Bjørnb Gulliksen på tokt ved Svalbard, på jakt etter nytt materiale til Tromsøs forskningslaboratorier. Foto: Erling Svendsen (Bilde: Erling Svendsen)
Magne Olufsen bygger tredimensjonale enzymstrukturer. Metoden benytter røntgenkrystallografi.Proteiner kan krystalliseres på samme måte som salt og sukker. Foto: Ragna Kronstad
Antaktisk fisk, tilpasset et liv i kalde farvann. Forskerner jobber for å fravriste den og andre dyr og organismer viktig informasjon.

Hvordan lete etter ny medisin?

Først skiller man ut det interessante biologiske materiale fra marine organismer, f. eks fra en krabbe.

Dette ekstraktet vil så bli blandet med kreftceller for å se om det kan drepe kreftceller.

Takket være Maribo-prosjektet vil disse biologiske analysene nå bli utført av robotisert laboratorieutstyr. Med et slikt automatisert system kan man jobbe med et betydelig større antall prøver sammenlignet med et manuelt system.

Et automatisert pipetteringssystem vil f. eks utføre de ulike laboratorieoppgavene som ellers er blitt utført manuelt. Systemet er koblet opp til en datamaskin som til slutt vil vise analyseresultatet. I tillegg vil et slikt automatisert system bidra til å øke reproduserbarhet, nøyaktighet og sikkerhet i testene.

Viser det seg at ekstraktene dreper kreftceller, må man i gang med grundigere analyser. Blant annet må man finne ut om virkestoffet har andre type egenskaper eller bivirkninger som ikke er ønsket.

Det store spørsmålet er imidlertid om man har oppdaget et helt nytt stoff. For å finne ut av dette må molekylstrukturens kartlegges. De som kan dette holder til i noen bygg unna på Universitetsområdet.





Atom for atom

Det er i molekylene alle hemmeligheter ligger.

Fungerer for eksempel et visst protein man finner i havet som antibiotika, kan man bedre utnytte proteinet i medisinsk sammenheng etter man har funnet ut hvordan proteinet er bygget opp atom for atom.

Metoden for å finne ut av dette kalles røntgenkrystallografi. Kompetansen innen dette fagfeltet er hovedsakelig samlet under Norstruct, som står for Nasjonalt senter for strukturbiologi. De holder til på Universitetets campus i Tromsø.

I praksis kan man nesten løpe med de nyeste oppdagelsen fra laben på Marbio til strukturbiologene på Norstruct hvis man tror man har løst kreftgåten. Men selv om forskeren hadde løpt av entusiasme, ville vedkommende fått nok tid til å hente pusten igjen:

Å bestemme proteinets struktur tar tid. Metoden som brukes kalles røntgenkrystallografi.

Røntgenkrystallografi baserer seg på at proteiner kan krystalliseres på samme måte som salt og sukker. Det er som regel en møysommelig prosess å lete etter de riktige krystallbetingelsene. Krystalliserer et protein seg, legger enkeltproteiner seg sammen i et systematisk gitter.

I mikroskopet ser de da ut som vakre diamanter eller tynne flak bygd sammen som blomster. Krystallene kan være fra noen ¿m3 til 1-2 mm3. Røntgenstråler sendes så mot slike proteinkrystaller. Strålene vil bøyes og gi opphav til et diffraksjonbilde med mange prikker.

Det er et bilde som viser hvor hver røntgenstråle som har passert gjennom krystallen, treffer på en imageplate. Krystallene roteres i røntgenstrålen og hele sett med diffraksjonsbilder genereres.

Ved hjelp av svært avanserte matematiske og fysikalske beregninger, kan man basert på data fra diffraksjonsbildene, si noe om hvordan hvert enkelt atom er plassert til hverandre i proteinet.

Å utarbeide en tredimensjonal proteinstruktur basert på røntgendiffraksjonsdata, er krevende arbeid som bare beherskes av anslagsvis 10-15 personer i Norge. Etter at strukturen er bestemt må funksjonen studeres nærmere. Til det må det settes i gang egne forskningsprogrammer.

Les mer om Norstruct: http://uit.no/norstruct/home/