Joseph Lyons
Molecular mechanisms driving membrane asymmetry in health and disease.
Ubalance i fedtstoffer kan give sygdom
Vil man prøve at få en bedre forståelse af neurodegenerative lidelser – fx Alzheimers og Parkinsons – giver det god mening at studere proteindrevet fedtstof-transport i kroppens celler.
Og det er lige præcis, hvad adjunkt Joseph Lyons fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet har sat sine kommende fem arbejdsår af til.
Joseph Lyons er en af de ni talentfulde forskere, der i 2020 bliver Lundbeckfonden fellow. Og den bevilling, der følger med udnævnelsen, gør det muligt for ham at etablere sin helt egen forskningsgruppe ved Aarhus Universitet.
”Her skal jeg se på proteindrevet fedtstoftransport i forhold til Alzheimers og Parkinsons”, fortæller Joseph Lyons.
Der er tale om nogle meget komplekse transporter af fedtstoffer, som løbende finder sted internt i alle kroppens celler på tværs af cellemembranen. Denne proteindrevne transport kaldes populært for ’fedtstof-flip-flop-processen’, hvilket skyldes, at den styres af to grupper proteiner – flippaser og floppaser.
Og ved at regulere bl.a. sammensætningen af fedtstoffer i cellerne er processen også involveret i en lang række basale biologiske processer hos mennesket og andre pattedyr, fortæller Joseph Lyons:
”Fx signalsystemer, der styrer blodets koagulering – og processer i relation til cellens livscyklus”.
Hertil kommer, at fejlregulering af de to protein-grupper på forskellig vis, som videnskaben endnu ikke kender i detaljer, også spiller en rolle ved forskellige sygdomme hos mennesker, herunder neurodegenerative lidelser og cancer.
Joseph Lyons har forsket i ’flip-flop-processen’ i en årrække – siden 2013 ved Aarhus Universitet under professor Poul Nissen fra DANDRITE (The Danish Research Institute of Translational Neuroscience). Og i sommeren 2019 kunne Joseph Lyons – i samarbejde med kolleger fra Aarhus Universitet og fra tyske og franske universiteter – som de første nogensinde vise 3-D gengivelser af flippaser. Det skete i en videnskabelig artikel i Nature.
Flippaser og andre proteiner er for små til, at man kan tage traditionelle fotografier af dem. Men hvis man bruger kryo-elektronmikroskopi – en teknik, hvor proteinerne undersøges ved temperaturer helt ned til -170 C – kan det lade sig gøre at skabe en 3-D model af både flippaser og floppaser. Og kan man dermed begynde at forstå, hvordan de arbejder – og hvordan fejl i ’flip-flop-processen’ kan spille ind ved forskellige sygdomstilstande.
”De allerførste kryo-elektronmiskroskopi undersøgelser, vi skal i gang med i min gruppe, handler om at skaffe mere viden om, hvordan flippaser og floppaser reguleres helt ned på atom-niveau”, fortæller Jospeh Lyons. Den næste fase i projektet involverer forsøg på celleniveau. Her vil Joseph og hans medarbejdere studere fedtstoftransporten i genetisk manipulerede celler – både i raske- og i dysfunktionelle celler.
Og viden fra disse forsøg bør på længere sigt gøre det muligt at undersøge en hypotese, der både knytter an til Alzheimers og Parkinsons, fortæller Joseph Lyons: ”Nemlig, at fejl i ’fedtstof-flip-flop-processen’ muligvis kan være involveret i den ophobning af fejlfoldede proteiner – plak – som ses ved disse to neurodegenerative lidelser”.
