Årets Nobelpris i kemi, till Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A Steitz och Ada
Yonath, är det tredje i en serie priser som gäller hur våra arvsanlag
uttrycks och blir till fungerande proteiner — hur DNA-informationen blir
till liv. Det första priset i denna serie var priset för DNA-strukturen till
Crick, Watson och Wilkins 1962.
De visade hur arvsanlagen är uppbyggda och gav oss en aning om hur de kopieras
och används. Det andra priset i serien fick Roger Kornberg 2006. Han kunde
med strukturen av RNA-polymeraset beskriva hur arvsanlagen i DNA kopieras
till budbärarmolekyler i form av mRNA. Årets pris gäller hur informationen i
mRNA översätts till proteinmolekyler.
Detta är en verklig översättning där lexikonet kallas den genetiska koden.
DNA/RNA-orden är tre bokstäver långa och består av fyra olika bokstäver
(nukleotider): A, C, G och T.
De 64 trebokstavsorden översätts på ribosomen till de 20 olika aminosyrorna i
våra proteiner. Ribosomen är ett stort komplex av proteiner och
RNA-molekyler och som består av två subenheter. mRNA binder binder till den
lilla subenheten där avläsningen sker med hjälp av adaptormolekyler (tRNA)
som binder de aminosyror som sammanlänkas till ett protein på den stora
subenheten.
Årets pristagare, liksom Roger Kornberg, har alla använt kristallografi för
att tillsammans ge oss strukturer av ribosomen i olika funktionella steg.
Denna metod gör det möjligt att se molekylers atomära tredimensionella
uppbyggnad.
Ada Yonath är pionjären, som trots att uppgiften föreföll omöjlig, föresatt
sig att bestämma ribosomens struktur. Hennes första framgångar gjordes redan
1980, då hon erhöll de första kristallerna av ribosomens stora subenhet.
Kvaliteten av kristallerna behövde förbättras åtskilligt och detta arbete
tog mer än tio år. Åtskilliga andra tekniska problem behövde också lösas.
När uppgiften verkade vara lösbar kom flera andra in i fältet, däribland
Steitz och Ramakrishnan.
År 2000 kunde dessa tre grupper nästan samtidigt publicera strukturer av
ribosomens två subenheter. Senare har också strukturer av hela ribosomer
publicerats. Ett av Ramakrishnans viktigaste bidrag har varit att klarlägga
hur tRNAs avläsning av mRNA kan göras med så stor noggrannhet.
Det visar sig att ribosomen kan ”mäta” avståndet mellan kodorden och mRNA och
förkasta allt som inte basparar som i Watson-Crick-spiralen. Till Steitz
viktigaste bidrag hör mekanismen för hur aminosyrorna länkas samman till det
framväxande proteinet.
Utan ribosomer kan livet inte fortgå. Därför utgör de måltavlor för alla de
antibiotika som mikroorganismer använder i sin krigföring mot varandra och
som vi lärt oss att använda mot bakterieinfektioner. Här utgör resistensen
ett aktuellt och snabbt växande problem. Samtliga tre pristagare har
studerat hur de antibiotika som riktar sig mot ribosomen binder. Deras
resultat utgör nu en resurs för de läkemedelsföretag som utvecklar nya
antibiotika.
Har årets pris något intresse för Lund? Det metod som använts, kristallografi,
och som lett till Nobelpris 4 gånger under de senaste 12 åren, görs bäst vid
synkrotroner. Kristallografin är en av huvudmetoderna vid MAX-laboratoriet,
vår nationella synkrotronanläggning i Lund som kommer att förnyas med
MAX-IV, som blir en världsledande synkrotron.
En typ av detektorer som används är CCD-detektorer, som just belönats med
årets Nobelpris i fysik till Willard S Boyle och George E Smith. Denna typ
av detektorer har starkt bidragit till utvecklingen inom många
vetenskapsområden som t ex forskning vid synkrotroner eller astronomi.
Lundaforskare har i MAX-laboratoriet en unik resurs som ingen av årets
pristagare har på hemmaplan. De har däremot inte haft de svåra ekonomiska
begränsningar som svenska forskare lider av. Det politiska intresset att
satsa på stora och dyra anläggningar måste nödvändigtvis motsvaras av
resurser för själva forskningen.
Ytterligare en koppling av årets pris till Lund är att avdelningen för
molekylär biofysik på Kemicentrum forskat på ribosomen och
överättningsmaskineriets molekylstrukturer under ca 20 år. En av
avdelningens tidigare doktorander, Maria Selmer, har under fyra år arbetat
tillsammans med årets pristagare Ramakrishnan.