menu close Teknologiens Mediehus
person Konto arrow_drop_down
Vores celler rummer mange gode ting. Ud over kernen med vores DNA og mitokondrierne har arbejdsgrupper i cellerne hele tiden travlt med at fjerne ubrugelige proteiner eller passe på RNA, når cellen udsættes for stress.
Når disse opgaver skal udføres, samler proteinerne og RNA’et sig i små, seje dråber inde i cellerne, så de er beskyttet mod forstyrrelser udefra, og disse små dråber har man inden for de senere år fundet ud af, er vigtige for, at celler kan kommunikere med hinanden. Når opgaven er udført, opløser dråben sig, og proteinerne kan igen flyde frit.
Men somme tider går det ikke helt sådan, og så bliver dråberne bare endnu mere klistrede – eller også kan de slet ikke hænge ordentligt sammen – og så er det, at vi begynder at se kimen til de ophobninger, vi har set i hjernen hos patienter med Parkinsons eller Alzheimers Sygdom (AS), fortæller Kresten Lindorff-Larsen.
Han er professor på Linderstrøm-Lang Centret for Proteinvidenskab ved Biologisk Institut på Københavns Universitet og er umådeligt interesseret i at få styr på flowet i de her dråber, som man i forskningen begyndte at få den første forståelse for i slutningen af 2000’erne.
»I mikroskoper kan man få et øjebliksbillede af en celle, men vi er nødt til at vide, hvordan proteinerne bevæger sig, for at kunne se, hvad de gør forkert, når det leder til sygdom. Kun på den måde kan vi prøve at rette op på fejlene,« siger han.
Derfor har Kresten Lindorff-Larsen sammen med postdoc Giulio Tesei og kolleger udviklet en maskinlæringsalgoritme, som er blevet fodret med alskens viden om, hvorledes proteiner klæber sammen, baseret på eksperimentelle målinger på omkring 50 forskellige proteiner.
»Vi vil gerne forstå, hvad der holder dråberne sammen, så vi evt. kan hjælpe dem med fejl i til at blive opløst igen. Men først er vi nødt til at kunne ‘se’ ind i dem for at se, hvordan de klæber, hvorfor de gør det, og hvad der sker, når det så går galt,« siger Kresten Lindorff-Larsen og fortsætter:
»Og når vi så har trænet modellen, kan vi begynde at overføre ‘reglerne’ til alle de proteiner, der endnu ikke er studeret i laboratoriet for at nærme os et samlet billede. Herefter kan vi begynde at se på muterede proteiner for at forudsige, hvad en sådan fejl gør ved dråberne,« siger han.
Virksomheder som Google har de senere år brugt en del krudt på at udvikle værktøjer, der kan forudsige, hvordan proteiner ser ud i 3D i kroppen. Også disse algoritmer bygget op af kendt viden fra årtiers laboratorieforsøg, og Kresten Lindorff-Larsens team er ivrige bruger af værktøjet.
Brugt målrettet kan der nemlig skæres meget indledende arbejde af i laboratoriet, når der dels screenes efter brugbare targets i sygdomsforskningen, men også når der senere skal udvikles målrettet behandling, hvor man ønsker, at proteinerne folder på de rigtige måder for kroppen.
Læs også: AI-værktøj begejstrer dansk forsker: Forudsiger proteiners finurlige 3D-struktur på sekunder
Men ikke alle proteiner drejer sig i en flot tredimensionel struktur, som både kan ses i laboratoriet og er let at beskue fra alle sider i en 3D-model.
Mange af proteinerne i dråberne snor sig nemlig rundt som en ‘spaghettiagtig masse’ og ser ikke ud til at have en særlig veldefineret struktur. Desuden er de meget bevægelige, hvilket nemt gør dem grødede at se på i et mikroskop. Og værktøjet, der lige løste det problem, manglede, understreger professoren.
»Her kan de to værktøjer så mødes. Nu kan vi begynde at forudsige, hvordan proteiner både med og uden en veldefineret struktur opfører sig,« siger han.
Planen er nu er blive meget bedre til at beskrive disse dråbers livshistorie, så det på et tidspunkt forhåbentligt bliver muligt at være på forkant med sygdomme som Parkinsons og Alzheimers ved tidligere at opdage, hvis disse dråbedannelser ikke foregår helt efter bogen.
I så fald kan det være, de skal have en hjælpende hånd kemisk til at opløse sig igen. Eller måske til at hæfte sig igen, hvis de ikke binder ordentligt og derved f.eks. bliver i stand til at udføre de opgaver, der går på at nedbryde ubrugelige proteiner. Hvis dette ikke sker, står man måske med en kræftsygdom i stedet.
Heldigvis ser det ikke ud til, at proteinerne kan klæbe sig til hinanden hvor som helst. Kresten Lindorff-Larsen anslår, at der måske er 10-20 aminosyrer ud af 100-200 i proteinerne, der naturligt hæfter godt, så det er tilstedeværelsen af disse aminosyrer, der vil afgøre bindingsevnen.
»Det kan godt være, at vores værktøj ikke vil give alle svar, men det vil gøre os bedre til at stille de rigtige spørgsmål,« understreger Kresten Lindorff-Larsen, hvis forskning er støtte af Lundbeckfonden og har fået arbejdet publiceret i PNAS.
