Microtubule structure and function as perturbed by electromagnetic fields
Abstract
Frontlinjen för strukturbiologisk forskning ligger idag i att avbilda proteiner i rörelse. För att förstå hur proteiner fungerar rent strukturellt krävs avbildningsmetoder med en tid- och rums-upplösning anpassad för den specifika biologiska
funktionen. Tidigare forskning rörande ljuskänsliga proteinkomplexs reaktion på ljus har genomförts med hög tidsmässig upplösning, men det saknas en generell metod för att initiera och koordinera proteinrörelser. Tidigare forskning
har också indikerat att protein i starka elektromagnetiska fält kan induceras att uppvisa relevanta strukturella rörelser.
Mikrotubuli är essentiella komponenter i cellskelettet i allt eukaryot liv. De är i huvudsak uppbyggda av de två proteiner alfa- och beta-tubulin. Tillsammans bildar de en heterodimer som kan organisera sig i en tubformade mikrotubuli. Denna avhandling inkluderar tre undersökningar av mikroubulis struktur och funktion.
Den mest högupplösta avbildningen av mikrotubuli, och proteiner generellt, baseras idag på metoder som kräver att proteinkomplexet fryses ned eller torkas ut. Avhandlingens första studie utgör ett försök att avbilda mikrotubuli under fysiologiskt mer relevanta omständigheter, i en rumstempererad lösning. Den rumsliga upplösning med vilken mikrotubuli avbildades är lägre än vad som uppnåtts med beprövade metoder, men samtidigt visar studien på potentialen att avbilda
enskilda partiklar i flytande lösning och vid rumstemperatur. I denna avhandling presenteras även två studier som avsåg att undersöka om alternerande elektromagnetiska fält, med frekvenser motsvarande dagens mobiltelefoni och
Wifi, påverkar mikrotubulis struktur och funktion. Studierna fann ingen sådan påverkan utöver de som kan associeras med värmeutveckling eller rumslig orientering.
Parts of work
1. Brändén, G., Hammarin, G., Harimoorthy, R. et al. Coherent diffractive imaging of microtubules using an X-ray laser. Nat Commun 10, 2589 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-10448-x 2. Hammarin, G., Börjesson, P., Harimoorthy, R., Chen G., Bertnsen, P., Widlund P. O., Stoij C., Rodilla H., Swenson J., Brändén G.,, Neutze R., No observable non-thermal effect of microwave radiation on the growth of microtubules, Manuscript 3. Hammarin, G., Börjesson, B., Harimoorthy, R., Nasedkin, A., Stoij, C., Sarabi, D., Ortolani, G., Diaz, A., Lutz-Bueno, V., Appio, R., Swenson, J., Menzel, A., Brändén, G., Neutze, R., Microwave induced orientation perturbations of microtubules, Manuscript
Degree
Doctor of Philosophy
University
University of Gothenburg. Faculty of Science.
Institution
Department of Chemistry and Molecular Biology ; Institutionen för kemi och molekylärbiologi
Disputation
Torsdagen den 8 december 2022 kl 13.00, K Isaksson på Medicinaregatan 16
Date of defence
2022-12-08
greger.hammarin@gu.se
Date
2022-11-08Author
Hammarin, Greger
Keywords
X-ray
microtubules
microwaves
structural biology
Publication type
Doctoral thesis
ISBN
978-91-8069-072-0
Language
eng