Nabila El Arbi kastar ljus över växters RNA-reglering

Du gjorde din doktorsexamen i Markus Schmids forskargrupp vid Umeå Plant Science Centre. Vad motiverade dig att flytta till Umeå och ansluta dig till Markus grupp?

Nabila El Arbi: För att vara helt ärlig - jag letade inte aktivt efter en doktorandtjänst. Jag var inne på de sista veckorna av mitt examensarbete och mötte den enkla, men skrämmande, frågan: ”Vad vill du göra nu?”.  Av en slump berättade någon på en festival för någon annan, som sedan berättade för mig, om ett ”riktigt bra växtforskningscenter” i norra Sverige. Det var så jag hittade UPSC och den lediga doktorandtjänsten i Markus grupp. När jag läste projektbeskrivningen tänkte jag att det här var verkligen skräddarsytt för mig och byggde vidare på det jag fokuserat på under mina kandidat- och masterprojekt. Jag fick genast huvudet fullt av idéer. Vid den tidpunkten hade Markus två doktorandtjänster lediga och erbjöd mig och de andra kandidaterna att besöka UPSC och träffa hans grupp. Vi kom bra överens och det gav mig extra motivation för projektet.

Under din doktorandtid utforskade du ”RNA-metabolismens roll i samband med växtutveckling under temperaturstress”. Varför är det viktigt att studera detta?

Nabila El Arbi: Som forskare vill jag veta mer om saker som inte är kända eller som man har dålig förståelse för. Vi vet fortfarande väldigt lite om hur RNA-metabolismen regleras i växter. När gener aktiveras transkriberas deras DNA-sekvens till RNA, som sedan fungerar som en proteinmall. Detta låter väldigt enkelt, men processen är mycket mer komplicerad. Vilken gen aktiveras när och varför och hur bearbetas transkriptet? Vi saknar fortfarande mycket information för att kunna besvara dessa frågor som är centrala för regleringen av RNA-metabolismen och växternas utveckling och anpassning på generellt sätt. Bara små förändringar i RNA-maskineriet kan resultera i stora effekter. Detta kan ge oss otroligt kraftfulla verktyg för att skapa mer motståndskraftiga växter, men först är det verkligen viktigt att vi förstår allt ordentligt.

En gen kan innehålla information för olika proteinvarianter

Du fokuserade främst på alternativ splitsning. Vad är det och varför är det relevant för växters utveckling under temperaturstress?

Nabila El Arbi: Det är inte så lätt att beskriva vad alternativ splitsning är, men man kan kanske förklara det lite genom att jämföra det med sådana där superhäftiga funktionella vandringsbyxorna som innehåller en massa blixtlås. Man behöver inte flera par byxor utan kan bara ta ett par och genom att ta bort eller lägga till delar kan man anpassa den efter sina behov. Det är fortfarande samma byxa, men den kan vara kort eller lång, den kan ha många fickor eller bara några få. Alternativ splitsning är lite likadant. All information finns lagrad i DNA:t men hur den transkriberas till RNA kan variera. En gen kan innehålla information för olika proteinvarianter beroende på hur de olika delarna av genen sätts samman när de transkriberas till RNA. Bananflugan Drosophila har en gen med cirka 38 000 olika splitsningsvarianter, det vill säga olika RNA-sekvenser som produceras utifrån informationen i denna enda gen. Åtminstone 19 000 av dem har en funktion. Jag tycker att detta är helt otroligt, särskilt med tanke på att Drosophila bara har ungefär 15 000 gener. Detta exempel visar på den variation som kan åstadkommas genom alternativ splitsning. Växter använder ofta denna mekanism för att flexibelt anpassa sin tillväxt och utveckling till miljön, särskilt när de anpassar sig till kyla eller värme.  

Vad anser du vara det viktigaste resultatet av din avhandling?

Nabila El Arbi: När jag började mitt doktorsarbete fanns det bara två artiklar publicerade om den splitsning-mutant som jag fokuserade på. Den kallas ”PORCUPINE” som betyder piggsvin och fick namn på grund av sitt ”taggiga” utseende. Denna mutant växer helt normalt vid rumstemperatur men utvecklar allvarliga defekter vid låga temperaturer. PORCUPINE-genen innehåller information om ett protein som är en del av splitsningsmaskineriet men som blir mer aktivt under lågtemperaturstress. Vi jämförde den med andra splitsnings-mutanter som uppvisar liknande beteenden och undersökte hur de regleras vid olika temperaturer. De verkar alla åtminstone delvis styras av överlappande signalvägar, men de skiljer sig ändå ganska mycket från varandra. Det är väldigt komplext. Det som är bra är att vi nu har mer data och kunskap om alternativ splitsning och temperatur, och det hjälper oss att formulera frågorna mer exakt. Det är en mycket bra utgångspunkt för människor som kommer att följa upp dessa projekt. För mig är detta ett av de viktigaste resultaten.

Vi vet nu mycket mer, men alla våra resultat har öppnat upp för många fler frågor

Du sammanfattar din avhandling med ”Det är verkligen komplicerat”. Förväntade du dig denna komplexitet när du påbörjade din doktorandutbildning?

Nabila El Arbi: Nej, inte alls. När jag började var jag mycket optimistisk, men jag blev snabbt konfronterad med faktumet att ingenting fungerade som förväntat. PORCUPINE-mutanten var mycket intressant men inte heller särskilt begränsad. Mutationen påverkade allt från rot- till skottillväxt, från blomutveckling till bladutveckling - som den magiska lådan där man tar ut en vävnad som aldrig tar slut. När vi genomförde ett experiment för att besvara en fråga var svaret ofta varken ja eller nej. Vi började till och med samarbeta med en grupp i Tyskland och var säkra på att vi genom dessa gemensamma experiment skulle få ett tydligt svar på hur PORCUPINE-proteinet reglerar alternativ splitsning, men resultaten är bara tydliga i den bemärkelsen att de är oklara. Vi vet nu mycket mer om samband mellan alternativ splitsning och temperatur än när jag började mitt doktorandarbete, men alla våra resultat har öppnat upp för många fler frågor. Det är verkligen komplicerat.

Vilken typ av utmaningar var du tvungen att övervinna under din doktorandtid?

Nabila El Arbi: Under mina kandidat- och masterprojekt var jag väldigt skyddad. Min handledare var välorganiserad och gav mig tydligt strukturerade projekt, vilket var fantastiskt. När jag började doktorera var jag tvungen att lära mig att ansvaret nu låg på mig, även om jag naturligtvis fick stöd av Markus och hans grupp. Jag var tvungen att planera experimenten, utföra dem och hantera felsökning själv. Till slut var jag den person som visste mest om projektet. Det är normalt under doktorandutbildningen, men jag hade inte räknat med det i början.

Mekanismerna verkar fungera helt annorlunda i växter

Sedan fick jag naturligtvis hantera frustrationen över att saker och ting inte fungerade som förväntat. Vi arbetade med modeller som var baserade på resultat från människor och jäst, men i växter verkar mekanismerna fungera helt annorlunda. Det var en utmaning att inte förlora sig i projektet och bara acceptera att vi kanske inte skulle få ett tydligt svar även om jag skulle upprepa experimentet en gång till. Jag var tvungen att lära mig att släppa taget om vissa projekt även om de var intressanta, välja det som var säkert och fokusera på att lyckas med min doktorsexamen. 

Vad planerar du att göra nu?

Nabila El Arbi: Ah, den läskiga frågan igen. Jag vet inte, ärligt talat. Uppriktigt sagt vill jag bara andas en stund. Jag har alltid satt så stor press på mig själv att inte ta en paus, att fortsätta röra på mig och att starta nästa projekt direkt efter att ett annat har avslutats - jag känner inte att jag vill göra det längre. Jag kommer att ta lite ledigt nu för att se vilka möjligheter som finns och sedan välja något som jag verkligen brinner för. Jag har sökt en tjänst på Europeiska Rymdorganisationen eftersom jag verkligen skulle vilja arbeta inom rymdfältet, kanske till och med åka ut i rymden om det är möjligt. De sökte snarare efter ingenjörer än biologer, men jag tänkte att jag bara skulle ge det ett försök. Annars tror jag att jag skulle vilja ta en paus från den akademiska världen och prova på hur det är att arbeta i industrin. Men först ska jag hälsa på min familj och några vänner som jag inte har träffat på länge.