Jag tog examen från veterinärutbildningen vid SLU 2003. Efter att ha jobbat ett tag i den kliniska världen valde jag att som doktorand hoppa på ett EU-projekt som syftade till att framställa konstgjord spindeltråd för medicinska användningsområden. Det började med att jag fick dra på mig äventyrskläderna och åka till Sydafrika för att fånga 100 spindlar i det vilda. Sedan dess har jag varit fångad av detta fascinerande och imponerande material, och spindlarna som lyckas göra det förstås.
År 2007 disputerade jag. Kort därefter startade vi Spiber Technologies AB och jag var VD i bolaget från starten 2008 fram till 2012. Mellan 2012 och 2017 arbetade jag som Forskarassistent vid Karolinska Institutet och Samverkanslektor i translationell medicin vid Sveriges Lantbruksuniversitet. Mellan 2015-2020 var jag ledamot i Sveriges Unga Akademi. Sedan 2018 är jag professor i Veterinärmedicinsk Biokemi vid SLU och senior forskare vid Karolinska Institutet.
Foto: Kerstin Nordling
Forsknings- och expertområde
Forsknings- och expertområde:Translationell medicin, regenerativ medicin, molekylär bioteknik, medicinsk biokemi
Vi kan på konstgjord väg producera spindeltrådsfibrer som motsvarar senor i styrka, är biokompatibla och bryts ner i takt med att ny vävnad bildas i kroppen. Detta biomaterial har potential att användas inom en rad medicinska områden. Vi fokuserar på regenerativ medicin (vävnadsrekonstruktion) med fokus på stamcellsodling vilket är ett relativt nytt forskningsområde. Målet på sikt är att kunna ersätta eller återställa skadade organ och strukturer.
Foto: Andersson, Jia et al. Nature Chemical Biology 2017
Ett annat projekt rör en specifik del av spindeltrådsproteinet, NT, vilken ger ökad löslighet åt spindeltrådsproteinerna när dessa lagras i spindelns silkeskörtel. Den egenskapen gäller även för andra svårlösliga protein när dessa kopplas ihop med NT. Vi använder därför NT för produktion av läkemedel som i dag är svåra eller omöjliga att tillverka.
NT:s naturliga funktion innefattar också att påskynda bildningen av fibrer i spindeltrådskörtelns utförsgång, en egenskap vi studerar och använder i innovativa projekt inom bioteknik.
En del av projekten genomförs i samarbete med ett läkemedelsbolag.
Foto: Andersson, Jia et al. Nature Chemical Biology 2017
Aktuell forskning
Min forskning har flera huvudfokus:
Att spinna konstgjorda spindeltrådar med samma mekaniska egenskaper som naturlig spindeltråd.
att utnyttja spindeltråd för att regenerera skadad vävnad samt kunna odla stamceller under definierade förhållanden;
att använda naturens egen löslighetshöjande domän (NT) för att ta fram svårlösliga protein (läkemedel).
Utveckla nya lungsurfaktant-preparationer för behandling av lungsjukdomar och utveckla lungsurfaktant som en bärare av läkemedel till lungorna
Foto: Andersson, Jia et al. Nature Chemical Biology 2017
Frågeställningar:
Kan vi spinna konstgjord spindeltråd med samma egenskaper som den naturliga?
Kan konstgjord spindeltråd användas som implantat för att ersätta skadade vävnader och organ?
Kan NT användas som generell löslighetshöjande domän för produktion av svårlösliga protein?
Film 1. Konstgjord spindeltråd som bildas när en proteinlösning sprutas ut i en buffrad vattenlösning. Publicerad av: Anna Rising & Jan Johansson (Sveriges lantbruksuniversitet & Karolinska Institutet). Källa: Andersson et.al., Biomimetic spinning of artificial spider silk from a chimeric minispidroin, Nature Chemical Biology, http://dx.doi.org/10.1038/nchembio.2269.
Film 2. Konstgjord spindeltråd rullas upp på en roterande ram i luften. Publicerad av: Anna Rising & Jan Johansson (Sveriges lantbruksuniversitet & Karolinska Institutet). Källa: Andersson et.al., Biomimetic spinning of artificial spider silk from a chimeric minispidroin, Nature Chemical Biology, http://dx.doi.org/10.1038/nchembio.2269.
Tråden vi skapar samlar vi upp på en motoriserad rulle. filmen visar uppsamling av tråden vid en hastighet av ca 0,5 meter per sekund. Schmuck et al. Materials Today Länk till film
Mina forskarkollegor
Jag delar min tid mellan Sveriges lantbruksuniversitet och Karolinska Institutet.
SLU: Sumalata Sonavane, Gabriele Greco, Tomas Bohn Pessatti, Benjamin Schmuck, Viktoria Langwallner
KI: Olga Shilkova,Urmimala Chatterjee, Benjamin Schmuck, Frédèric Riviere
Vi arbetar mycket i samarbete med Jan Johansson (KI) för proteinbiokemiska frågeställningar, samt med:
Kristaps Jaudzems (LiOS, Riga), NMR spektroskopi
Michael Landreh (KI), Mass spektrometri
Mattias Sköld (KI), regenerativ medicin, återbildande av nervvävnad
Hans Hebert (KI), Elektronmikroskopi
Lena Holm (SLU), Histologi
Vadim Kessler (SLU), Atomic Force Microscopy (AFM)
José Perez Riguero (UPM, Spanien), mekaniska tester av fibrer, spinning
Nicola Pugno, Gabriele Greco (Trento U, Italien), naturligt silke och dess mekansika egenskaper
SciLife Lab for bioinformatics
Samverkan
Translationell veterinärmedicin handlar om att ta molekyler från labb-bänken till klinisk användning men också att hämta kunskap från kliniken och applicera den på laboratoriet. Jag jobbar för att spindeltråd, som använts länge inom folkmedicin, ska komma till klinisk användning för sjukdomar där det idag saknas lämpliga material att använda. Dessutom hoppas jag att fler proteinläkemedel ska komma i veterinärmedicinskt bruk allteftersom vi kan möjliggöra produktion av dessa genom att dra nytta av de naturliga egenskaperna hos en specifik del av spindeltrådsproteinerna.
Mellan 2015-2020 var jag ledamot i Sveriges Unga Akademi och fick där en utmärkt plattform för att samverka med politiker, andra forskare och allmänhet: https://www.sverigesungaakademi.se/index.html
Genom ett nära samarbete med nationella och internationella industriella aktörer och universitet kommer min forskning till nytta för samhället i stort. Jag samarbetar bl a med Karolinska Institutet, Rockefeller University (USA) och Donghua University (China). Våra forskningsresultat har visats för allmänheten på utställningar på Nobelmuseet i Stockholm, Arbetets Museum i Norrköping, Skansenakvariet, Världsutställningen i Shanghai 2010 och på Naturhistoriska riksmuseet i Paris (2011-2012). Jag håller också ofta populärvetenskapliga föreläsningar om spindeltråd.
Foto: Marlene Andersson
Undervisning
Jag undervisar på:
Biomedicinsk baskurs, 20 hp, på veterinärprogrammet vid SLU, och
Andra professionella åtaganden
Grundare Spiber Technologies AB
Senior forskare, Karolinska Institutet
Foto: Andersson, Jia et al. Nature Chemical Biology 2017
Finansiering
Vi har finansiering från:
Europeiska forskningsrådet (ERC) Consolidator grant
ERC Proof of Concept
Vetenskapsrådet
Formas
CIMED (Stockholms Läns Landsting, Huddinge Kommun, Karolinska Institutet)
Wenner-Gren Foundations
Olle Engkvist stiftelse
Excellensbidrag från Rektor (SLU)
För detaljerade uppgifter om dessa anslag samt för tidigare erhållna anslag, se mitt ORCID (länk finns nedan)
Arndt T, Jaudzems K, Shilkova O, Francis J, Johansson M, Laity PR, Sahin C, Chatterjee U, Kronqvist N, Barajas-Ledesma E, Kumar R, Chen G, Strömberg R, Abelein A, Langton M, Landreh M, Barth, Holland C, Johansson J, Rising A. Spidroin N-terminal domain forms amyloid-like fibril based hydrogels and provides a protein immobilization platform. Nature Communications. 2022. 13(1): 1-14.
Arndt T, Greco G, Schmuck B, Bunz J, Shilkova O, Francis J, Pugno NM, Jaudzems K, Berth A, Johansson J, Rising A. Engineered spider silk proteins for biomimetic spinning of fibers with toughness equal to spider dragline silks. Adv Funct Mater. 2022. Mar 25; https://doi.org/10.1002/adfm.202200986
Rising A & Johansson J.Doing what spiders cannot - a road map to supreme artificial silk fibers. ACS Nano. 2021. Feb 23;15(2):1952-1959.
Schmuck B, Greco G, Barth A, Pugno NM, Johansson J. Rising A. High yield production of a super-soluble miniature spidroin for biomimetic high-performance materials. Materials Today. 2021. Nov, 50:16-23.
Otikovs M, Andersson M, Jia Q, Nordling K, Meng Q, Andreas LB, Pintacuda G, Johansson J, Rising A, Jaudzems K. Degree of biomimicry of artificial spider silk spinning assessed by NMR spectroscopy. Angew Chem Int Ed Engl. 2017. Oct 2; 56(41):12571-12575.
Andersson, M., Jia, Q., Abella, A., Lee, X-Y., Landreh, M., Purhonen, P., Hebert, H., Tenje, M., Robinson, C. V., Meng, Q., Plaza, G.R., Johansson, J., Rising, A. Biomimetic spinning of artificial spider silk from a chimeric minispidroin. Nat Chem Biol. 2017 Mar;13(3):262-264
Kronqvist N, Sarr M, Lindqvist A, Nordling K, Otikovs M, Venturi L, Pioselli B, Purhonen P, Landreh M, Sjöberg L, Robinson CV, Pelizzi N, Jörnvall H, Hebert H, Jaudzems K, Curstedt T, Rising A, Johansson J. Efficient protein production inspired by how spiders make silk. Nat Commun. 2017 May 23;8:15504
Kronqvist, N., Otikovs, M., Chmyrov, V., Chen, G., Andersson M., Nordling, K., Landreh, M., Sarr, M., Jörnvall, H, Wennmalm, S., Widengren, J., Meng, Q., Rising, A., Otzen, D., Knight, S. D., Jaudzems, K., Johansson, J. Sequential pH-driven dimerization and stabilization of the N-terminal domain enables rapid spider silk formation Nat Comm. 2014. DOI:10.1038/ncomms4254
Lewicka, M., Hermanson, O., Rising, A. Recombinant spider silk matrices for neural stem cell cultures. Biomaterials, 2012. 33(31):7712-7717
Askarieh, G., Hedhammar, M., Nordling, K., Saenz, A., Casals, C., Rising, A., Johansson J., Knight S.D. Self-assembly of spider silk proteins is controlled by a pH-sensitive relay. Nature. 2010, 465:236-239.
