrag till Higgspartikelns massa är forskarnas tanke att fokusera på att leta efter en partnerpartikel till den. Denna ännu så länge okända partnerpartikel är ett slags släkting till toppkvarken.

– Tidigare har teoretiska och experimentella fysiker jobbat var för sig, men nu kommer vi i Stockholm att samarbeta med fysiker i Uppsala och på Chalmers för att leta efter toppkvarkens okända kusin. Vi har också internationella samarbetspartners, säger Sara Strandberg.

Projektets mätdata kommer från ATLAS-experimentet som registrerar protonkollisioner från partikelacceleratorn LHC vid CERN. De svenska forskarna samlar in data tillsammans med andra forskare runt om i världen, men de kommer att analysera dem på nya sätt.

För ytterligare information: Sara Strandberg, Fysikum, Stockholms universitet. Telefon: 08-55 37 86 73, e-post: strandberg@fysik.su.se