Detaljerad information för diarienr 2007-5470
		Besl. instans: NT Ämnesområde: Cell- & molekylärbiologi NT Beslutsdat: 2007-11-13 Namn: Tamás, Markus Titel: Docent Kön: Man Univ./Institution: Göteborgs universitet - Institutionen för cell- och molekylärbiologi Projekttitel: Molekylär karakterisering av cellens försvarsmekanismer mot arsenik Project title: Molecular mechanisms of arsenic detoxification and tolerance Värdhögskola: Göteborgs universitet SCB-klassificering: Molekylärbiologi, Cellbiologi, Mikrobiologi Beviljat(SEK): Bidragsform/Finansieringskälla   2008 2009 2010   Projektbidrag/ Vetenskapsrådet, naturvetenskaplig-teknikvetenskaplig forskning   550000 400000 400000 Beskrivning: Vårt övergripande forskningsintresse är att förstå hur celler känner av närvaron av giftiga ämnen i sin omgivning samt vilka försvarsmekanismer de aktiverar för att förvärva tolerans (motståndskraft). Vårt mål är att få kunskap om de molekylära processer som styr signalöverföring och genuttryck i cellens försvar mot arsenik och andra metaller. Metaller finns överallt i jordskorpan och de ingår som naturliga beståndsdelar i mineraler. Många metaller uppfyller essentiella funktioner i levande organismer medan andra inte har någon biologisk roll utan är skadliga för växter, djur och människor. Detta gäller framförallt tungmetaller som kadmium, kvicksilver och bly, samt halvmetallerna arsenik och antimon. Dessa metaller kan lagras i vävnader och orsaka stor skada på många av våra organ. Arsenik, antimon och kadmium kan bland annat orsaka cancer i lungor, hud och njure medan kvicksilver främst påverkar nervsystemet. Metaller som frisätts och sprids till luft och vatten via naturliga eller industriella processer, påverkar vår miljö och hälsa. Det mest alarmerande exemplet på hur geologin kan orsaka allvarliga hälsoproblem är från Bangladesh, där miljontals människor utsätts för kronisk arsenikförgiftning från förorenat dricksvatten. Metaller kan även tjäna goda syften: många har använts sedan medeltiden för att bland annat behandla bakteriella infektioner och även idag används metaller inom medicinsk terapi. Arsenik och antimon ingår som aktiva beståndsdelar i olika mediciner mot sjukdomar orsakade av parasiter, t.ex. sömnsjuka. Arsenik används också till att behandla promyelocytisk leukemi (ett slags benmärgscancer) hos patienter som inte längre är mottagliga för konventionell cellgiftsbehandling. Ett allvarligt hot mot dessa och andra behandlingsformer där skadliga ämnen ingår (t.ex. cancerterapi med cellgifter), är att celler utvecklar tolerans vilket i sin tur leder till ineffektiv terapi. Det är därför viktigt att få kunskap om de biologiska processerna som ligger till grund för motståndskraftens förvärvande. Arseniken som finns naturligt i berggrunden kan lösas ut i grundvattnet och på så sätt skada levande organismer. Därför har alla organismer, från bakterier till växter och människa, utvecklat effektiva försvarssystem för att säkerställa sin överlevnad och reproduktion. Vår kunskap om de mekanismer som celler använder för att känna av närvaron av arsenik, vilka försvarssystem som aktiveras och hur detta i sin tur leder till ökad motståndskraft är dock begränsad. Eftersom arsenik är skadligt först när det kommer in i cellen, har celler utvecklat strategier för att minska dess upptag och öka dess utsöndring. Cellen kan även låta särskilda proteiner binda till arsenik eller ”omvandla” den till mindre giftiga former. Celler aktiverar med andra ord ett helt batteri av försvarssystem vid exponering för att skydda livsviktiga funktioner och för att förhindra att skadat cellmaterial förs vidare till nästa generation. Vi kommer att studera dessa processer hos jäst för att få insikt i hur liknande mekanismer fungerar hos t.ex. växter och humana celler. Jäst är ett väletablerat modellsystem: många biologiska funktioner är likartade hos jäst och människa, och jäst är lätt att manipulera med biokemiska, molekylärbiologiska och genetiska metoder. Dessutom är jästens arvsmassa kartlagd och tekniker för funktionsgenomisk och bioinformatisk analys är väl utvecklade. Vi har identifierat ett antal jästproteiner som reglerar signalöverföringen och uttrycket av specifika försvarsgener vid arsenikexponering. Vi har även funnit proteiner som påverkar upptag och utsöndring av flera skadliga metaller. Liknande proteiner finns både hos växter och människor där de uppfyller centrala försvarsfunktioner. Vi kommer att utröna hur dessa jästproteiner aktiveras, hur de reglerar cellens försvarssystem samt hur detta leder till tolerans. Den kunskap vi får genom att kartlägga försvarssystemens identitet, aktivitet och funktion i jäst kan man i sin tur använda för att på sikt framställa mer effektiva mediciner där arsenik eller andra metaller ingår. Kunskapen kan även utnyttjas för att framställa växter med hög motståndskraft som kan användas vid sanering av förorenad mark (s.k. fytoremediering). Vi förutspår att resultaten från detta projekt kommer att få stor betydelse för grundforskning som rör metallers ”biologi” samt för forskning inom användandet av arsenik och andra giftiga ämnen för terapeutiska ändamål.