Magnus P Andersson Lab

Under ledning av Magnus Andersson utvecklar forskargruppen synkrotron-baserad tidsupplöst röntgenmetodologi för att studera proteindynamik. Fokus ligger främst på ATP-beroende jontransportörer med relevans inom hjärt- och skelettsjukdomar, samt för utveckling av nya antibiotika. Vi använder oss även av kryoelektronmikroskopi – både med konventionella metoder, men även tidsupplösta experiment, samt molekyldynamiksimuleringar som ligger till grund för vår utveckling av verktyg att hantera och förstå synkrotrondata.

Schematisk bild av uppsättningen vid ett tidsupplöst röntgenexperiment med ett exempel på hur erhållen data kan se ut.

ImageMagnus P Andersson

Hjärt-kärlsjukdom

Transport av kalcium över membranstrukturer i cellen är centralt för hjärtslagsmekanismen. Vid kontraktion flödar kalcium in i cellen och för att hjärtat ska kunna slappna av igen så måste kalcium transporteras tillbaka till sitt lagringsutrymme. Denna transport utförs av ett ATP-beroende membranprotein som vi kallar SERCA. Vi har använt vår utvecklade synkrotron-baserad tidsupplöst röntgenmetodologi för att bestämma strukturer och kinetik av övergångstillstånd i SERCA reaktionen, som är svåra eller omöjliga att studera med andra tekniker. Vi använder nu metoden för att undersöka reglering av exempelvis lipider, läkemedel, och proteindomäner. Målet är att molekylärt kunna påverka kalciumsignalering och på så vis avhjälpa exempelvis hjärtsvikt.

Vårt publicerade arbete (Ravishakar et al., Science Advances, 2020) där vi använder den tidsupplösta tekniken för att bestämma strukturen på intermediära tillstånd samt deras kinetik.

ImageMagnus P Andersson

Eftersom kalciumsignalering också är primär cellulär respons vid stress hos växter studerar vi även möjligheter att molekylärt kunna reducera stressrespons. Denna forskningsinriktning strävar efter att optimera jordbruksproduktion av skördar – vilket är extra viktigt givet pågående klimatförändringar för att kunna säkerställa livsmedelsförsörjning.

Infektionsbiologi

ATP-beroende proteiner som transporterar tungmetaller ut ur bakterien är centrala för bakteriell överlevnad. Därför är dessa membranproteiner potentiella mål för utveckling av nya antibiotika. Vi fokuserar på bakteriell zinktransport hos Shigella sonnei där det zinktransporterande proteinet inte har någon motsvarighet hos människan – vilket ytterligare höjer relevansen som målprotein.
Andersson Lab utvecklar synkrotron-baserad tidsupplöst röntgenmetodologi och studerar proteindynamik hos främst membranproteiner.

Publikationer

Publikationer sedan 2020

Orädd, F., Steffen, J.H., Gourdon, P., Andersson, M. Copper binding leads to increased dynamics in the regulatory N-terminal domain of full-length human copper transporter ATP7B. PLoS Computational Biology. 18(9):e1010074, (2022).

Salustros, N., Grønberg, C., Abeyrathna, N.S., Lyu, P., Orädd, F., Wang, K., Andersson, M., Meloni, G., Gourdon, P. Structural basis of ion-uptake in P1B-type ATPases. Nature Communications. 13(1):1-11, (2022).

Wiuf, A., Steffen, J.H., Becares, E.R., Grønberg, C., Mahato, D.R., Rasmussen, S.G.F., Andersson, M., Croll, T.,  Gotfryd, K., Gourdon, P. The two-domain elevator-type mechanism of zinc-transporting ZIP proteins. Science Advances. 8(28):eabn4331, (2022).

Li P., Nayeri, N., Górecki, K., Becares, E.R., Wang, K., Mahato, D.R., Andersson, M., Abeyrathna, S.S., Lindkvist‐Petersson, K., Meloni, G., Missel, J.W., Gourdon, P. PcoB is a defense outer membrane protein that facilitates cellular uptake of copper. Protein Science. 31(7):e4364, (2022).

Gronberg, C., Hu, Q., Mahato, D.R., Longhin, E., Salustros, N., Duellli, A., Lyu, P., Bågenholm, V., Eriksson, J., Rao, K.U., Henderson, D.I., Meloni, G., Andersson, M., Croll, T., Godaly, G., Wang, K., Gourdon, P. Structure and ion-release mechanism of PIB-4-type ATPases. Elife. 10:e73124, (2021).

Ygberg, S., Akkuratov, E.E., Howard, R.J., Taylan, F., Jans, D.C., Mahato, D.R., Katz, A., Kinoshita, P.F., Portal, B., Nennesmo, I., Lindskog, M., Karlish, S.J.D., Andersson, M., Lindstrand, A., Brismar, H., Aperia, A. A missense mutation converts the Na+,K+-ATPase into an ion channel and causes therapy-resistant epilepsy. Journal of Biological Chemistry. 297(6):101355, (2021).

Orädd, F., Ravishankar, H., Goodman, J., Rogne, P., Backman, L., Duelli, A., Pedersen, M.N., Levantino, M., Wolff, M., Wolf-Watz, M., Andersson, M. Tracking the ATP-binding response in adenylate kinase in real time. Science Advances. 7(47):eabi5514, (2021).

Orädd, F., Andersson, M. Tracking membrane protein dynamics in real time. Journal of Membrane Biology. 254:51-64, (2021).

Ravishankar, H., Pedersen, M.N., Eklund, M., Sitsel, A., Li, C., Duelli, A., Levantino, M., Wulff, M., Barth, A., Olesen, C., Nissen, P., Andersson, M. Tracking Ca2+ ATPase intermediates in real-time by X-ray solution scattering. Science Advances. 6(12):eaaz0981, (2020). 

Google scholar länk med söksträngar till samtliga arbeten

Finansiärer

Grupens forskning finansieras av Vetenskapsrådet, EU, Kempestiftelserna och eSSENCE.