Mikrobiell metabolism

Senast ändrad: 31 maj 2017
moss1.jpg

Inom forskningsområdet mikrobiell metabolism studerar vi metabolismen (ämnesomsättningen) och hur den regleras genom försök i vinjäst, en klassisk modellorganism i biologisk forskning. Vi använder också muddermossa, en liten växt som kan odlas i petriskålar, i vår forskning.

Vi är särskilt intresserade av hur tillgången på näringsämnen och energi reglerar metabolismen. I jästsvamp är glukos (druvsocker) den viktigaste energikällan och metabolismen regleras därför av glukos. Vi upptäckte och karakteriserade glukosrepressorn Mig1, ett jästprotein som förmedlar denna reglering [1]. Vi har fortsatt att studera hur metabolismen i jäst regleras av tillgången på näringsämnen och hur denna reglering påverkar andra biologiska processer som stresstålighet och åldrande.

Vårt arbete med muddermossa är inriktat på att förstå hur tillgången på energi reglerar metabolism, tillväxt och stresstålighet i växter. Vi fann att två proteiner som deltar i glukosrepression i jäst, hexokinas och proteinkinaset Snf1, spelar liknande roller i mossa [2,3]. Vi arbetar också med att ta fram gentekniska metoder för muddermossa som baseras på metoder från jäst. En viktig sådan metod är användandet av plasmider, små DNA-molekyler som kan replikera i både mossa och bakterier [4].

Vi använder både jäst och muddermossa för att studera funktionen hos RNA polymerasets regulatoriska del, den så kallade Mediatorn, och särskilt då dess roll i stressignalering och stresstålighet. Detta sker inom ramen för ett strategiskt samarbete mellan fem forskargrupper vid SLU och Umeå Universitet.

Vi använder också jäst som farmakologiskt modellsystem för att studera upptag, metabolism och verkningsmekanismer för cytostatika, särskilt då 5-fluorouracil.

muddermossa.jpg
Mossplanta med diploid sporofyt. Foto: Anders Nilsson.

Forskningsprojekt

Mediatorns funktion i växter och svampar

Mediatorn är ett stort komplex av mer än 20 proteiner som binder till och reglerar RNA polymeras II, det enzym som transkriberar (uttrycker) de gener som kodar för proteiner. Signaler som förmedlas av olika signalvägar strålar samman i Mediatorn, som fungerar som genregleringens kopplingscentral. Vi deltar i ett stort projekt finansierat av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse där vi studerar Mediatorns funktion och särskilt dess roll för stressignalering och stresstålighet i växter och svampar.

Cytostatikas verkningsmekanismer i jäst

Vinjäst var den första eukaryota organismen i vilken det blev möjligt att använda modern genteknik, och det finns flera kraftfulla metoder i jäst som inte går att använda i flercelliga organismer. Vi använder oss av dessa metoder för att studera upptag, metabolism och verkningsmekanismer för cytostatika. Vi studerar bland annat 5-fluorouracil, en av de äldsta och mest använda cellgifterna. Vi har tidigare funnit att 5-fluorouracil påverkar syntesen av tRNA i cellerna. Vi studerar nu gener som gör cellerna resistenta mot 5-fluorouracil när de överuttrycks i jäst.

Nya växtbiotekniska metoder i mossa

Muddermossan Physcomitrella är en liten växt som snabbt blivit en viktig modellorganism inom växtforskningen. Orsaken till det är att man kan använda homolog rekombination för att slå ut gener i muddermossa, något som inte är möjligt i andra växter. Vi har visat att man också kan använda plasmider, DNA-molekyler som förökar sig inne i cellerna, i muddermossa. Vi utvecklar nu nya metoder för växtbioteknik som är baserade på denna upptäckt. Metoderna är hämtade från jästsvamp, där man sedan länge kunnat arbeta med plasmider.

Svält och åldrande i jäst

De flesta organismer åldras långsammare om man begränsar födointaget. Detta fenomen kallas för caloric restriction på engelska, och har påvisats i jäst och i olika djur från nematoder till apor. Vi använder jäst som modellorganismför att studera mekanismerna bakom caloric restriction. Rapamycin, en drog som görs av en bakterie från Påskön, kan hämma signalvägarna som känner av tillgången på näring och sakta ned åldrandet. Vi studerar hur genuttryck regleras av kinaset TOR (target of rapamycin), ett enzym som hämmas av rapamycin.

Personal

Hans Ronne - Professor

Guo-Zhen Hu - Forskningsassistent

Mattias Carlsson - Postdoc

Mikael Ulfstedt - Postdoc

Referenser

  1. Nehlin JO & Ronne H (1990) EMBO J 9, 2891-8
  2. Olsson T, Thelander M & Ronne H (2003) J Biol Chem 278, 44439-47
  3. Thelander M, OlssonT & Ronne H (2004) EMBO J 23, 1900-10
  4. Murén E, Nilsson A, Ulfstedt M, Johansson M & Ronne H (2009) PNAS 106, 19444-9

Kontaktinformation

Professor Hans Ronne

Institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi
018-673223, hans.ronne@slu.se

Sidansvarig: Hans.Ronne@slu.se