Sundhed og sygdom

Projektbeskrivelse: Hornhinde dystrofier er arvelige sygdomme kendetegnet ved protein udfældninger i begge hornhinder, med deraf følgende synsnedsættelse. Sygdomsmekanismen er efter alt synlighed beslægtet med andre sygdommene, hvor misfoldede proteiner resultere i protein udfældning som ved f.eks. antitrypsin-mangel, neurodegenerative sygdomme, såsom Huntingtons, Alzheimers, Parkinsons og prionsygdommen Creutzfeldt-Jakobs sygdom. Proteinet TGFBIp findes i store mængder i hornhinden og udgør også hovedparten af protein materialet i udfældningerne. Med dette projekt ønsker vi at klarlægge de molekylære mekanismer, der ligger til grund for udfældningen af TGFBIp. Funktionen i normale hornhinder er ukendt og vi vil forsøge at klarlægge TGFBIp’s funktion. Desuden vil vi karakterisere TGFBIp’s biokemiske egenskaber for at forstå hvorfor proteinet udfælder. Endeligt vil vi undersøge de enzymer, kaldet proteaser, der er involveret i nedbrydningen af TGFBIp i hornhinden. En ubalance i nedbrydningsprocen er en mulig årsag til protein-udfældningen, og vi ønsker derfor at klarlægge proteasernes rolle i forbindelse med sygdommen. Projektet finde sted på Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet, under ledelse af Prof. Jan J. Enghild. Foruden gruppen i Aarhus, vil projektet bliver udført i samarbejde med øjenlæger fra Aarhus og Aalborg Universitet samt forskere fra Universiteter i England, USA og Sydkorea.

Teknologi og Produktion

Projektbeskrivelse: Meldug- og rustsvampe er begrænsende for kornproduktionen i Danmark, selvom begge kan forebygges med resistens. Mens genetisk grundlag for resistens mod rust i danske bygsorter er ukendt, er mere end 75% af vårbygarealet beskyttet mod meldug v.h.a. Mlo, der har bevaret sin effekt i mere end 25 år. De seneste år er der blevet meldt om usædvanlige meldugangreb på byg med Mlo. Der er derfor behov for at undersøge alternative mekanismer, som kan reducere sygdomsangreb i byg. I dette projekt undersøges sammenhængen mellem nitrogengødskning, gasarten nitrogen monoxid (NO), hæmoglobin og modtagelighed for meldug og rust i byg. NO kan påvirke sygdomsmodtagelighed i planter, men NO-associeret resistens er kun lidt beskrevet i afgrødeplanter. Vi har påvist, at hæmoglobin findes i planter, hvor dets rolle er at nedbryde NO og at ændring i gen-ekspression af hæmoglobin er et stærkt værktøj til at ændre dannelse af NO i planter og derved modulere sygdomsmodtagelighed. Danske bygsorter vil blive inficeret med meldug- og rustisolater for at få et overblik over deres resistens mod disse, og der følges op med mikroskopi og målinger af NO omsætning i og omkring infektionsstedet. Specifikke gener involveret i resistens i byg vil blive identificeret ved at teste genekspression, og proteiner der modificeres af NO identificeres v.h.a. massespektrometri. Målet er øget forståelse af sammenhængen mellem gødskningspraksis og NO associeret sygdomsresistens i byg og dennes variation i forskellige byg sorter.

Daniel Otzen Projekttitel: Exploring the potential of liprotides: a new class of protein-lipid complexes Bevilget beløb: 2.586.810

Projektbeskrivelse: Vi har indført begrebet “liprotider” til at beskrive komplekser dannet mellem proteiner og frie fedtsyrer med en fælles struktur: en fedtholdig eller hydrofob kerne af kulbrintekæder fra de frie fedt syrer stabiliseret af en omgivende skal af delvist udfoldede protein molekyler. Umættede fedtsyrer som oleinsyre er gode til at danne kernen, mens så godt som alle proteiner kan indgå som ”skal-danner”. Fedtsyrerne bindes stabilt men reversibelt i denne struktur og kan dermed overføres til andre hydrofobe komponenter, f.eks. fosfolipid membraner eller andre liprotider, hvorved proteinerne udgør et fleksibelt og vandopløseligt hylster. Liprotider også kan optage og frigive andre hydrofobe gæstemolekyler. Derved er liprotider lovende alternativer til gængse molekylære indkapslings- og transport systemer af fedtopløselige stoffer i fødevarer, kosmetik, bakteriebekæmpelse og lægemiddelindustrien, hvor miljø- og sikkerhedshensyn gør det problematisk at anvende syntetiske indkapslingsstoffer. Vi vil i dette projekt udforske muligheden for at udnytte liprotider til netop indkapsling og transport ved at danne og studere egenskaberne ved liprotider dannet af en bred vifte af proteiner og fedtsyrer. Vores mål er at udvikle en værktøjskasse af liprotider med forskellige evner til at optage, lagre og frigive fedtsyrer og andre hydrofobe gæstemolekyler. Vi forventer dette vil have stor anvendelse indenfor udvikling af nye komponenter til fødevarer, kosmetik, bakteriebekæmpelse og lægemidler.

Natur og Univers

Ian Max Møller Projekttitel: Proof-of-concept - Plant mitochondria as a model for human ageing (PlantMan)  Bevilget beløb: 2.573.712

Projektbeskrivelse: Mennesket har, ligesom andre pattedyr, en begrænset levetid. Med alderen sker der en ophobning af skader på DNA og proteiner, og der kommer flere og flere aldersrelaterede sygdomme. I modsætning til dette lever mange planter (specielt træer, men også andre arter) i hundredevis eller til og med i tusindvis af år, uden at de tilsyneladende ældes. I dette projekt vil vi efterprøve en hypotese om, at forskellen mellem mennesket og de næsten udødelige planter findes i den celledel, hvor cellernes energistofskifte sker, nemlig mitokondrien. Vi vil sammenligne planters og dyrs mitokondrier i plantevæv af vidt forskellig alder - 0-200 år i poppel, 0-2000 år i en meget speciel gymnosperm fra Namibia, og 0-16 år gamle rajgræskloner - samt i humane celler fra personer af forskellig alder og fra personer med genetiske defekter, som gør, at de ældes meget hurtigere end andre mennesker. Antallet af mutationer i mitokondriens DNA, mitokondriernes DNA polymerase, ophobning af oxiderede proteiner, mængden af antioxidanter, mængden af reaktive oxygen former, og flere andre parametre vil blive målt. Målet er at identificere en eller flere parametre, som adskiller mitokondrier i gamle planteceller fra mitokondrier i gamle humane celler. Denne viden vil hjælpe os til at opnå større indsigt i hvilke mekanismer der bidrager til, at vi ældes, og dermed en større forståelse af aldringens mysterium.

Lene Niemann Nejsum Projekttitel: Aquaporin-5 in epithelial cell migration and adhesion Bevilget beløb: 2.588.993

Projektbeskrivelse: Vandkanaler, aquaporiner, faciliterer transport af vand over cellemembraner. Gennem de seneste år har det vist sig at de også har andre funktioner i cellerne, nemlig at regulere celle migration. Cellemigration er vigtig for dannelsen af organer i fosteret, sår heling og kræft celler. Projektet omhandler dybdegående undersøgelser af aquaporiners rolle i cellemigration.

Claus Oxvig Projekttitel: Structural and biochemical analyses of proteinase inhibitors of a growth-promoting proteinase Bevilget beløb: 2.586.879

Projektbeskrivelse: Metalloproteinasen PAPP-A fungerer i en lang række biologiske systemer som en aktivator af vækstfaktoren IGF. PAPP-A’s vækststimulerende effekt er væsentlig i forbindelse med prænatal og postnatal vækst, men også ved uønsket cellevækst, fx i forbindelse med cancer. Omvendt har hæmmere af PAPP-A’s enzymatiske aktivitet en bremsende effekt på cellevækst. Vi ønsker at studere de nøjagtige mekanismer, som ligger til grund for effekten af hæmmere af PAPP-A, primært ved hjælp af biokemiske metoder. En detaljeret, molekylær forståelse af det netværk af regulerende proteiner, som proteinase og hæmmer indgår i, vil potentielt gøre det muligt at udvikle nye typer af lægemidler.