Danske forskere rydder forsiden af Nature
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Danske forskere rydder forsiden af Nature

Månedens udgave af et klodens mest ansete videnskabelige tidsskrifter minder nærmest om en tryksag fra Aarhus Universitet. Årsag: Som den første i verden har professor og centerleder Poul Nissen sammen med post-doc J. Preben Morth hele tre artikler i Nature på én gang. Og så naturligvis også forsiden.

»Det er en meget stor international anerkendelse, som vil give genlyd over hele verden inden for vores yderst kompetetive forskningsområde. Det vil utvivlsomt gavne rekrutteringen af de bedste forskere til Danmark,« siger Poul Nissen i en pressemeddelelse.

Artiklerne bygger på Jens Chr. Skous opdagelse af natrium-kalium-pumpen for 50 år siden. Hans nobelprisvindende arbejdsnoter pryder også forsiden sammen med de nye opdagelser. Og de opdagelser er skelsættende. Fordi det er lykkedes Poul Nissens forskerhold ved grundforskningscentret Pumpkin på Molekylærbiologisk Institut ved Aarhus Universitet for første gang nogensinde at vise, hvordan cellernes ionpumper fungerer og ser ud.

»I 1957 var det en drøm, jeg ikke kunne forestille mig kunne blive til virkelighed,« siger Jens Chr. Skou præcist 50 år efter sin opdagelse.

Forstørrelse på 250.000 gange

»Når man tænker på, at der skal en forstørrelse på 250.000 gange til, for at man på et elektronmikroskopisk billede af en cellemembran kan se pumpen som en lille prik, er det utroligt, at man nu ved hjælp af krystallisation af pumpemolekylerne og efterfølgende røntgenkrystallografi kan få et billede af pumpens molekylære struktur, og at man derved har fået en mulighed for at se, hvordan pumpen er i stand til at transportere ioner,« udtaler Jens Chr. Skou til Aarhus Universitet.

Ionpumper opretholder essentielle forskelle i cellernes indre og ydre miljø og giver energi til alle signal- og transportprocesser i kroppen såsom nerveimpulser og nyrernes saltudskillelse. I planter og svampe danner de tillige grundlaget for optagelse af næringsstoffer.

Resultaterne, som forklarer og afdækker hidtil ukendte sider af pumpernes måde at virke på, kan bl.a. bruges til udvikling af helt nye typer medicin til behandling af hjerte-karsygdomme, kræft og infektionssygdomme. Desuden kan resultaterne danne basis for udvikling af ny nanoteknologi og kulturplanter med større salttolerance.

»Disse artikler er et resultat af flere års samarbejde. Samtidig er det frugten af en særlig indsats i Danmark på dette område gennem årtier - vi har så at sige fat i noget af arvesølvet af dansk forskning,« fastslår Poul Nissen.

Selve Nature-præstationen bliver ikke mindre af, at det var tidsskriftet selv, som ringede og opfordrede de århusianske forskere til at skrive om deres arbejde.

Sætter strøm til cellerne

Den første artikel trykt i Nature beskriver strukturen af natrium-kalium pumpen, som består af tre proteinkæder. Pumpen er af afgørende betydning for celler i alle dyrearter - fra den simpleste fladorm til menneske fungerer natrium-kaliumpumpen som generatoren, der sætter strøm på cellerne. Ikke mindre end en fjerdedel af vores energi bruges til at drive denne pumpes aktivitet.

Forskerholdet har undersøgt pumpen i sin kalium-bindende tilstand, og et særdeles overraskende fund har været, at dens såkaldte hale er bundet i en dyb lomme mellem to af proteinkæderne. Ved at undersøge en muteret form af natrium-kalium pumpen, hvor denne hale er klippet af, har forskerne påvist, at den er meget vigtig for regulering af pumpefunktionen. En række medicinske præparater til behandling af bl.a. hjertesvigt og hjerteflimren påvirker natrium-kalium pumpen, og de er også i forskernes søgelys.

Nye stoffer mod kræftceller

Den anden artikel bringer de sidste og afgørende strukturen for at forstå kalciumpumpens funktion, mens den transporterer kalcium.

Processen er yderst væsentlig, da eksempelvis muskelceller styres ved, at kalcium-ioner lukkes ud omkring muskeltrådene i muskelcellen fra et indre celledepot for kalcium, hvortil de igen pumpes tilbage af kalciumpumpen, når musklen skal slappe af.

Kalciumpumpen har stor medicinsk interesse, da en hæmning af dens funktion udløser programmeret celledød - en celle kan ganske enkelt ikke overleve, hvis kalciumpumpens kontrol af kalcium-koncentration mistes.

Resultaterne kan derfor finde anvendelse til udvikling af nye stoffer, som kan bekæmpe kræftceller eller virke som antibiotika mod sygdomsfremkaldende bakterier

Et nanokraftværk

I den sidste artikel beskriver forskerholdet, hvordan protonpumper i planter danner en spænding på omkring en fjerdel Volt over en cellemembran. Spændingen lyder godt nok ikke af meget, men er særdeles kraftigt på celleniveau og at sidestille med et nanokraftværk.

Protonpumpen spiller samme rolle hos planter og svampe, som natrium-kaliumpumpen gør hos dyr - det vil sige som cellens generator af spænding og strøm. Det er den energikilde, som planter bruger til at optage næringsstoffer med og anvender til en lang række kontrolprocesser såsom at åbne og lukke for luftadgangen til fotosyntesen.

Protonpumpen er derfor livsnødvendig for deres overlevelse, og resultaterne har ikke blot stor grundvidenskabelig betydning, men kan med tiden danne grundlag for udvikling af eksempelvis kulturplanter, der kan tåle saltvand, samt for ny medicin mod blandt andet svampeinfektioner.

Dokumentation

Oversigtsartikel i Nature om ionpumperne forfattet af amerikansk forsker

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten