Nordiskt samarbetsprojekt för att studera peroxisomal biogenes

Samarbetsprojekt mellan UCEM och Helsingfors universitet (från vänster till höger): Linda Sandblad (chef för UCEM), Kaneez Fatima (doktorand från Helsingfors universitet) och Agnieszka Ziolkowska (personal vid UCEM

BildKaneez Fatima

Umeå centrum för elektronmikroskopi (UCEM) vid Umeå universitet har inlett ett samarbetsprojekt med Kaneez Fatima, en doktorand från Institutet för bioteknik, Helsingfors universitet, och Helsinki Institute of Life Science (HiLIFE). Fatimas expertisområde ligger inom cell- och molekylärbiologi, med ett särskilt fokus på peroxisomal biogenes. Detta samarbete kan ge den sista pusselbiten som saknas för att besvara hennes forskningsfråga om peroxisomal biogenes.

Peroxisomer är svåra att identifiera med elektronmikroskopi på grund av deras likhet med lipiddroppar och andra organeller. De är också mycket små och de är "shapeshifters", vilket innebär att de ändrar form och storlek beroende på de aktuella förhållandena i cellen. De finns också i både prematura och mogna former. Fatimas grupp använder cellinjer från däggdjur och de har redan lyckats identifiera några nya proteiner i den peroxisomala biogenesen. Tillsammans med UCEM arbetar Fatima med att karakterisera ett av dessa proteiner, ett endoplasmatiskt retikulumprotein, som har visat sig ha en stor inverkan på peroxisomalt underhåll.

"Det har inte funnits någon systematisk metod för att studera peroxisomernas biogenes och det är fortfarande oklart hur proteinerna når peroxisomerna. Vi känner till några få av de inblandade membranproteinerna och några ytterligare proteiner. Högupplöst avbildning av peroxisomer är ett viktigt steg i vår studie för att avslöja mekanismerna för peroxisomal biogenes. Det är dock en mycket utmanande uppgift. Om vi lyckas göra det här med CLEM-tekniken kommer det att vara ett stort genombrott, och UCEM har rätt expertis för att uppnå detta", säger Kaneez Fatima.

Hon besökte Umeå för första gången förra året för att delta i workshopen Advanced Correlative Light and Electron Microscopy (CLEM), som anordnades av UCEM och The Laboratory for Molecular Infection Medicine Sweden (MIMS), där hon insåg att denna teknik är precis vad hon behöver för sitt projekt. På UCEM samarbetar Naga Venkata Gayathri Vegesna, chef för CLEM-enheten och anläggningschef, och Agnieszka Ziolkowska, anläggningschef och expert på TEM, med henne.

"Vi hade det första projektmötet med Fatima direkt efter CLEM-workshopen, och vi bestämde oss för att samarbeta eftersom vi har den expertis som hon behövde för sitt projekt. Efter några uppföljningsmöten och ytterligare experiment kom vi fram till att proverna måste fixeras och snittas under kryoförhållanden, sedan använder vi Tokuyasu-metoden för att komma åt epitoperna och antigenerna för både immunoguldmärkning och fluorescensavbildning, som vi sedan kan korrelera med varandra", förklarar Gayathri Vegesna den metodik som ska användas.
För CLEM-metoden tillhandahålls den nödvändiga infrastrukturen av kombinationen av Umeå centrum för elektronmikroskopi och Biochemical Imaging Centre Umeå (BICU).

Inom en tvåveckorsperiod ser de resultaten och kan börja analysera bilderna. Kartläggningen av mekanismen för peroxisomal biogenes skulle bidra till en bättre förståelse av patologiska tillstånd som är förknippade med peroxisomal dysfunktion, inklusive neurologiska och metaboliska sjukdomar och vissa typer av cancer.

Kaneez Fatimas handledare är doktor Svetlana Konovalova, och biträdande handledare är professor Pekka Katajisto.

Umeå Centre for Electron Microscopy

Electron Microscopy Core Facility och nationell Cryo-EM-nod för biovetenskaplig forskning