Strukturell bioteknik - Mikroskopi

Inom strukturell bioteknik används fysikaliska metoder för att avbilda biologiska objekt på cellulär och molekylär nivå. Målsättningen med verksamheten är att:

• förstå biologiska processer på molekylär och cellulär nivå, särskilt sambandet mellan struktur och funktion
• använda kunskapen för att i samarbete med andra grupper förstå olika sjukdomstillstånd samt att bidra till utvecklingen av nya läkemedel
• tillämpa metoderna inom bioteknologisk processutveckling
• bedriva metodutveckling inom strukturell bioteknik

De tekniker som framför allt används är:

• högupplösande transmissionselektronmikroskopi vid låga temperaturer, kryoEM, kombinerat med bildbehandlingsmetoder för bl. a. olika typer av brusreducering och 3D rekonstruktion
• andra mikroskopiska metoder
• diffraktionsmetoder framför allt med röntgenstrålning

Bakgrund

De finns mycket starka beröringspunkter mellan de två områdena bioteknik och strukturbiologi. Det illustreras t ex av att många framstående strukturbiologiska forskargrupper tillhör bioteknologiska akademiska institutioner. Vidare finns det idag en lång rad bioteknologiföretag inom t ex strukturell genomik. Många av de stora läkemedelsbolagen har också egna strukturbiologiska avdelningar. I flera av dessa fall handlar det om att med stor genomströmningshastighet lösa proteinstrukturer med traditionella metoder.

Läkemedelsbolagen är intresserade av att kapa kostnader och utvecklingstider genom rationell ”drug design” baserad på kännedom om strukturen hos målområden.
Vi vill genom vår verksamhet knyta samman strukturbiologi och bioteknik. De objekt som studeras är svåra att hantera, men funktionellt mycket intressanta. Dit hör t ex membranproteiner. Minst en tredjedel av alla proteiner sitter i membran, men endast en handfull är kända strukturellt. Det är ett betydande problem inom läkemedelsindustrin eftersom en mycket stor andel av tänkbara målområden för specifika farmaka är membranproteiner. Vidare studerar vi stora molekylkomplex som ansvarar för viktiga funktioner i kroppen. Verksamheten är tvärvetenskaplig och ett tydligt exempel på sambandet mellan medicin och teknik. Arbetsuppgifter inom strukturell bioteknik kan passa för teknologer, kemister, fysiker, biologer och medicinare.

Nuvarande resurser, personal

• 1 professor, gruppledare
• 1 högskolelektor
• 5 disputerade forskare
• 4 doktorander
• 1 gästforskare
• 4 examensstudenter

Lokaler och organisation

Forskargruppen är belägen vid Centrum för biovetenskaper (CB), Novum på plan 7. De tre elektronmikroskopen är placerade i ett specialbyggt utrymme på plan 3. CB är en enhet inom Institutionen för Biovetenskaper och Näringslära, Karolinska Institutet (KI). Andra biofysikaliska tekniker som finns representerade vid CB är röntgenkristallografi, ljusmikroskopi, masspektrometri och molekylär modellering.

Integrering med KTH Skolan för teknik och hälsa

Genom den tvärvetenskapliga verksamheten som bedrivs inom gruppen kan vi på ett konkret sätt bidra till samverkan mellan KTH och KI. Det kan ske genom forskningsarbetet, grund- och forskarutbildning samt genom att sprida information om utveckling inom strukturbiologi och bioteknik. Förutom de band som redan finns etablerade till KI kan vi också samverka med KTH när det gäller t. ex. bioteknik, biofysik, bildbehandling, datalogi och matematisk statistik och transmissionselektronmikroskopi inom andra discipliner.