Vid en mikrobiell infektion kan kroppens celler försvara sig genom att bland annat ta upp och innesluta de sjukdomsframkallande mikroberna i vesikler, så kallad fagosomer. I fagosomerna producerar värdcellerna skadliga substanser som avdödar inkräktarna. Vissa mikrober, så kallade intracellulära bakterier, har dock utvecklat mekanismer som förhindrar denna avdödning och tillåter dem att tillväxa i kroppens celler. Bland annat använder sig många bakterier av så kallade sekretionssystem, vilka fungerar som en spruta och tillåter bakterien att direkt leverera skadliga proteiner till värdcellerna.

Ett exempel på detta är Francisella tularensis, som orsakar sjukdomen harpest (tularemi). För att undvika den toxiska miljön i fagosomen så bryter harpestbakterierna delvis ned den och tar sig ut, så kallad fagosomal escape. Det gör att bakterien därefter kan använda värdcellens egna näringsämnen för att föröka sig. Lena Meyer har fokuserat sin forskning på att karakterisera några utvalda sjukdomsframkallande proteiner hos Francisella för att kunna förstå hur de bidrar till bakteriens infektionscykel samt vilken roll de har i bakteriens sekretionssystem.

– Avhandlingen visar att flertalet av de proteiner vi har undersökt är viktiga för bakteriens förmåga att bryta ned fagosomen samt tillväxa i värdcellerna och att de utgör strukturella komponenter i sekretionsapparaten. Vi har även påvisat sekretion av flertalet proteiner under infektion och har därigenom bevisat att sekretionssystemet, ett så kallat Typ VI-sekretionssystem, är funktionellt, säger Lena Meyer.

En viktig fråga inom forskningsområdet är att kunna skilja på de proteiner som behövs för själva nedbrytningen av fagosomen och de proteiner som därefter behövs för tillväxten i bakterien i värdcellens cytosol, den vätska som omger cellens organeller. För att kunna avgöra detta utvecklade Lena en metod, en mikroinjektion, med vilken det är möjligt att injicera bakteriestammar, som är mer eller mindre defekta för fagosomal escape, direkt in i värdcellens cytosol. Genom att titta på bakteriernas tillväxt, går det att dra slutsatser angående funktionen för de proteiner som stammarna saknar.

– Ett intressant fynd var att inga av de undersökta proteinerna var nödvändiga för själva tillväxten, däremot har de betydelse för fagosomal escape. Då dessa proteiner är en del av sekretionssystemet så drar vi slutsatsen att Francisella huvudsakligen använder detta system för att ta sig ur fagosomen, säger Lena Meyer.

Avhandlingen är publicerad digitalt

Lena Meyer försvarar den vid Umeå universitet, den 24 april. Lena Meyer är född och uppvuxen i Uetze nära Hannover i Tyskland. Hon studerade biologi med inriktning mot infektionsbiologi i Mainz och Würzburg. År 2009 flyttade Lena Meyer till Umeå och började en doktorandtjänst på enheten för klinisk bakteriologi vid Institutionen för klinisk mikrobiologi.

Kontaktinformation
Lena Meyer. Telefon: 090-785 27 02. E-post: lena.meyer@climi.umu.se

Huggningar av fjällbjörk i en zon närmast kalfjället för byggnadsvirke och brännved ledde till avskogning under perioden 800 till 1100 e. Kr. och skogen har fortfarande inte kommit tillbaka 1000 år senare. Det visar en studie genomförd av forskare verksamma vid SLU i Umeå och vid vid Silvermuseets forskningsinstitut INSARC i Arjeplog.

Studien publiceras i tidskriften Ambio och sammanfattar resultaten från ett större tvärvetenskapligt projekt. I området som studerats finns så kallade Stállobosättningar. De anlades framförallt under vikingatiden i björkskogen närmast kalfjällen från norra Jämtland till norra Norrbotten och hör sannolikt samman med domesticeringen av ren.

Modelleringar visar att avskogningen kring boplatserna bara tog några hundra år och kunde endast ske ifall de utnyttjades längre perioder under höst, vinter och vår då vedbehovet var som störst. Enbart sommarboende påverkade inte skogstillståndet nämnvärt.

Då områdena avskogats och vedbristen var ett faktum övergavs boplatserna. I de fall bosättningarna låg på plana sedimentterrasser har effekterna dessutom blivit bestående. Detta beror på att avskogningen efterföljdes av flera faktorer där ett kallare klimat, en begränsad naturlig föryngring av fjällbjörk, en näringsutarmning av marken samt ett fortsatt lågintensivt utnyttjande av områdena har samverkat under lång tid. Dessa marker är helt enkelt för näringsfattiga för att kunna beskogas av fjällbjörk idag fastän klimatet blivit varmare under de senaste decennierna och björk växer och föryngrar sig i omgivande fjällområden.

Resultaten visar tydligt hur känsliga fjällens ekosystem är för störningar och att effekterna kan finnas kvar under väldigt lång tid.

Kontaktinformation
Professor Lars Östlund, 070-511 12 9, Institutionen för skogens ekologi och skötsel, SLU. Docent Greger Hörnberg, 0961-145 02, Institutet för Subarktisk Landskapsforskning (INSARC), Silvermuseet, Arjeplog

Laddhybridbilar har lägre bränsleförbrukning tack vare kombinationen av elmotor och batteri. Istället ökar tillverkningskostnaden på grund av det större antalet komponenter.

Hur mycket bränsle som sparas måste beräknas från mycket långa körcykler, eftersom variationer i hur bilen körs och laddas olika dagar spelar stor roll för bränslebesparingen. Att analysera olika laddhybridbilars bränsleeffektivitet vid långa körcykler är extremt tidskrävande. En månads körning analyseras sekund för sekund och miljontals variabler beräknas.

Nu har en forskargrupp på Chalmers utvecklat en metod som gör det lätt och snabbt för ingenjörer att beräkna lägsta kostnad med hänsyn till både tillverkning och drift. Forskaren Mitra Pourabdollah redogör för metoden i sin doktorsavhandling.

– Driftskostnaden för en laddhybridbil beror av många olika saker, till exempel hur man kör, hur man laddar batteriet och hur långt man kör mellan varje laddning, berättar hon. Dessutom påverkar körvanorna hur stort batteri man behöver. Komponentpriser, olika batterityper och olika körvanor ger sammantaget en väldig mängd parametrar som har inverkan på den totala kostnaden.

Den nya lösning som Mitra Pourabdollah presenterar innebär att man använder sig av en så kallad konvex optimeringsalgoritm. Algoritmen fungerar som ett verktyg där man för in olika parametrar som kan påverka kostnaden för en laddhybridbil, och sedan snart ser effekten. Metoden innebär att denna del av konstruktionsprocessen nu kan gå tjugo gånger fortare. I extremfall kan beräkningar som skulle ta tusen timmar att genomföra klaras av på en halvtimma – närmare 2000 gånger snabbare än tidigare.

– När man sparar så mycket tid i detta led hinner man istället titta på andra aspekter på designen av drivlinan och få ett bredare perspektiv, tror Mitra Pourabdollah.

– Snabb återkoppling är avgörande för kreativt arbete, tillägger Anders Grauers, en av handledarna i projektet. Även om man bortser från extremfallen så innebär den nya metoden att man nu kan få svar på sina beräkningar inom samma arbetsdag. Det är en mycket stor vinst för den kreativa processen.

Mitra Pourabdollahs forskarkollegor Nikolce Murgovski och Lars Johannesson Mårdh kom först på idén att tillämpa konvex optimering på en komplex fordonsmodell. Man började med att utveckla en metod för laddhybridbussar. Därefter har Mitra Pourabdollah studerat hur metoden kan tillämpas på personbilar. Den grundläggande algoritmen är mycket flexibel – och rolig att arbeta med.

– Att hitta ett sätt att beskriva olika komponenter som passar för konvex optimering är precis som ett spel, berättar Mitra Pourabdollah. Metoden går att tillämpa inom många andra områden, till exempel inom aktiv säkerhet.

FAKTA
Om forskningen:

Projektet ”Optimal design and operation of hybrid electric vehicles” har utförts på institutionen för Signaler och system, Chalmers Tekniska Högskola.

Mitra Pourabdollah försvarade nyligen sin avhandling ”Optimization of Plug-in Hybrid Electric Vehicles”. Hennes arbete finansierades av Energimyndigheten och Svenskt hybridfordonscentrum (SHC).

Kontaktinformation
Mitra Pourabdollah, Chalmers, 0704-04 12 33, mitrapo@gmail.com

I västvärldens moderna medicin har ett reduktionistiskt tillvägagångssätt ofta tillämpats, det vill säga: ett läkemedel har som regel bara ett eller några få aktiva ämnen. I traditionell medicin, exempelvis kinesisk medicin, har fokus istället varit på en blandning av olika delar från naturen där varje del hjälper till i samverkan. Den nya metoden kombinerar de bästa aspekterna mellan det traditionella och moderna.

– Metoden kan med fördel användas för att hitta biologiskt aktiva substanser mot exempelvis, bakterier, svampar, maskar, parasiter och andra skadegörare som finns i naturen, säger Joel Ljunggren, doktorand Mittuniversitetet, som gjort en avhandlingen i i frågan

I korthet går metoden till på följande sätt: olja från exempelvis en växt, som kan innehålla över 300 aktiva ämnen, delas upp i mindre delar med olika ämnen i varje del. Olika instrument används sedan för att analysera vilka ämnen som finns i varje del. Därefter mixas delarna med varandra och skapar en ”cocktail” med olika ämnen för varje ny mix. Sedan testas de olika blandningarna mot den valda organismen, precis som i traditionell medicin.

– Genom att göra på det här sättet kan vi peka på, eller åtminstone få goda indikationer på, vilket av alla ämnena som är mest aktivt utan att testa alla ämnen var för sig. Vi kan även se om några ämnen ger en samverkande effekt samt om vissa ämnen har en icke önskad effekt, säger Joel Ljunggren.

Metoden har utvecklats med hjälp av en vedlevande svamp (källarsvampen) och terpentin (som träden utvecklar vid svampinfektion) från Ortvikens pappers- och massafabrik. Detta för att undersöka vilken terpentinmolekyl som har den bästa förmågan att hindra tillväxt av källarsvamp. Resultaten visar att en förmodad sesquiterpen har störst återhållande effekt på svampen.

Avhandlingen Biochemical Interactions of Some Saproxylic Fungi försvaras 24 april vid Mittuniversitetet i Sundsvall.

Kontaktinformation
Joel Ljunggren, doktorand, 073-759 79 19, e-post: joel.ljunggren@miun.se

Fragment av asteroider landar regelbundet på jorden som meteoriter. Om man tittar in i ett sådant fynd ser man att det består av millimetersmå runda stenar, så kallade kondruler. Dessa små partiklar anses vara solsystemets ursprungliga byggstenar. Men forskarvärlden har hittills inte lyckats förklara på vilket sätt kondrulerna bildade asteroider. En ny studie visar nu att asteroiderna skapades genom att de fångade in kondruler med hjälp av gravitationskraft.

– Kondrulerna har exakt rätt storlek för att bromsas av gasen som kretsade kring den unga solen och kunde då fångas in av asteroidernas gravitation, säger Anders Johansen, astronomiforskare vid Lunds universitet.

Tillsammans med kollegor från USA, Danmark och Tyskland har Anders Johansen utvecklat en datormodell för hur det hela kan ha gått till. De antog att asteroiderna bildades i ett slags kosmisk ocean av kondruler och att asteroiderna ursprungligt var mycket mindre än idag. Asteroiderna växte enligt datorsimuleringarna snabbt till stora asteroider på upp till 100 mil, samma storlek som man hittar i dagens asteroidbälte mellan Mars och Jupiter. De största asteroiderna fortsatte dessutom att växa till samma massa som planeten Mars, som har tio procent av jordens massa.

– Plötsligt insåg vi att denna snabba process kan säga något om jordens bildande också, förklarar Anders Johansen.

Inom forskarvärlden har man sedan tidigare ansett att jorden bildades genom att så kallade protoplaneter, med storlek som Mars, kolliderade med varandra under en period på 100 miljoner år. Men forskarna har hittills inte förstått hur protoplaneterna i sig bildades.

– Vår studie visar att protoplaneter kan ha bildats väldigt snabbt, som en vidareutveckling av asteroider, genom att de fångade in kondruler på samma sätt som asteroiderna gjorde, säger Anders Johansen.

Forskarnas teori stödjs av undersökningar av meteoriter från Mars. Dessa undersökningar har tidigare visat att Mars bildades inom loppet av enbart 1-3 miljoner år, vilket är inom samma tidsspann som forskarna fått fram i den aktuella datormodellen.

– Spår av denna process finns alltså kvar i asteroiderna som fortfarande bär på intakta kondruler. De jordlika planeterna har däremot smält och förändrats och visar därför inga direkta spår av sina ursprungliga byggstenar, säger Anders Johansen.

Studien publiceras nu i den vetenskapliga tidskriften Science Advances.

Kontaktinformation
Anders Johansen, universitetslektor Institutionen för astronomi och teoretisk fysik, Lunds universitet Tel 046-222 15 89 anders.johansen@astro.lu.se

Tillsatt till en kartongmäld ger behandlingen en tydlig styrkeökning. Det visar en licentiatavhandling av Pia Hellström, Vipp industriforskarskola vid Karlstads universitet.

Framställning av cellulosa baserat micro- och nano-material (MFC) och (NFC), är ett hett område som kan skapa nya egenskaper för traditionella kartong- och pappersprodukter. Det kan även ge möjlighet till helt nya områden för användning av vedfiber. Produkterna är biobaserade och förnyelsebara och kan användas inom många olika områden till exempel som barriärmaterial i förpackningar, tillsatsmedel i livsmedel och kosmetika, inom läkemedel- och elektronikindustrin samt som styrkegivare i papper och kartong.

Cellulosafibrerna är uppbyggda av mikrofibriller, som genom mekanisk bearbetning kan friläggas och bilda MFC/NFC. Det höga energibehov som krävs vid den mekaniska bearbetningen kan minskas genom en förbehandling. Idag är de vanligaste metoderna kemisk sönderdelning genom inverkan av vatten – enzymatisk hydrolys, eller kemisk modifiering genom introduktion av laddade grupper.

– I min avhandling har jag visat att en förbehandling med väteperoxid i kombination med tillsats av järn, gör massan mer lättbearbetad och underlättar produktionen av MFC. Jämfört med enzymatisk hydrolys är energibehovet lägre och den framställda MFC:n innehåller mer frilagda fibriller, säger Pia Hellström, som är anställd vid Akzo Nobel Pulp and Performance Chemical i Bohus.

Reaktionen mellan väteperoxid och järn (Fentons reagens) under bildning av hydroxylradikaler, upptäcktes redan på 1800-talet och används främst i industriell skala för rening av avloppsvatten.

Sammanfattning av avhandlingen

Läs mer på Vipp industriforskarskolas webbplats

Kontaktinformation
För mer information kontakta: Pia Hellström, tel 031-587906 eller e-post: Pia.Hellstrom@akzonobel.com