Nyheter och press

Kartan över kroppens proteiner är klar

2015-04-08

Proteinet visar sig i brunt på bilderna, som granskas manuellt av forskare. Här sitter Groom Alemayehu.

Efter tolv års arbete är den klar: En bildatlas över proteinerna, människokroppens byggstenar. Sammanlagt 13 miljoner bilder har samlats i en sökbar databas, i samarbete mellan bland andra Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) och Uppsala universitet.

– Det är en stor resurs för forskningen att vi har en nästan komplett lista på kroppens proteiner, sade Mathias Uhlén, professor vid KTH, vid presskonferensen i samband med att proteinatlasen släpptes på webben.

Fri att använda för alla som vill veta mer om de runt 20 000 proteiner som finns i människokroppen.

– För elva år sedan kartlades människans gener. Det här är en fortsättning på det projektet. Om generna kan liknas vid ritningen av ett hus är proteinerna de byggstenar som huset består av, förklarar Mathias Uhlén.

Kartläggningen visar var människans proteiner är uttryckta i alla större vävnader och organ – såsom hjärna, hjärta, lever och njurar – och vilka proteiner som är uttryckta i alla celler.

För att lyckas har forskare vid KTH tagit fram antikroppar som kan hitta ett visst protein. Nästa steg är att testa antikropparna på vävnadsprover vid institutionen för immunologi, genetik och patologi i Uppsala.

Provresultaten har sedan scannats in och samlats i en sökbar databas som är öppen att använda för alla. På bilderna syns proteinerna tydligt eftersom de har färgats bruna.

Via internet kan man zooma in och detaljgranska bilderna, som ett mikroskop i datorn. Det går att söka på ett protein och se var det förekommer eller söka på organ.

Under kartläggningen har man sett att en del proteiner finns i alla celler, en sorts kroppens renhållningsarbete. Ungefär hälften av våra proteiner finns i alla celler i kroppen, så kallade ”basproteiner”. Andra proteiner är vanligast i ett organ, men forskarna har upptäckt att det är ganska få proteiner som är unika för en viss vävnad.

– Det är viktig kunskap för läkemedelsindustrin och kan förklara en del av de problem och biverkningar som vissa läkemedel dras med, säger Mathias Uhlén.

Professor Fredrik Pontén har varit med sedan starten vid institutionen för immunologi, genetik och patologi i Uppsala.

– Det känns jättekul, det är skönt att vara ”klar”, fast inom citattecken. Vi har jobbat i tolv år och har fått ihop något som är användbart för många. Det har varit ett fantastiskt lagarbete där forskare med olika bakgrund och kunnande bidragit till att projektet hela tiden har utvecklats åt rätt håll.

Vilka kommer att använda proteinatlasen?

– Framför allt är det grundforskare men också kliniska forskare, läkemedelsindustrin och bioteknikföretag. Jag hoppas att det blir mycket använt inom medicinen, både för att hitta nya läkemedel och diagnostiska metoder.

Och det verkar som om fler och fler har upptäckt proteinatlasen. Förutom de 300 vetenskapliga artiklar som hittills har publicerats inom projektet, publiceras i genomsnitt två artiklar varje dag av externa användare.

Även om proteinatlasen kan betraktas som färdig, fortsätter arbetet. Cecilia Lindskog Bergström, platschef i Uppsala, berättar:

– Vi kommer att fördjupa oss mer i vävnader vi inte tittat på tidigare. Hittills har vi tittat på 44 olika normala organ, men det finns till exempel andra delar av hjärnan och näthinnan som vi inte undersökt och det finns fortfarande proteiner som vi inte har hittat i några av de vävnader som studerats. Vi ska också gå vidare med canceratlasen och fortsätta med mer detaljerade forskningsstudier.

Runt 30 personer jobbar med detta i Uppsala. I gruppen finns både forskningsingenjörer, forskare, doktorander och post-docs, inom bioteknik, biologi och medicin. Just nu pågår arbetet med att färdigställa och publicera ett stort antal artiklar.

– Vår roll i projektet är framför allt kopplad till den medicinska och kliniska aspekten. Det krävs medicinsk bakgrundskunskap för att tolka det vi ser i mikroskopet, säger Fredrik Pontén.

– Närheten och tillgången till biobanker har varit mycket viktig, liksom utvecklingen av tekniker för att kunna analysera genuttryck på både RNA- och proteinnivå.

I labbet på Rudbecklaboratoriet pågår arbetet i olika stationer. Först gäller det att stansa ut små bitar vävnad ur paraffinblock och tillverka en så kallad vävnadsarray med 72 små vävnadsprover. Den skivas sedan tunt och läggs glas.

Det är både friska vävnader och cancervävnader – från operationer som har gjorts på Akademiska sjukhuset.

När glasen med vävnadsprover är klara besprutas de med en lösning som innehåller antikroppar. De ”färgas in” med antikroppar som binder till ett visst protein. När antikroppen har bundit till proteinet visar det sig i brunt.

Just det här momentet är automatiserat och äger rum i en stor maskin.

– Här kan vi färga med 48 antikroppar samtidigt. Det är stora volymer och därför måste vi ha streckkoder på varje glas som visar vilken antikropp som ska användas. Vi färgar hundratals glas varje dag, berättar Cecilia Lindskog Bergström.

Sedan scannas bilderna in och kan granskas på datorskärmen i förstorad version. I ett rum sitter flera forskare och granskar bilder. Det jobbet görs helt manuellt, de tittar på skärmen och avgör om proteinet syns tillräckligt bra på bilden.

– För varje protein används data från 144 individer med normal vävnad och 216 individer med cancervävnad, alltså totalt 360 olika individer, så det tar några timmar att gå igenom.

Nu är i alla fall den första milstolpen nådd. Efter tolv års arbete har bilden klarnat av proteinerna och deras roll i människokroppen.

På presskonferensen fick professor Mathias Uhlén frågan: Var är ni om tio år?

– Nu har vi proteomet men det är bara början på att förstå magin hos människokroppen, svarade han. Vi kommer att ägna många år åt detta. Om du är forskare är det här ett bra fält att gå in i de närmaste femtio åren.