Ansökan: Design och syntes av luminescenta föreningar för att studera biologiska processer

Tidsperiod:

1 januari 2014 – 31 december 2017

Projektledare:

Eszter Borbas

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Projektbidrag

Budget:

3 200 000 SEK

Cellens funktion är ett oerhört komplicerat nätverk av sammankopplade processer där variationer i varje komponents lokalisation och koncentration har betydelse för flera andra komponenter, och där att ändra på en parameter ofta sparkar igång en kaskad av reaktioner. Denna komplexitet kräver att man för att studera de cellulära processerna måste kunna följa så många cellulära komponenter (enzymer, joner, metaboliter, osv) som möjligt samtidigt för att få en så precis bild som möjligt om både friska och sjuka celler. Sådan information är nödvändig för att utforska bättre läkemedel för sjukdomar som cancer, reumatism eller neurodegenerativa sjukdomar (Alzheimers, Parkinsons). Projektet syftar på att ta fram metoder för att följa viktiga biologiska molekyler på ett enkelt och icke-invasivt sätt. Vi använder ljus för att få information om komplexa biologiska system med en metod som heter fluorescensspektroskopi. En viktig del av projektet är skapandet av nya metoder för att studera RNA- och DNA-strukturer. Vi kommer att försöka kartlägga RNA/DNA-molekylernas tredimensionella struktur, som är viktig för att förstå deras funktion. Vi kommer att också studera hur vissa katalytiskt aktiva oligonukleinsyror utför reaktioner. Sådana experiment främjar den förståelse av hur nukleinsyraskatalysatorerna fungerar som är nödvändig för att göra processerna effektivare, snabbare och mer flexibla. En fördjupad kunskap om katalysatorernas mekanismer skulle kunna innebära att vi i framtiden kan skapa nya katalysatorer för viktiga reaktioner. Det är viktigt att påpeka att de spektroskopiska metoderna vi skapar i det här projektet även kan komma till nytta i andra sammanhang, till exempel för att studera naturliga nukleinsyrors roll i celler, och även i medicinsk diagnostik. I den andra delen av projektet vill vi ta fram lantanidkomplex som kan användas för att detektera enzymer, små, biologiskt aktiva molekyler, och korta nukleinsyror med fluorescensspektroskopi. Fördelen med att använda lantanider är att det är lätt att detektera flera av dem samtidigt, vilket gör det möjligt att detektera flera olika målmolekyler (enzymer, osv). De målmolekyler som vi vill detektera har stor betydelse för utvecklingen av cancer, reumatism och Alzheimers sjukdom, och för att utveckla läkemedel mot dem är det viktigt att kunna följa målmolekylernas funktion i celler. För att kunna detektera molekylerna på ett bra sätt i både celler och vävnad vill vi ta fram lantanidkomplex som absorberar rött ljus, då det når djupare in i vävnaden. En viktig del av projektet är också utvecklandet av syntesmetoder för att skapa de molekyler som vi gör fluorescensspektroskopi med, merparten av de metoderna tillhör området som kallas för heterocyklisk kemi. Vi vill utveckla metoder som framställer heterocykliska föreningar på ett enklare, snabbare, effektivare sätt, som producerar mindre avfall, och använder mindre lösningsmedel och giftiga kemikalier.