En fönsterfilm med en specialdesignad molekyl skulle kunna ta udden av den värsta värmen mitt på dagen och istället fördela den jämnt från morgon till kväll. Molekylen har den unika förmågan att fånga upp energi ur solens strålar för att senare avge den som värme.
Soliga sommardagar kan det vara snudd på outhärdligt att vistas inomhus eller i bilar. Värmen strålar in och skapar en obehagligt hög temperatur för människor, djur och växter. Att använda energikrävande system som luftkonditionering och fläktar innebär att man bekämpar värmeenergin med annan energi. Forskare på Chalmers föreslår istället en metod som tar tillvara på värmen och fördelar den jämnt över en längre tid.
Avger värme åtta timmar efter solen
När deras specialdesignade molekyl träffas av solstrålarna fångar den upp fotoner och ändrar samtidigt form – den isomeriseras. När solen slutar lysa på fönsterfilmen avger molekylerna värme i upp till åtta timmar efter att solen gått ned.
– Målet är att skapa en behaglig inomhusmiljö även när solen gassar som mest, utan att för den skull förbruka energi eller stänga in oss bakom persienner. Varför inte utnyttja den energi som kommer gratis till oss istället för att bekämpa den, säger kemisten Kasper Moth-Poulsen, som leder forskningen.
I gryningen när filmen inte har tagit upp solenergi är den gul eller orange, då dessa färger är motsatsen till blått och grönt, som är det spektrum av solljuset som forskarna har valt att fånga. När molekylen fångar upp solenergi och isomeriseras tappar den sin färg och blir då helt transparent. Så länge solen lyser på filmen fångar den upp energi, vilket innebär att inte lika mycket värme når igenom filmen och in i rummet. I skymningen, när solljuset minskar, börjar värme avges från filmen och den får sakta tillbaka sin gula nyans och är redo att åter fånga solljus dagen därpå.
– Flygplatser och kontorskomplex, exempelvis, skulle både kunna minska sin energiförbrukning och samtidigt skapa ett behagligare klimat med vår film, eftersom dagens uppvärmnings- och avkylningssystem ofta inte hänger med vid snabba temperaturskiften, säger Kasper Moth-Poulsen.
Molekylen ingår i ett koncept som forskargruppen kallar för Most, vilket står för molecular solar thermal storage. Tidigare har gruppen presenterat ett energisystem för hus baserat på samma molekyl. Där handlar det om att – efter att solenergi fångats upp av molekylen – lagra den under en längre tid, exempelvis från sommaren till vintern, och då använda den för att värma upp ett helt hus.
Systemet som sparar sommarvärme till vintern
En forskargrupp vid Chalmers har gjort stora framsteg i utvecklingen av en specialdesignad molekyl som kan lagra solenergi för senare användning. Det går nu med molekylens hjälp spara energi i upp till 18 år, men energivärdet kan ökas mycket mer, menar Kasper Moth-Poulsen, biträdande professor i kemiteknik som också bedömer att teknologin kan vara i bruk om tio år (forskning.se 3 oktober 2018)
Forskarna insåg att de kunde förkorta steget till tillämpning genom att även optimera molekylen för en fönsterfilm, vilket också kan skapa bättre förutsättningar för det något mer invecklade energisystemet för hus.
Det som återstår för forskarna att göra är att öka koncentrationen av molekylen i filmen och samtidigt bibehålla filmens egenskaper, samt att få ned priset på molekylen. Enligt Kasper Moth-Poulsen är de dock mycket nära en innovation.
– Steget till att vår film blir tillämpad är så kort att det kan ske mycket snart. Vi är i ett mycket spännande skede när det gäller Most, säger Kasper Moth-Poulsen.
Enligt den rådande synen leds nervsignaler om smärta alltid långsammare än signaler om beröring i människan. Den sorts känsel som låter oss uppfatta beröring och ger oss förmågan att lokalisera var på huden den känns hanteras av nerver som har en myelinskida av fett som isolerar nerven.
Nerver med ett tjockt lager myelin, även kallade tjocka nervtrådar, leder nervsignalen snabbare än nerver utan myelinskida. Människans smärtsignalering anses däremot vara avsevärt mycket långsammare och skötas av nerver som bara har tunt myelin eller inget alls.
Hos apor och många andra däggdjur, däremot, kan delar av smärtsystemet leda nervsignaler lika snabbt som beröringskänseln. Forskarna undrade om ett sådant system finns även hos oss människor.
Avlyssnade en nervcell åt gången
– Förmågan att uppfatta smärta är kritisk för vår överlevnad, så varför skulle vi ha ett system för smärtsignalering som är avsevärt långsammare än det för beröring, och mycket långsammare än vad det kan vara? säger Saad Nagi vid Institutionen för klinisk och experimentell medicin, IKE, samt Centrum för social och affektiv neurovetenskap, CSAN, vid Linköpings universitet.
För att söka efter svaret använde forskarna en teknik som låter dem avlyssna signalerna i nervtråden från en enda nervcell åt gången. Hos drygt 100 friska försökspersoner letade forskarna efter nervceller som ledde nervsignalen lika snabbt som beröringsnervceller, men som i övrigt hade egenskaper som stämde överens med smärtreceptorer, eller nociceptorer.
Ultrasnabba smärtreceptorer
Smärtreceptorer kännetecknas av att de har förmåga att detektera skadliga retningar, som nyp och skrapningar på huden, och inte reagerar på lätt beröring. Forskarna fann att en åttondel (12 procent) av nervcellerna med tjock myelinskida hade samma egenskaper som smärtreceptorer, samtidigt som ledningshastigheten var hög som i beröringsnerver.
Forskarna gick vidare med att ta reda på vad dessa ultrasnabba smärtreceptorer fyller för funktion. Genom att skicka korta elektriska impulser via mätelektroden kunde forskarna aktivera samma enskilda nervcell. Försökspersonerna uppgav då att de upplevde skarp eller nålsticksliknande smärta.
– När vi specifikt aktiverar en enskild nervcell ger det en upplevelse av smärta, så dessa nerver har koppling till smärtcenter i hjärnan, säger Saad Nagi.
Svårt uppfatta mekanisk smärta
Forskarteamet undersökte också patienter med olika mycket sällsynta neurologiska tillstånd. En grupp bestod av personer som i vuxen ålder fått nervskador som lett till att de stora nervtrådarna med tjocka myelinskidor förstörts, medan de små nervtrådarna fanns kvar. Patienterna kunde inte uppfatta lätt beröring.
Forskarna förutspådde att förlusten av myelinklädda nervtrådar även borde påverka det snabba smärtsystemet som de identifierat. Det visade sig också stämma att dessa personer hade nedsatt förmåga att uppfatta mekanisk smärta. Undersökningar i patienter med två andra ovanliga neurologiska tillstånd gav liknande resultat. Upptäckten kan få stor betydelse för forskning om smärta och i diagnos och vården av smärtpatienter.
– Fram växer en bild av att tjocka nervtrådar bidrar till smärtupplevelsen vid mekanisk smärta. Vårt fynd utmanar läroböckernas beskrivning att vi har snabb beröringskänsel men ett långsamt smärtsignaleringssystem. Vi föreslår att smärta kan signaleras lika snabbt som beröringskänseln, säger Saad Nagi.
Studien är gjord av forskare vid Linköpings universitet, Liverpool John Moores University i Storbritannien och National Institutes of Health (NIH) i USA.
Vetenskaplig artikel:
An ultra-fast system for signaling mechanical pain in human skin, Saad S. Nagi, Andrew G. Marshall, Adarsh Makdani, Ewa Jarocka, Jaquette Liljencrantz, Mikael Ridderström, Sumaiya Shaikh, Francis O´Neill, Dimah Saade, Sandra Donkervoort, A. Reghan Foley, Jan Minde, Mats Trulsson, Jonathan Cole, Carsten G. Bönnemann, Alexander T. Chesler, M. Catherine Bushnell, Francis McGlone, och Håkan Olausson, Science Advances
Mellan planeterna Mars och Jupiter ligger tiotusentals asteroider i ett ringformat bälte runt solen. Tidigare beräkningar har gjort gällande att en del av dessa asteroider inte har bildats på sin nuvarande plats utan att de istället har sina rötter i de yttre delarna av vårt solsystem.
Enligt de teoretiska beräkningarna, som gjorts med hjälp av datormodeller, ska dessa asteroider ha transporterats inåt i solsystemet till följd av störningar som uppstod i gravitationen. Orsaken till störningarna anses vara de jättelika gasplaneterna, alltså Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus.
Mätte meteoriternas moderkroppar
När dessa giganter bildades och tog form i sina omloppsbanor runt solen påverkades asteroiderna som då spreds och förflyttades från de yttre till de inre delarna av solsystemet.
Ett internationellt forskarlag har nu genom konkreta mätningar av så kallat karbonatmineral visat att de teoretiska datormodellerna stämmer. Till sin hjälp har de haft meteoritfynd på vår egen planet.
– Vi har studerat karbonatmineral i meteoriter för att förstå var meteoriternas moderkroppar, det vill säga asteroiderna, bildades, säger Paula Lindgren, geolog vid Lunds universitet och en av forskarna bakom studien.
Kolet kom från torr is
Genom att analysera meteoriternas karbonatmineral kunde forskarna dra slutsatsen att kolinnehållet tycks komma från koldioxid i fast form, alltså torr is, hos de aktuella asteroiderna. Sedan beräknade forskarna mängden torr is hos moderkroppen, vilket i sin tur säger något om de förhållanden som asteroiden bildats under, nämligen extremt låg temperatur där koldioxiden kondenserat till flytande form och frusit till is.
– Våra resultat kan hjälpa till att fastställa de teoretiska modellerna för solsystemets utveckling. Det har inte tidigare funnits bevis från meteoriter att asteroider har transporterats från det yttre solsystemet, säger Paula Lindgren.
Fetma uppkommer när energiintaget i det vi äter är större än den energi vi förbrukar. Men förmågan att behålla energibalansen varierar mellan individer. I dag vet vi att orsaken beror på flera faktorer där ärftlighet (genetisk predispositon) och livsstil (kost och motion) är de mest kända. Bakterierna i tarmfloran tros spela en viktig roll i såväl utvecklingen av fetma som i utvecklingen av sjukdomar.
Tarmflora
Tarmfloran inkluderar bakterier, arkéer (arkebakterier), svampar, virus etc som finns i våra tarmar. Hos en vuxen människa utgör bakterierna ett kilo av vår kroppsvikt.
Studier har visat att fiberrik kost är bra eftersom bakterier som bryter ner fibrer producerar kortkedjiga fettsyror som är viktiga för kroppens ämnesomsättning. Likaså har bakterier som tillverkar slem visat sig vara viktiga för att bygga upp tarmens insida så att den inte ska läcka ämnen ut i blodbanan och orsaka skada i form av autoimmuna sjukdomar.
Som en del i sitt avhandlingsarbete har Louise Brunkwall varit med om att starta upp Malmö Familjestudie Malmö Offspring Study, MOS som startade 2013. I studien följs människor i flera generationer och information om hälsa, vad de äter och avföringsprover samlas in. Målet är att vid slutet av 2020 ha 5000-6000 deltagare.
De första resultaten från studien visar att det kan finnas en länk mellan fetma mätt med BMI och tarmbakterierna.
– Vi har sett en koppling mellan ett hälsosamt matmönster och minskad risk för prediabetes – ett förstadium till typ 2-diabetes – som eventuellt går via en bakterie i tarmarna som hjälper till att bryta ned fibrer. Detta skulle kunna visa att ett hälsosamt matmönster kan bidra till en tillväxt av goda bakterier med positiva hälsoeffekter.
Fetma
Fetma innebär ett BMI (body mass index) över 30. BMI är ett mått baserat på en persons vikt och längd. Fetma är en riskfaktor för typ 2-diabetes som beräknas orsaka en miljon dödsfall varje år. Förutom typ 2-diabetes är fetma en riskfaktor för bland annat hjärt-kärlsjukdom och flera olika cancersjukdomar.
Måste ta hänsyn till hela kosten
Avhandlingen inkluderar även två arbeten där Louise Brunkwall studerat genetisk predisposition samt livsstil kopplad till matmönster.
– Vi fann att de som har fler riskgener för övervikt och drack läsk hade en större risk att vara överviktiga än de som hade färre antal riskgener eller de som drack mindre läsk, säger Louise Brunkwall.
Dock visade det sig att de som dricker mycket läsk (mer än en burk per dag) även generellt åt sämre än de som drack lite eller ingen läsk.
– Slutsatsen från den studien var att det kanske inte är så enkelt som att läsken ensam orsaker en stor riskökning för övervikt, utan kosten som helhet. Det är därför viktigt att ta hänsyn till den totala kosten när man studerar enskilda livsmedel.
Högt intag av sockersötade drycker såväl som drycker sötade med sötningsmedel samt kaffe kunde kopplas till individer med högt BMI och lägre utbildningsnivå, medan större intag av juice och te kopplades till lägre BMI och högre utbildningsnivå.
– Vi kunde också se att de som drack mycket sockrad dryck åt mindre av mat som vanligtvis förknippas med god hälsa, såsom frukt, grönsaker, yoghurt och fisk, medan de som drack mycket juice och te åt mycket av den sortens mat.
Bakterierna påverkas av allt
Louise Brunkwall är kritisk till alla böcker och bloggar som ger sken av att ”veta” och som ger råd och recept som sägs vara vetenskapligt underbyggda.
– De flesta studier man hänvisar till är mycket små eller gjorda på djur. I många studier har man tittat på extrema grupper eller undersökt effekten av att till exempel bara äta ost i tre dagar. Då ser man att bakterierna påverkas av i stort sett allt. Ingen är så ensidig i sin kost och alla lever i ett sammanhang, så för att kunna förstå vad som är bra eller dåligt måste man studera tusentals människor.
En ”bra tarmflora”
Vad som utgör en ”bra tarmflora” är det ingen som riktigt vet idag.
– Det finns så många aspekter av tarmflora. Vi tittar bara på någon form av slutprodukt, vi vet inte vad som händer längre upp i tarmen, säger Louise Brunkwall.
– Jag tror en större förståelse för, och kunskap om, tarmfloran kan lyfta kostens betydelse och eventuellt bidra till en mer individanpassad vård. Jag tror inte det kommer att ändra de rekommendationer vi har idag, men det kan bidra till att motivera oss att äta bättre om vi vet varför det är bra.
– Att tänderna är en del av kroppen blir tydligt i studien. Vi kan bland annat se att det verkar finnas ett direkt orsakssamband mellan riskfaktorer för hjärtkärlsjukdom och karies i tänderna, säger Ingegerd Johansson, senior professor vid Odontologiska institutionen vid Umeå universitet och den som lett studien.
Karies och tandlossning hör till de allra vanligaste sjukdomarna i hela världen med både lidande och stora vårdkostnader som följd. Till skillnad från flera andra folksjukdomar är kunskaperna om hur ärftligheten, våra gener, påverkar risken att utveckla dessa tandsjukdomar fortfarande knappa.
Att två personer som äter samma saker och sköter sin mun likadant ändå kan få olika många hål i tänderna är känt, men man har inte riktigt kunnat förklara varför.
Färre hål med rätt gen
Tidigare forskning har föreslagit ett antal gener som möjliga men ingen av dem har kunnat bekräftas. Det beror delvis på att komplexa sjukdomar, som karies och parodontit, kräver stora underlag för att dra slutsatser.
Forskarna kunde identifiera 47 stycken nya lokus, det vill säga ställen på generna, med koppling till karies. Studien bekräftade dessutom ett sedan tidigare känt immunrelaterat risk-lokus med koppling till aggressiv tandlossning.
Bland de gener som kunde kopplas till karies finns sådana med kända funktioner för bildning av tänder och käkben, för salivens skyddsförmåga och som påverkar vilka bakterier som finns på tandytan. Den gen som hade störst effekt kunde skattas till att ge skillnad på två kariesangripna tandytor. I klartext betyder det att den som har denna variation har två färre hål i tänderna än den som saknar den, allt annat lika.
Studien
Den aktuella studien är en så kallad metaanalys där forskare har kombinerat data från å ena sidan nio stycken internationella kliniska studier med 62 000 deltagare, med å andra sidan uppgifter om självrapporterad tandhälsa från UK Biobank med 461 000 deltagare i Storbritannien. Underlaget har analyserats med scanning av miljontals strategiska punkter i arvsmassan, genomet. Det gör studien till den största i sitt slag.
I studien tittade man även på genetisk koppling till kardio-metabola folkhälsofaktorer som rökning, övervikt, utbildning och personlighet. Det gick även där att se en koppling till tandhälsan. Genom att göra en särskild analys, så kallad Mendelisk randomisering, kunde man se att det inte bara handlar om en samvariation utan att det också finns ett direkt orsakssamband mellan karies och kardio-metabola riskfaktorer.
– Det är värdefullt att bättre kunna kartlägga vilka som särskilt ligger i riskzonen för problem med tänderna. Men alldeles oavsett vilket arv man bär på, gäller för alla att god munhygien och bra kostvanor är det viktigaste man själv kan göra för att minska risken för karies och tandlossning, säger Ingegerd Johansson.
Vetenskaplig artikel:
Genome-wide analysis of dental caries and periodontitis combining clinical and self-reported data, Nature Communication. Dmitry Shungin, Simon Haworth, Kimon Divaris, Cary S. Agler, Yoichiro Kamatani, Myoung Keun Lee, Kelsey Grinde, George Hindy, Viivi Alaraudanjoki, Paula Pesonen, Alexander Teumer, Birte Holtfreter, Saori Sakaue, Jun Hirata, Yau-Hua Yu, Paul M. Ridker, Franco Giulianini, Daniel I. Chasman, Patrik KE. Magnusson, Takeaki Sudo, Yukinori Okada, Uwe Völker, Thomas Kocher, Vuokko Anttonen,Marja-Liisa Laitala, Marju Orho-Melander, Tamar Sofer, John R. Shaffer, Alexandre Vieira, Mary Marazita,Michiaki Kubo, Yasushi Furuichi, Kari E. North, Steve Offenbacher, Erik Ingelsson, Paul W. Franks, Nicholas J. Timpson, Ingegerd Johansson. doi: 10.1038/s41467-019-10630-1.
Kontakt:
Ingegerd Johansson, Senior professor vid Institutionen för odontologi, Umeå universitet, ingegerd.johansson@umu.se
Idag används flera olika metoder för att avbilda proteiner men ingen metod erbjuder fullgoda möjligheter för att studera enskilda membranproteiner i deras naturliga miljö. Forskargruppen på Chalmers har nu framgångsrikt använt atomsondstomografi för att avbilda och studera proteiner. Metoden väcker uppmärksamhet eftersom tekniken fram till idag endast har använts för att karakterisera metaller och andra hårda material.
– Det var i samband med en studie av gränsytan mellan skelett och implantat som vi upptäckte att det gick att urskilja organiskt material i benet med den här tekniken. Då fick vi idén att vidareutveckla metoden för proteiner, säger Martin Andersson.
Den nya tekniken öppnar helt nya dörrar för läkemedelsforskningen. Genom att fånga proteiner i en nanokapsel av glas kan forskarna skapa unika bilder av proteinerna i naturlig miljö.
Proteiner är måltavla och transportör för läkemedel i kroppen, framförallt de proteiner som sitter i cellernas membran – som omsluter cellerna. Att förstå hur de fungerar är avgörande för att utveckla avancerade läkemedel, men det är en stor utmaning – dessa proteiner är mycket komplexa och utför många olika uppgifter som är nödvändiga för cellens överlevnad och funktion.
Kapslade in proteinet i extremt tunt glas
Utmaningen låg i att utveckla en provberedningsmetod som bibehåller proteinet intakt i sin naturliga miljö. Forskarna har nått framgång genom att kapsla in proteinet i en extremt tunn glasbit, endast cirka 50 nanometer i diameter. (1 nm är en miljondel av en millimeter.)
Sedan skivas det yttersta lagret av glasbiten av med elektriska fält, vilket frigör proteinet, atom för atom. Proteinet kan läsas av och dess tredimensionella struktur rekonstrueras i en dator.
Resultatet i studien har verifierats genom att jämföra med en befintlig tredimensionell avbildning av ett känt protein. I det fortsatta arbetet behöver provberedningsprocessen utvecklas för att snabba upp och öka precisionen.
Ser molekyler på atom-nivå
Metoden är banbrytande på flera sätt. Forskarna får inte bara fram den tredimensionella strukturen utan även proteinets kemiska sammansättning.
– Vår metod ger mycket god upplösning, och erbjuder där ett starkt komplement till befintliga metoder. Det blir möjligt att studera hur molekylerna är uppbyggda på atomnivå, säger Martin Andersson.
Så är proteiner byggda
Proteiner är uppbyggda av långa kedjor av aminosyror som veckar sig på olika sätt för att aktivera olika funktioner. För att förstå proteinernas funktion studeras alltså dess tredimensionella struktur, men om man flyttar proteinet från dess naturliga miljö ändrar det sin struktur. Därför är det avgörande att kunna avbilda och analysera membranproteiner då de fortfarande befinner sig i cellmembranet.
Med den här metoden kan potentiellt alla proteiner studeras, vilket inte är möjligt idag. Det är bara cirka 1 procent av de membranbundna proteinerna som man har lyckats strukturbestämma.
– Vi kan med den här metoden studera enskilda proteinmolekyler, till skillnad från dagens metoder som studerar en samling proteiner och sedan drar ett medelvärde, säger Gustav Sundell, forskare i Martin Anderssons forskargrupp.
Effektiviserar läkemedelstester
Med atomsondstomografi inhämtas informationen genom att bestämma atomernas massa.
– Eftersom vi hämtar information om atomernas massa i vår metod innebär det att vi kan mäta vikten. Därmed kan man till exempel utforma tester där läkemedelsmolekyler kombineras med olika isotoper (vilket ger dem olika massa) som gör dem urskiljbara i en studie. Det skulle bidra till att skynda på processen att konstruera och testa nya läkemedel, säger Mats Hulander, forskare i Martin Anderssons forskargrupp.
Åldrandet börjar i cellernas inre. Med en allt högre levnadsstandard lever vi längre. Men åldrandet har ett pris i form av sjukdomar som cancer, diabetes typ II, Parkinson och Alzheimer.
Men tänk om vi kan senarelägga eller förhindra sjukdomarna genom att göra något åt åldrandet i sig? Att åldras utan att bli skröplig. Hoppet växer ju mer vi lär oss om vad som händer i cellens inre.
Det pågår ett komplicerat samspel mellan organellerna som är cellens egna inre organ. När vi åldras slutar organellerna att fungera, en efter en. Det innebär att den storstädning som ständigt pågår i cellen inte längre fungerar. För att hålla sig ung måste cellen göra sig av med proteiner som skadats, felveckats eller börjat klumpa ihop sig.
Mitokondrierna – kroppens kraftverk
– Det finns sju eller åtta organeller beroende på hur man räknar. Det är viktigt att de pratar med varandra och kan påverka varandra med sina funktioner. Men de är involverade i ett tusental olika processer. Vi fokuserar på de processer vi tror är viktigast för att förstå hur cellen åldras, säger Martin Ott, professor vid Institutionen för biokemi och biofysik på Stockholms universitet.
Vad Martin Ott och hans medarbetare funnit är att en av organellerna, mitokondriet, spelar en nyckelroll. Mitokondriet är cellens kraftverk. När detta utsätts för stress aktiverar det ett skyddsprogram som understöder cellens alla funktioner. Detsamma sker vid när cellen åldras – till en viss gräns. Bortom den blir den inre kommunikationen allt sämre.
Den allra största organellen är själva cellkärnan, som innehåller arvsmassan i form av kromosomer. På 1930-talet upptäcktes att kromosomerna på sina ändar har skyddande ”hättor”, så kallade telomerer. Dessa ändar på DNA-trådarna är mycket sårbara. Med tiden förstod forskarna att telomererna förkortas i takt med att cellen åldras.
Telomererna – ändarna som skyddar dna
Utan telomerer skadas dna:et och celldelningen stoppas, varefter cellen dör. Många trodde att man nu hade hittat nyckeln som skulle lösa åldrandets gåta. Man föreställde sig till exempel att det skulle gå att mäta åldrandet genom att mäta längden på telomererna. I dag vet man åldrande inte är en följd av en, utan många komplicerade processer.
– Det finns test som visar hur långa telomererna är, och kopplingen mellan ålder och telomerlängd syns tydligt när man gör statistik på ett stort antal undersökta fall. Men i det enskilda fallet säger testvärdena bara att väldigt korta telomerer ger en större risk att dö i vissa sjukdomar som hjärtsjukdomar och infektionssjukdomar, säger telomerforskaren Marita Cohn vid Lunds universitet.
Under en period gästforskade hon hos Elizabeth Blackburn i San Francisco, en av dem som belönades med 2009 års Nobelpris i medicin för sin forskning om hur telomererna och ett enzym – telomeras – skyddar arvsmassan. Detta telomeras kan motverka att telomererna förkortas. Hos människa finns enzymet bara i vissa celler – framför allt i könsceller eftersom det är viktigt att cellerna hos nya individer får långa telomerer.
När Marita Cohn arbetade med Elizabeth Blackburn kunde hon visa att enzymet telomeras också finns i jästceller, något som är viktigt eftersom jäst är en vanlig modellorganism för att studera åldrande i cellen.
Mänskliga kromosomer (markerade med grå färg) täckta av telomerer (vit färg). Foto: U.S. Department of Energy Human Genome Program
Telomeras aktivt vid cancer
– Idag vet man att telomeras finns hos många arter, säger Marita Cohn.
Det finns förstås alltid en koppling mellan forskningen kring åldrandet och alla de sjukdomar vi förknippar med just åldrande.
Cancer är ett tillstånd där cellerna delar sig ohämmat. I många cancerformer är enzymet telomeras extra aktivt och förlänger telomererna vilket i sin tur är kopplat till okontrollerad tillväxt. Det är som om cellerna fått evigt liv. Det har dock visat sig att det även finns andra sätt för tumörceller att bibehålla telomererna. 15 procent av alla cancerformer använder sig av en alternativ process kallad ALT (Alternative Lengthening of Telomeres), som Marita Cohn forskar kring idag.
Kosten påverkar telomererna
Vi kan påverka telomerernas längd genom att äta rätt kost, enligt forskning av nobelpristagaren Elizabeth Blackburns. Man bör undvika processad mat, rökt kött och livsmedelstillsatser. Det verkar också som om depressioner och negativt tänkande är skadligt medan meditation har en positiv inverkan.
Föryngringssubstanserna – jakt på ämnen som finns hos unga
Att cellerna i dag kan granskas så närgånget beror på ny teknik. Ett exempel på den saken är ett projekt lett av Christian Riedel på Karolinska Institutet, som studerar hur gener uttrycks för att bygga olika proteiner. En gen (DNA i cellkärnan) kodar för ett RNA (en bärarmolekyl i cytoplasma), som i sin tur översätts till ett protein (till exempel ett enzym, med olika funktioner i kroppen).
På samma vis som de samlade generna kallas ”genom”, och de samlade proteinerna kallas ”proteom”, kallas översättningsledet med RNA-molekyler för ”transkriptom”. Genom att bearbeta den cellulära informationen hos transkriptomet i ett givet ögonblick, kan man registrera hur generna kommer till uttryck, det vill säga hur stora mängder det finns av varje typ RNA-molekyl.
Med maskininlärning har Riedels forskargrupp tränat datorprogram att känna igen om ett transkriptom härrör från en ung eller gammal människa. Man har sedan använt sig av ett dataregister av 1300 substanser som kan påverka transkriptomet.
– Med den här metoden kan vi identifiera substanser som ändrar transkriptomet i en riktning som är typisk för den yngre cellen, säger Christian Riedel.
Vissa av dem är sedan tidigare kända för att ha en livsförlängande effekt, till exempel telomeraset. Men forskargruppen har också lyckats hitta substanser som man tidigare inte visste hade sådana egenskaper. Två av dem, monorden och tanespimycin, har redan testats på rundmaskar. Ytterligare några intressanta substanser står på tur att testas på detta sätt.
– Ämnena förlängde maskarnas livslängd, och monorden förbättrade även deras hälsa. Dessa substanser är involverade i processer som hjälper cellens proteinmolekyler att behålla sin tredimensionella veckning, som i sin tur är avgörande för att ett protein ska kunna fullgöra sina uppgifter.
Kalorier kontra livslängd
Hur olika proteiner samspelar är också tydligt när man tittar på iakttagelsen att ett lågt kaloriintag bromsar åldrandet, något som bekräftats i djurförsök på såväl apor som råttor.
Av naturliga skäl är det svårt att göra kontrollerade studier av detta på människa. Men det finns undersökningar gjorda i Norge och Danmark på hur befolkningen påverkades av 1:a och 2:a världskriget. Tillgången på föda var då begränsad, något som tycks ha bromsat åldrandet och uppkomsten av åldersrelaterade sjukdomar som cancer och diabetes typ II.
Ingen förstod hur en sänkning av kalorierna kunde påverka livslängden. Man visste att oxidanter, en grupp ämnen som anhopas i cellen, är giftiga och påskyndar åldrande och åldringssjukdomar. Men för några år sedan kunde en forskargrupp nu vid Chalmers tekniska högskola visa hur detta var relaterat till kosten.
Peroxiredoxinet – enzymet för kalorirestriktion
– I cellerna finns enzymet peroxiredoxin som bryter ner väteperoxid och andra skadliga oxidanter i cellen. Men när cellerna åldras är enzymet inte längre lika effektivt. Genom att minska tillförseln av socker och proteiner till jästceller har vi visat att peroxiredoxinet inte sätts ur funktion, säger docent Mikael Molin, som leder forskargruppen vid Chalmers.
Nyligen har man också funnit en koppling mellan peroxiredoxin och cellens dygnsrytm. Ämnesomsättningen ser olika ut vid olika tider på dygnet och styrs av biologiska klockor. För detta krävs vanligen någon form av ljusreceptorer.
Jästsvamp som Molin använder sig av i sin forskning tycktes dock sakna en sådan mekanism – ända tills man upptäckte att peroxiredoxin på något ännu inte helt klarlagt sätt fungerar som en biologisk klocka. Det är ett intressant fynd; det är ju känt att störningar i dygnsrytmen både ökar risken för cancer och för förtidigt åldrande.
Text: Göran Frankel på uppdrag av forskning.se
Det är första gången som vegetation och markanvändning, och i synnerhet på den här detaljerade nivån, finns med i den klimatmodellering som görs inom EC-Earth, en global klimat- och jordsystemsmodell där forskare från Lunds universitet är delaktiga.
– Nu kan vi göra riktade experiment för att förstå vilken betydelse markanvändning och dynamisk vegetation har för det globala klimatet, säger Paul Miller, lektor vid Institutionen för naturgeografi och ekosystemvetenskap vid Lunds universitet och forskare på Centrum för miljö- och klimatforskning, CEC, i Lund.
Växelverkan mellan klimat och växter
Vegetationen, eller växtligheten på jorden, påverkas när klimatet förändras. Men växtligheten påverkar i sin tur också klimatet. Dels handlar det om olika fysikaliska processer, som till exempel avdunstning och reflektionsförmåga. Dessa varierar beroende på typ av växtlighet i ett område. När det snöar kan till exempel en grässtäpp eller en tundra bli vit och reflektera solens strålar, vilket händer i mindre grad om ett område är skogbevuxet.
Dels handlar det om vegetationens roll i kolcykeln, det vill säga hur mycket koldioxid som når atmosfären efter utbyte via fotosyntesen och respiration med allt det som växer på land, och nedbrytning av kolet i jorden. Olika växtlighet och markanvändning ger olika påverkan på atmosfären. Skog brukar till exempel innehålla mer kol än en åker gör.
Med den nya modellen undersöker forskarna nu vilken roll den dynamiska vegetationen och markanvändning spelar i scenarier där vi fortsätter att leva som idag, utan att reducera våra koldioxidutsläpp, och andra där utsläppen minskas.
– Hur ser framtiden ut för Amazonas och skogen på norra halvklotet som är enorma landbaserade kolreservoarer? Kommer ekosystemen på land, som savanner och dessa skogar, att fortsätta att vara kolsänkor framöver, det vill säga ta upp kol från atmosfären? Kommer träd ta över den nuvarande tundran? Och hur påverkar allt detta den globala kolcykeln? säger Paul Miller, som även är koordinator för forskningsmiljön MERGE inom vilket projektet samordnas.
Kvävets roll under luppen
Med dynamisk vegetation menas förändring i växtligheten – träd och plantor växer och dör, konkurrerar med varandra, reagerar på störningar som exempelvis bränder, och ökar eller minskar i utbredning beroende på hur klimatet förändras. Men även tillgången på näring, och då framförallt kväve, har betydelse.
– Med ett ändrat klimat kan nya områden bli potentiella för vegetation, men finns där ingen näring för växterna så kan de inte överleva, förklarar David Wårlind, forskare i naturgeografi som särskilt fokuserat på kvävecykelns roll i modellen. Även detta – att kvävecykeln finns med – är smått unikt. I underlaget till den senaste rapporten från FN:s klimatpanel fanns bara resultatet av två sådana klimatmodelleringar med.
Tidigare har andra klimatmodeller, med en enklare representation av vegetation, visat att förändringar av växtlighet och markanvändning kan leda till betydande, extra temperaturförändringar regionalt. I modellen från Lund arbetar forskarna med en helt ny detaljnivå när det gäller vegetationen. Man simulerar nästan på individnivå, det vill säga varje åldersklass av träd.
Atmosfär land och hav sammanflätade
– Det är unikt med en så pass detaljerad beskrivning av vegetation, säger Paul Miller.
Även jordbruks- och betesmark finns för första gången med. Sammantaget hoppas Paul Miller att Lundaforskarnas bidrag ska leda till mer realistiska framtidsscenarier framöver och förbättrad förståelse för klimatförändringarna i allmänhet.
– All den information vi får kan hjälpa oss att komma med bättre lösningar när det gäller utsläpp och markanvändning för att vända utvecklingen med den globala uppvärmningen, säger han.
Han får medhåll av kollegan Lars Nieradzik, forskare i naturgeografi som också arbetat med modellen. Att ha med alla komponenter som påverkar klimatet i en gemensam modell, och inte separera dem, är egentligen det enda rimliga eftersom atmosfär, land och hav är sammanflätade i verkligheten, understryker han.
– Att kunna simulera världens ekosystem på ett mer realistiskt sätt i klimat- och jordsystemsmodeller är av yttersta vikt eftersom det faktiskt är det enda redskap vi har för att kunna uppskatta framtidens klimat.
Gemenskap kring klimatmodellering
EC-Earth är ett europeiskt konsortium som gör det möjligt för forskare från hela Europa att samverka kring klimatmodellering. Enskilda länder har sällan möjlighet att på egen hand göra de omfattande datasimuleringar som krävs.
Forskare vid Institutionen för naturgeografi och ekosystemvetenskap i Lund, tillsammans med SMHI, medverkar i EC-Earths klimatmodellering, bland annat genom det strategiska forskningsområdet MERGE som koordineras av Centrum för miljö- och klimatforskning, CEC, Lunds universitet.
Forskarna i Lund har specifikt bidragit med modellen LPJ-GUESS som kan simulera detaljerad vegetation och markanvändning. Genom att använda den i EC-Earths klimatmodellering bidrar de med ny kunskap om vegetationens och markanvändningens betydelse för det globala klimatet.
Alla resultat man får fram är ett bidrag till CMIP6, en sammanställning av resultat från en rad olika globala klimatmodeller. Resultaten utgör underlag för de rapporter som sammanställs av FN:s globala klimatpanel (IPCC).
Bakterier som renar avloppsvatten är inget nytt. De används redan för att få bort kvävet från urinen, eftersom kvävet kan orsaka övergödning i sjöar och hav. För drygt 20 år sedan upptäcktes en bakterie som kan göra jobbet. Men metoden är ännu ovanlig, eftersom det har tagit mellan 200 och 300 dagar innan bakterierna har etablerat sig och reningsprocessen kommit igång.
Bakterierna finns redan
För att korta tiden har reningsverken behövt köpa in ett startkit (en ymp) med bakterier och därefter hålla tummarna för att de nya bakterierna ska trivas och föröka sig. En annan orsak till att metoden inte har fått genomslag är oron för att det kan bildas stora mängder lustgas under processen. Lustgas är en stark växthusgas, mycket starkare än till exempel metan, och den bidrar till den ökande växthuseffekten.
Nu finns alltså en lösning på problemen som kan få betydelse för framtidens rening av avloppsvatten. Det är bättre, billigare och mer miljövänligt att använda sig av de bakterier som redan finns i reningsverket, menar Linda Kanders, industridoktorand vid Mälardalens högskola (MDH).
Anammox-bakterier renar avloppsvatten
– Reningsverken behöver inte köpa in bakterierna. De finns redan i reningsverkets rejektvatten, det vill säga det vatten som blir kvar när slammet har tagits till vara i en rötkammare. Min forskning visar att det går att skapa en trivsam miljö för dessa lokala bakterier. Fördelen är att de då förökar sig tillräckligt på bara 100 dagar och att det endast bildas små mängder lustgas, säger hon.
Minskar mängden lustgas
Linda Kanders mätningar, på ett mellanstort svenskt avloppsreningsverk (200 000 anslutna personer), visar att med rätt förutsättningar kan utsläppen av lustgas minska med mer än 97 procent jämfört med konventionell kväverening. Den minskningen motsvarar 320 kg koldioxid per timme – lika mycket som ett större passagerarflygplan släpper ut per timme under flygning.
Den nya metoden både är mer miljövänlig och mer energieffektiv. Något som också gör den billigare, menar Linda Kanders.
– Eftersom jag har forskat på befintliga reningsverk har den redan kunnat bidra med minskade utsläpp av växthusgaser. Både reningsverket Bekkelaget i Oslo och Slottshagens reningsverk i Norrköping använder den här metoden, säger Linda Kanders.
– Resultaten kan komma till nytta för att hitta markörer som visar vilka cancerceller som är särskilt farliga för män med prostatacancer och därmed skulle vi kunna rikta behandlingen mer precist i framtiden, säger Maréne Landström, professor i patologi vid Umeå universitet.
Prostatacancer är den vanligaste cancerformen bland män och skördar årligen cirka 2500 liv bara i Sverige. Så länge cancern inte har spridit sig som metastaser utanför prostatakörteln går den ofta framgångsrikt att behandla med strålning, läkemedel eller kirurgi. Alla behandlingar innebär dock en hel del biverkningar.
Förstå på molekylnivå
En svårighet är att bedöma i vilka fall tumören är elakartad och kan sprida sig till andra organ och till skelettet, och i vilka fall tumören istället är möjlig att leva med utan behandling. Därför är det viktigt att på molekylnivå förstå de mekanismer som förklarar både hur cancer uppstår och hur den blir invasiv, elakartad, och sprider sig.
Det allra bästa vore givetvis om man kunde hitta nyckeln i molekylerna som leder fram till en behandling som helt enkelt stänger av tumörens förmåga att sprida sig, men riktigt där är man inte än.
Cancerceller producerar ofta tillväxtfaktorer som gynnar att tumören växer och cancern sprids. En sådan tillväxtfaktor heter Wnt3a. Det som forskarna nu har funnit är att ett speciellt protein, TRAF6, har en nyckelroll för att göra cancerceller invasiva som svar på stimulering av denna tillväxtfaktor Wnt3a.
Adaptorprotein med i spridningen
TRAF6 är ett så kallat adaptorprotein med enzymatisk kapacitet. Det innebär att det kan förändra funktion och lokalisation av andra proteiner genom att märka dem med ett annat litet protein som kallas för ubiquitin
TRAF6 är sedan tidigare känt för att vara pådrivande i inflammatoriska processer. Att TRAF6-proteinet även har den här funktionen i utvecklingen och spridningen av tumörer var däremot en nyhet. Studien visar att TRAF6 behövs för att signaler i Wnt3- signalkedjan ska kunna överföras från cancercellers yta till cellkärnan för att styra vilka gener som ska uttryckas. Uttrycket av dessa gener kodar i sin tur för att göra cancerceller invasiva och bilda metastaser i flera olika cancerformer.
Analyserna har gjorts både i provrör med vävnadsprover från män med prostatacancer och i zebrafiskar där man har klippt bort uttrycket av TRAF6 i celler med hjälp av den så kallade gensaxen CRISPR/CAS9, en teknik som delvis också är utvecklad i Umeå. I såväl vävnadsproverna som i fiskarna kunde man då se att uttrycket för TRAF6-proteinet behövs för att gener som regleras av signalkedjan Wnt3 ska uttryckas. Det tyder på att processen är evolutionärt bevarad.
Mer specifika läkemedel
Man kunde även se att uttrycket av TRAF6-proteinet och Wnt3a co-receptorproteinet LRP5 bestämde förmågan till invasivt växtsätt hos både prostatacancerceller och hos kolorektala cancerceller.
– Att samma process kunde ses i både mänskliga vävnadsprover och i fiskar talar för att det vi har hittat är en grundläggande mekanism som kan användas för prognos för män med prostatacancer, säger Maréne Landström. En ökad förståelse om hur signalkedjan i cancerceller kan också göra det möjligt att utveckla mer specifika cancerläkemedel i framtiden.
Forskarna som har genomfört studien är bland andra doktorand Karthik Aripaka tillsammans med sina handledare Marene Landström och Jonas von Hofsten.
Powering Past Coal Alliance, eller PPCA, är en sammanslutning av 30 länder och 22 städer och stater, som syftar till att avveckla kolkraft. Men medlemmar lovar främst att stänga äldre kraftverk som ändå är nära slutet av sin livslängd, vilket bara ger små utsläppsminskningar. Att utöka alliansen med de länder som använder mest kol skulle dessutom möta ekonomiska och politiska svårigheter.
Genom att analysera en världsomspännande databas över kolkraftverk har forskarna vid Chalmers tekniska högskola visat att PPCA-medlemmarnas löften kommer att leda till en minskning av ca 1,6 miljarder ton CO2 fram till 2050. Detta motsvarar bara 0,7 procent av de prognostiserade globala CO2-utsläppen under samma tidsperiod från alla idag verksamma kolkraftverk.
Traditionell kolkraft måste bort
– För att hålla den globala uppvärmningen under 1,5 ° C, enligt vad som anges i klimatavtalet i Paris, måste vi avveckla traditionellt kolkraft – det vill säga kol som används utan att man fångar in koldioxidutsläppen – i mitten av detta århundrade. Powering Past Coal Alliance är en bra start men hittills har bara rika länder som inte använder mycket kol, och vissa länder som inte använder någon kolkraft alls, gått med, säger Jessica Jewell, forskarassistent vid avdelningen för fysisk resursteori vid Chalmers tekniska högskola och huvudförfattare till den aktuella studien.
För att undersöka sannolikheten för att utöka PPCA, jämförde Jessica Jewell och hennes kollegor sina nuvarande medlemmar med länder utanför alliansen. De fann att PPCA-medlemmarna är rika länder med långsamt ökande efterfrågan på el, gamla kraftverk och liten utvinning och användning av kol. Anmärkningsvärt är också att medlemsländernas regeringar rankas högt när det gäller att vara öppna och transparanta, med demokratiskt valda politiker, oberoende från privata intressen samt bra skydd mot korruption.
Kolkraftverken i Kina
Dessa egenskaper skiljer sig dramatiskt från de stora kolanvändarna som Kina, där efterfrågan på el växer snabbt, kolkraftverken är unga och står för en stor del av elproduktionen och som hamnar lägre i rankingen vad gäller regeringens transparens och oberoende.
Forskarna förutspår därför att medan länder som Spanien, Japan, Tyskland och flera andra mindre europeiska länder kan tänkas ta plats i Alliansen inom den närmaste framtiden, medan det är betydligt mer osannolikt att länder som Kina – som ensam står för ungefär hälften av all kolförbrukning över hela världen – och Indien, skulle ansluta sig till PPCA inom överskådlig tid.
Den senaste utvecklingen bekräftar forskarnas förutsägelser: Tyskland meddelade nyligen planer på att avveckla kolkraft, vilket kan leda till en ytterligare minskning av 1,6 gigaton CO2 – alltså en fördubbling av nuvarande PPCA: s utsläppsminskningar. Å andra sidan illustrerar USA och Australien svårigheterna att hantera kolsektorn i länder med långvariga och kraftfulla gruvintressen. Det senaste valet i Australien resulterade i seger för en kandidat som stöder expansion av kolbrytning och uppgradering av kolkraftverk.
Måste finnas ekonomi för utfasning
Mer generellt tyder forskningen på att utfasning av kol är möjligt när det inte medför stora ekonomiska förluster, som till exempel stängning av nybyggda kraftverk eller kolgruvor. Dessutom behöver länderna den ekonomiska och politiska förmågan att klara av att hantera dessa förluster. Tyskland har till exempel öronmärkt 40 miljarder euro för att kompensera drabbade regioner.
– Inte alla länder har resurser att göra sådana åtaganden. Det är viktigt att utvärdera kostnaderna för och kapaciteten för klimatåtgärder, för att förstå den politiska genomförbarheten av klimatmålen, säger Jessica Jewell.
Forskningen stöddes av Forskningsrådet Norge under projektet Analyzing past and future energy industry contractions: Towards a better understanding of the flip-side of energy transitions grant agreement no. 267528/E10.
En av författarna fick stöd från CEU’s Intellectual Themes Initiative Political Economy of Energy Transitions Project.
Hänvisningarna till regeringens transparens och oberoende bygger på indexet Functioning of Government från Freedom House, som mäter regeringens oberoende, frihet från korruption och öppenhet och transparens i regeringen.
Med hjälp av ny mätteknik som utvecklats i samarbete med KTH har forskarna tagit fram kontinuerliga mätserier av vattentemperatur direkt vid glaciärerna Tunabreen och Kronebreen på Svalbards västkust. Resultaten visar att undervattentemperaturen utgör den viktigaste faktorn för glaciärernas minskning – men att den inte är lika viktig som man tidigare trott.
– En av de största osäkerheterna när det gäller den framtida havsnivåhöjningen är hur glaciärdynamiken förändras när glaciärerna kommer i kontakt med havsvatten som blir allt varmare. Våra mätningar och resultat kan användas för att förbättra numeriska modeller som beräknar havsnivåhöjningen i framtiden, säger Felicity Holmes doktorand på Institutionen för naturgeografi vid SU och huvudförfattare av studien som publiceras i Scientific Reports.
Många glaciärer i polarområdena minskar på grund av den globala uppvärmningen och bidrar därmed till att havsnivån stiger. Glaciärer som sträcker sig ut i havet minskar inte bara genom smältning på ytan, utan också genom att isberg bryts loss från glaciärfronten, en process som kallas för kalvning.
Mer kunskap om glaciärerna kalvning
– Kalvning är en process som inte är tillräckligt förstådd, och med mättekniken som vi använde i Svalbard har vi goda möjligheter att öka kunskap om vilka faktorer samspelar när glaciärer kalvar. En förbättrad beskrivning av kalvningsprocesser gynnar också prognoser för hur glaciärer i Västantarktis reagerar på att haven blir allt varmare säger Nina Kirchner, docent för glaciologi vid Institutionen för naturgeografi och föreståndare för Bolincentret för klimatforskning vid SU.
När varmt vatten från Atlanten tränger in i fjordarna där glaciärer möter havet leder det till att kalvningen ökar. Något som bland annat ses längs Svalbards västkust. Men den tidigare bristen på mätdata i omedelbar närhet till glaciärfronterna har gjort det svårt att tydligt peka ut varmt vatten som orsak, dessutom ger mätningar längre bort ofta en felaktig bild av vattenmassorna som faktiskt når glaciärfronten. Det kan därmed leda till en över- eller underskattning av hur mycket havet faktiskt påverkar kalvande glaciärer.
Mätningar strax intill glaciärerna
De nya mätserierna som är de första tagna inom bara en kilometer från glaciärfronterna spelar därför en viktig roll i att öka kunskapen om undervattentemperaturens påverkan på kalvande glaciärer längs Svalbards västkust.
– Det är spännande att utveckla mätteknik i nära samarbete med naturvetare – tillsammans jobbar vi för att tekniken ska klara av de tuffa utmaningarna som polarmiljön ställer på undervattensinstrument, säger Jakob Kuttenkeuler, professor vid Maritime Robotics Laboratory på KTH.
– Vi är stolta över de unika mätningar som vi kunde genomföra i omedelbar närhet till glaciärfronterna under loppet av ett helt år – mätserien är nu öppet tillgängligt för andra forskare att ta del av, avslutar Holmes.
Institutet för rymdfysik, IRF deltar i jakten på okänt mål med två instrument som ska undersöka kometens omgivning respektive hur gaserna från kometen växelverkar med flödet av laddade partiklar från solen.
Comet Interceptor, som projektet kallas, innebär att rymdfarkosten åker snålskjuts med en forskningssatellit till en parkeringsplats i rymden nära jorden för att där vänta på att en lämplig komet upptäcks. Uppdraget är att jaga ikapp den och genomföra undersökningar på nära håll.
Tar tusentals år för ett varv
– Det här är det enda sättet att komma nära en komet som färdas direkt in från solsystemets utmarker. Sådana nya kometer kan inte förutses. Det tar dem tusentals år att göra ett varv i sin bana men moderna teleskop kan upptäcka dem några år i förväg, säger Hans Nilsson, forskare vid IRF.
Tidigare undersökta kometer har tillbringat åratal i solsystemets inre delar med stark påverkan från solens värme och strålning. Comet Interceptor kan möta en mer opåverkad komet, ett fornminne från solsystemets födelse för 4,5 miljarder år sedan. Med extra mycket tur kan en komet eller en asteroid från ett annat planetsystem göra ett besök. Den första identifierade himlakroppen från ett annat stjärnsystem, 1I/’Oumuamua, passerade genom solsystemet 2017
Bygger instrument i dubbel upplaga
Comet Interceptor ska bära med sig två mindre farkoster som frigörs strax före mötet med kometen. De två olika IRF-instrumenten byggs i dubbel upplaga för att placeras på moderfarkosten och på en av de två mindre farkosterna.
– Det ger oss ögonblicksbilder av kometomgivningen längs två olika banor. Liknande instrument på den tredje farkosten ger ytterligare information. Flerpunktsmätningar runt en komet är något nytt och efterlängtat.”, säger Anders Eriksson, forskare vid IRF.
Stas Barabash, föreståndare för IRF gläder sig åt institutets bidrag till projektet.
– Comet Interceptor är ett ovanligt och spännande projekt. Nu blir IRF igen i centrum med världsledande kometforskning, precis som den forskning vi etablerade med Rosetta, säger Stas Barabash.
Rosetta var den ESA-farkost som 2014 jagade ifatt kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko och följde med den i dess bana i två år med två IRF-instrument ombord. I det internationella konsortiet för Comet Interceptor finns Sverige representerat av IRF, Kungliga tekniska högskolan och Umeå universitet.
Botox (botulinumneurotoxiner) och giftet som orsakar stelkramp tillhör samma familj och är bland de giftigaste substanser som hittills upptäckts. Tidigare har man trott att de uteslutande är giftiga för ryggradsdjur som människor, möss och fåglar. Men nu har forskare hittat ett gift som angriper malariamyggor.
– Vi har upptäckt ett nervgift, PMP1, som är selektivt inriktat mot malariamyggor. Den här toxinfamiljen har alltså ett mycket bredare värdspektrum än man tidigare trott, säger Pål Stenmark, Stockholms universitet samt Lunds universitet, som leder forskargruppen vid Stockholms och Lunds universitet som i samarbete med Sarjeet Gills forskargrupp vid University of California har upptäckt det nya nervgiftet.
Malaria
Malaria är en av världens vanligaste och mest allvarliga sjukdomar och orsakas av encelliga parasiter som sprids med vissa myggor. Varje år dör omkring en halv miljon människor av sjukdomen, de flesta är barn i Afrika. 200 miljoner människor har malaria.
Källa: Världshälsoorganisationen (WHO)
– Vi hittade PMP1 i bakterier från två hotade miljöer: mangroveträsk i Malaysia och regnskogsmark i Brasilien. Det visar hur viktigt det är att skydda dessa guldgruvor av biologisk mångfald.
Proteiner utan onaturliga rester
– PMP1 gör det möjligt att minska utbredningen av malaria på ett nytt och miljövänligt sätt. Eftersom de här gifterna är proteiner så lämnar de inga onaturliga rester efter sig när de bryts ned. Kanske kan vi nu också designa biologiska insektsmedel riktade specifikt mot utvalda skadeinsekter, säger Pål Stenmark.
I dag är insektsgift och myggnät behandlade med insektsmedel det huvudsakliga sättet att bekämpa spridningen av malaria, men nya metoder för att bekämpa malariamyggor måste hela tiden utvecklas eftersom myggorna med tiden blir resistenta mot alla gifter.
Pål Stenmark, Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet, samt Institutionen för experimentell medicinsk vetenskap, Lunds universitet, stenmark@dbb.su.se
Att leva med autism innebär ofta många svårigheter i vardagen, till exempel i samspel med andra, i studier och arbetsliv, samt när det gäller färdigheter som behövs för att ta hand om sig själv och sitt hem. Det är välkänt att många individer med autism har psykisk ohälsa.
Forskarna bakom den aktuella studien har analyserat data för alla individer med autismspektrumdiagnos (ASD) i det svenska nationella patientregistret och jämfört med data för individer från den generella populationen i Sverige. Studien omfattade omkring 55 000 personer med autism och cirka 270 000 kontrollpersoner från befolkningen som matchades utifrån födelseår, kön och boendelän.
– Våra analyser visade att risken för både självmordsförsök och självmord var mycket högre bland individer med autism. Resultaten ger viktig information om riskfaktorer och vägledning för kliniska verksamheter, säger Henrik Larsson, professor vid institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik vid Karolinska Institutet.
Kvinnor hade högst risk
Forskarna analyserade även olika grupper med autism separat, såsom individer med respektive utan intellektuell funktionsnedsättning eller adhd (uppmärksamhetsstörning med hyperaktivitet och impulsivitet), samt genomförde könsspecifika analyser.
Resultaten visade att personer med autism utan intellektuell funktionsnedsättning hade högst risk för självmordsbeteenden, särskilt om de samtidigt hade adhd. Kvinnor hade generellt högst risk, och i gruppen med både autism och adhd hade var femte kvinna någon gång under sin livstid gjort ett självmordsförsök.
– Det innebär tio gånger högre risk för självmordsförsök jämfört med kvinnor i den övriga befolkningen. Dessutom var risken för fullbordat självmord ännu högre bland just dessa kvinnor, så det är väldigt oroande resultat, säger Tatja Hirvikoski, docent vid KIND (Center for Neurodevelopmental Disorders at Karolinska Institutet) och institutionen för kvinnors och barns hälsa, Karolinska Institutet.
Forskarna kunde också identifiera riskfaktorer för självmordsbeteenden, såsom psykiatrisk sjukdom. Personer med autism som även hade depression, ångest eller beroendesjukdom hade högre risk för både självmordsförsök och självmord, även om kopplingen mellan autism och självmordsbeteenden inte helt förklaras av psykiatrisk sjukdom.
Vården kan behöva se över sina rutiner
– Utifrån våra resultat är signalen för hälso- och sjukvården tydlig: det är viktigt att vara uppmärksam på, utreda och behandla psykiatriska sjukdomar hos personer med autism. Men det är inte enbart en fråga för psykiatrin; alla verksamheter som träffar personer med autism kan behöva se över sina rutiner när det gäller psykisk ohälsa och autism, till exempel hur man förhåller sig till de här frågorna och hur man kan hjälpa personen att komma i kontakt med psykiatrin, säger Tatja Hirvikoski.
Forskarna analyserade även data för omkring 350 000 släktingar (syskon, halvsyskon och kusiner) till personer med autism, och jämförde risken för självmordsbeteenden med över 1,5 miljoner personer som var släkt med jämförelsegruppen från den generella populationen. Resultaten tydde på att en del av förklaringen bakom sambandet mellan autism och självmordsbeteenden kan vara kopplat till genetiska faktorer.
Studien finansierades av Stockholms läns landsting och American Foundation for Suicide Prevention.
Människans immunförsvar har till uppgift att känna av vår miljö och reagera mot ämnen som kan vara farliga. Vid astma är immunsystemet överaktivt, vilket leder till inflammation i lungorna och symtom som hosta, pipande andning och andningssvårigheter.
Immunförsvarsceller som kallas Th2-celler, en typ av T-celler, spelar en central roll i inflammationen vid astma. Tidigare har det varit svårt att studera dessa relativt sällsynta celler i detalj, eftersom de tillgängliga teknikerna inte har varit tillräckligt känsliga.
Profil av hundratals gener
Forskare vid Karolinska Institutet har nu använt den mycket känsliga tekniken enkelcells-RNA-sekvensering för att analysera vilka gener som är aktiva i enskilda T-celler. I studien exponerades möss för husdammskvalster, en vanlig allergen som de flesta astmatiker är känsliga mot och som hos möss kan framkalla astmaliknande luftvägsinflammation.
Forskarna följde sedan genuttrycket hos T-cellerna, innan och efter exponering för allergener i lymfkörtlarna och fram till dess att de orsakade inflammation i lungorna.
I lungorna visade sig T-cellerna uttrycka en unik profil av hundratals gener. En stor andel av dem hade koppling till hur cellerna tillverkar och bryter ner fett. När forskarna gav mössen läkemedel som blockerar fettmetabolismen minskade inflammationen i luftvägarna, jämfört med hos kontrollmöss.
Fetter kan spela en viktig roll
– Våra resultat tyder på att fetter kan bidra till att driva den T-cellsaktiverade inflammationen i lungorna som ses vid astma. Nu planerar vi att systematiskt testa betydelsen av de hundratals gener som vi ser är unikt uttryckta för att försöka hitta gener som kan sätta igång eller förhindra utvecklingen av sjukdomen, säger studiens huvudförfattare Jonathan Coquet, forskare vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi vid Karolinska Institutet.
Studien visade också att när T-cellerna kom till lungan från lymfkörtlarna tog de emot signaler som satte igång produktionen av två starkt inflammatoriska ämnen; cytokinerna interleukin-5 och -13. Dessa cytokiner är ansvariga för många av de vanliga sjukdomstecknen vid astma, som luftvägsinflammation, muskelkontraktion och slemutsöndring.
– Vi ser att T-cellerna förändras mycket över tid och verkar genomgå en ”omprogrammering” i lungorna som gör dem mycket inflammatoriska, säger Jonathan Coquet.
