10 miljoner euro till minimala motorer

Nobelpriset i kemi 2016 gick till forskare som utvecklat molekylära maskiner och motorer, det vill säga motorer som består av molekyler som omvandlar energi från ljus eller bränsle till rörelse. Förebilden för dessa motorer finns inom cellbiologin där molekylmotorer behövs för livsviktiga processer. En stor fördel med biologiska motorer är att de är mer energisnåla än vanliga förbränningsmotorer.

I Lund har Heiner Linke, professor i fasta tillståndets fysik, tillsammans med kollegor skapat forskning med liknande tankegrund. Bland annat har de byggt räknemaskiner där muskelproteiner färdas genom en myriad av nanometersmala kanaler och som genom att välja olika in- och utgångar räknar ut kombinatoriska problem på ett mycket energisnålt sätt.

Levande molekyler istället för syntetiska

I ett nytt projekt vill Heiner Linke bygga en biologisk molekylmotor från grunden för att bättre förstå hur biologins motorer fungerar. Till skillnad från dem som belönades med Nobelpriset ska han använda sig av levande materia, proteiner.

– Nobelpristagarna använde sig av syntetiska molekyler. Levande molekyler är svårare att jobba med, men har större potential att skalas upp och förfinas. Dessutom gissar vi att det finns en anledning till att evolutionen valde just proteiner som huvudbyggstenen för liv, säger Heiner Linke.

Projektet finansieras med ett prestigefyllt så kallat ”ERC Synergy Grant” från Europeiska forskningsrådet på 10 miljoner euro, lite drygt 100 miljoner kronor. Pengarna delar han med kollegor i Tyskland och Australien. 

”En gammal dröm”

Med sin australiensiske forskarkollega Paul Curmi började Heiner Linke diskutera att göra detta redan när de träffades i Sydney där Linke gjorde sin post doc 1998-2001.

– Det är en gammal dröm som vi började arbeta på riktigt med för drygt tio år sedan, men hade svårt att hitta gemensam finansiering för. Det ska bli roligt att återuppta arbetet, säger Heiner Linke.

Drömmen, det är att få klarhet i hur det går till när proteinerna alstrar rörelse från kemisk bränsle. I sin naturliga miljö, i cellen, heter proteinernas energi ATP, men i en molekylmotor ”matas” proteinerna lite annorlunda.

En känd fysikalisk princip är emellertid sannolikt densamma för alla molekylmotorer: att likrikta och gratis utnyttja energin som genereras från molekylernas slumpartade rörelser.

–Vi vill testa våra modeller genom att förverkliga dem med proteiner, säger Heiner Linke. 

Biodatorer och läkemedelsfrisättning

Löser man denna ”heliga graal” ökar chansen att kunna tillverka även andra proteiner med andra funktioner, till exempel nya enzymer.

Arbetet är grundforskning. Skulle denna konstgjorda molekylmotor komma till användning om många år kan tillämpningar handla om biodatorer, om byggstenar inom syntetisk biologi, eller om läkemedelsfrisättning.

Utöver Heiner Linke och Paul Curmi ingår Birte Höcker, professor vid universitetet i Bayreuth, i projektet. 

Om ERC Synergy Grant

Europeiska forskningsrådet (ERC) främjar forskardriven forskning av högsta kvalitet inom alla vetenskapliga områden genom omfattande och långsiktig finansiering.

ERC stödjer spetsforskning, mång- och tvärvetenskapliga projekt och banbrytande idéer i nya och framväxande områden. 

ERC Synergy Grant riktar sig till små grupper av mycket framstående forskare som vill samarbeta kring ett gemensamt forskningsprojekt. 

På ERC:s webbplats finns mer statistik och en lista på alla bidragsmottagare