Gå direkt till innehåll
Professor Yaowen Wu. Foto: Mattias Pettersson
Professor Yaowen Wu. Foto: Mattias Pettersson

Pressmeddelande -

Molekylers rörelser i en cell kan studeras i realtid med ny teknik

Forskare vid Umeå universitet och Max Planck Institute for Molecular Physiology i Dortmund, Tyskland, presenterar en ny kemo-optogenetisk metod med vilken man kan studera rörelser och dynamik hos proteiner eller organeller samtidigt i flera cellulära områden i en levande cell. Metoden beskrivs i den ansedda tidskriften Angewandte Chemie.

Celler behöver ett välbalanserat system av signalvägar för att kunna reagera på förändringar i den omgivande miljön. Det är proteiner på cellytan, i cellväggen och inne i cellen som orkestrerar många finjusterade reaktionsvägar och möjliggör en samordnad reaktion. Även rumslig och tidsmässig samordning av cellulära processer, till exempel cellpolaritet och tillväxt i nervceller styrs genom specifik fördelning av molekyler och organeller.

Enskilda proteiner kan ha olika funktioner beroende på var de befinner sig i cellen. Ett exempel är Rac1-proteinet som kontrollerar cellens skelett innanför plasmamembranen. Men när Rac1 befinner sig vid cellkärnan styr den cellkärnans struktur. Rac1-proteinets vandring mellan cytoplasma och cellkärnan spelar en viktig roll i spridningen av en tumör i vävnaden. I nervceller spelar dubbelriktad axonal transport längs mikrotubili en kritisk roll för subcellulär fördelning av organeller. Dess felreglering är inblandad i utvecklingen av neurodegenerativa sjukdomar.

Analys av de komplexa rörelsemönstrena i en cell har hittills varit en stor utmaning för forskarna.

En forskargrupp under ledning av Yaowen Wu, som nyligen rekryterats som professor till Kemiska institutionen och Umeå Centre for Microbial Research (UCMR) vid Umeå universitet, har nu utvecklat en helt ny metod som kallas multi-directional aktivitetskontroll, MAC. Systemet möjliggör observation av cellulära mekanismer i realtid och under kontrollerade förhållanden.

I den aktuella studien använder forskargruppen ett dimeriseringssystem, (pdCID) aktiverat av ljusimpulser och kemiska signaler, för att styra positioneringen av organeller och proteiner på flera områden i en levande cell.

– Vi kombinerade två modulära system parallellt eller i konkurrens med varandra. Vi kunde därmed styra och studera aktiviteten hos proteiner eller organeller både kemiskt och genom fotoaktivering, förklarar Yaowen Wu, som har byggt upp sitt nya laboratorium vid Umeå universitet.

Forskargruppen kunde också visa att det med den nya tekniken för första gången är möjligt att studera störningar i de cellulära signaleringsvägar, vilket inte går med traditionella genetiska forskningsansatser. Mer specifikt kunde Yaowen Wus team styra transporten av peroxisomer (cellorganeller som är involverade i oxidationen av molekyler) i två riktningar, utåt mot cellens yta och inåt i cellen.

MAC-metoden skulle i framtiden kunna användas för att undertrycka eller blockera patologiska tillstånd i cellen, för att kunna studera sjukdomar och för att utveckla och studera terapeutiska metoder, skriver forskarna i sin banbrytande publikation i tidskriften Angewandte Chemie.

Originalpublikation:

Yaowen Wu, Xi Chen, Muthukumaran Venkatachalapathy, and Leif Dehmelt (2018): Multi-directional activity control (MAC) of cellular processes enabled by a versatile chemo-optogenetic approach, Angew. Chem Int. Ed. 10.1002/anie.201806976.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806976


För mer information, kontakta gärna:

Yaowen Wu, professor i biokemi, Kemiska institutionen, Umeå Centre for Microbial Research (UCMR), Umeå universitet
Email: Yaowen.wu@umu.se
Tel: 090-786 55 31

http://www.chemistry.umu.se/english/research/group-leaders/yaowen-wu/

Mer information om UCMR

Pressbilder. Foto: Mattias Pettersson

Tidigare pressmeddelande om Yaowen Wu

Ämnen

Regioner


Umeå universitet
Umeå universitet är ett av Sveriges största lärosäten med drygt 32 000 studenter och 4300 anställda. Här finns internationellt väletablerad forskning och en stor mångfald av utbildningar. Vårt campus utgör en inspirerande miljö som inbjuder till gränsöverskridande möten – mellan studenter, forskare, lärare och externa parter. Genom samverkan med andra samhällsaktörer bidrar vi till utveckling och stärker kvaliteten i forskning och utbildning.

Presskontakt

Ingrid Söderbergh

Ingrid Söderbergh

Kommunikatör Teknisk-naturvetenskaplig fakultet 070-60 40 334

Umeå universitet

Med omkring 36 000 studenter och 4 000 anställda är Umeå universitet ett av Sveriges största lärosäten. Här finns en mångfald av utbildningar och världsledande forskning inom flera vetenskapsområden. Umeå universitet är också platsen för den banbrytande upptäckten av gensaxen CRISPR-Cas9 – en revolution inom gentekniken som år 2020 tilldelades Nobelpriset i kemi.

Bara drygt 50 år på nacken präglas Umeå universitet av såväl tradition och stabilitet som förändring och nytänkande. Trots sin storlek och sin internationella atmosfär är allt nära här. Våra sammanhållna campus gör det lätt att mötas, samarbeta och utbyta kunskap, något som gynnar en dynamisk och öppen kultur där studenter och anställda gläds åt varandras framgångar.

Umeå campus och Konstnärligt campus ligger nära Umeås centrum och intill ett av Sveriges största och mest välrenommerade universitetssjukhus. Campus finns även i Skellefteå och Örnsköldsvik.

Vid Umeå universitet finns den högt rankade Designhögskolan, den miljöcertifierade Handelshögskolan och landets enda arkitekthögskola med konstnärlig inriktning. Här finns också Bildmuseet och Umeås science center Curiosum. Umeå universitet är dessutom ett av Sveriges fem riksidrottsuniversitet och har ett internationellt ledande arktiskt forskningscentrum.