En opdagelsesrejsende i kroppens mindste bestanddele – Københavns Universitet

sund.ku.dk > Nyheder > 2017 > En opdagelsesrejsende ...

26. januar 2017

En opdagelsesrejsende i kroppens mindste bestanddele

Forskerprofil

Guillermo Montoyas interesse for videnskaben blev vakt tidligt af en videnskabelig tv-serie fra 80'erne. Siden har han dedikeret sit liv til at finde ud af, hvordan kroppens mindste bestanddele interagerer med hinanden.

Som forskningsleder ved Center for Proteinforskning (CPR) tilbringer Guillermo Montoya sine dage med at skaffe krystaller og se ind i et mikroskop i forsøget på at kortlægge, hvordan kroppens mindste dele er organiseret. De endelige resultater af hans arbejde er farverige geometriske 3D-billeder, der viser, hvordan molekylerne i vores celler fungerer.

Den information, som Guillermo Montoya og hans gruppe indsamler, skaber grundlag for udviklingen af lægemidler, forbedringer af industriprodukter og kan endog udgøre et meget vigtigt skridt inden for bioteknik – nemlig konstruktion af levende organismer.

Københavns Universitet har netop modtaget en bevilling på 60 millioner kroner fra Novo Nordisk Fonden til at købe et højteknologisk elektronmikroskop, som vil muliggøre mere avanceret og effektiv forskning. Mikroskopet skal forankres af Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research på Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet.

Hvad beskæftiger du dig med?
Jeg arbejder i krydsfeltet mellem biologi, fysik og kemi. Vores primære interesse er at se, hvordan molekyler fungerer inden i cellerne, og til det formål anvender vi teknikker såsom røntgenkrystallografi eller kryo-elektronmikroskopi. Vi forsøger at se, hvordan de atomer, der udgør molekylerne, er organiseret, så vi kan forstå, hvordan de fungerer, når de udfører en af de kemiske reaktioner inden i cellerne i vores krop. De oplysninger, vi får, kan bruges til mange ting. For eksempel gør de det lettere at forbedre og udvikle lægemidler.

Vi kan sammenligne cellerne med små maskiner. For at forstå, hvordan en maskine fungerer, er man nødt til at skille den ad. Man er nødt til at dele den op i forskellige stykker for at forstå, hvordan hvert stykke fungerer inde i maskinen. Det er det samme, vi gør: vi afmonterer cellerne og isolerer molekylerne. Når vi har isoleret molekylerne, kan vi bruge røntgen- eller elektronstråler til at producere et fysisk fænomen, der vil vise os billeder af konstellationen på de atomare niveauer. Derved kan vi se, hvordan atomerne er organiseret, og vi kan finde ud af, hvordan de kunne fungere. I nogle tilfælde ser man endda, at ingeniører efterligner løsninger på mekanismer, som vi ser i cellemolekylerne.

Hvorfor er din forskning så vigtig?
Livet er en blanding mellem kemi og fysik. Hvis du kan forstå på det molekylære niveau, hvordan mekanismerne fungerer, så kan du "reparere" eller "rekonstruere" ting, der måtte være problemer med. For eksempel kan du søge efter molekyler, der kan blokere en reaktion, du ikke ønsker. Dette er meget vigtigt i udviklingen af lægemidler eller antibiotika. I dag har vi et stort problem, fordi folk har fået så mange antibiotika, at det er skabt en hel del resistens. Ved at kende molekylernes struktur kan man konstruere nye antibiotika, der er i stand til at angribe og dræbe bakterier.

Menneskeheden har i lang tid skabt genetiske forbedringer gennem forædling. Hvis du har en ko, der producerer en masse mælk, så er det den ko, du vælger til avl. Det er genetisk udvælgelse, og hvis man altid vælger den bedste ko, så genkonstruerer man langsomt køernes organismer.  Ved at forstå, hvordan molekylerne virker, kan vi konstruere værktøjer, der kan hjælpe til at fremskynde denne genkonstruktion af organismer ved at ændre deres genomer.

Københavns Universitet har netop modtaget en bevilling på 60 million kroner til et kryo-elektronmikroskop. Hvordan kan dette mikroskop hjælpe dig med forskningen?
Det er et stort fremskridt. Dette elektronmikroskop er yderst følsomt og i stand til at opfange detaljer, som ikke er synlige, når der anvendes andre mikroskoper. I dag er vi nødt til at krystallisere molekylerne for at se strukturen, men med det nye mikroskop er krystallisering ikke nødvendig. Det er en stor hjælp, fordi krystallisering er en meget vanskelig proces, der ofte går galt. Så kryo-elektronmikroskopet betyder ikke kun, at processen fremskyndes, det giver også bedre resultater. I sidste ende vil mikroskopet hjælpe os til at skabe et bedre grundlag for lægemiddeludvikling og industrielle produktforbedringer.

Hvorfor valgte du denne levevej?
Da jeg var ung, plejede jeg at se en tv-serie om astrofysik, der hed Cosmos. Jeg har altid været interesseret i videnskab, og serien var afgjort en stor kilde til inspiration. Jeg kunne ikke vælge mellem biologi og fysik, så jeg endte med at vælge fysisk kemi med et tvist af biologi for at få en lille smule af begge verdener.

Hvad kan du bedst lide ved dit job?
Når jeg forsøger at opdage et mønster og kortlægge en struktur. Det er ligesom en quiz. Nogle gange er det nemt, nogle gange tager det 4-5 år. Jeg husker stadig første gang, jeg opdagede en krystalstruktur. Det var en fantastisk følelse, da jeg gik fra at beregne tal til endeligt at have et elektrondensitetskort, hvor man faktisk kunne se, hvordan atomerne i molekylet var organiseret. Det er en meget givende felt, fordi du ender med noget, du kan tage og føle på.

Hvad laver du, når du ikke arbejder?
Jeg bruger tid med mine venner og familie, og jeg kan rigtigt godt lide at se film. Godfather er min yndlingsfilm, men jeg kan ikke finde ud af, om den første eller anden film i serien er den bedste. Jeg holder også af at se fodbold, og her i Danmark er der masser af muligheder for det! Man kan sætte sig ned om fredagen og så sidde der til om søndagen, og der vil altid være gang i en eller anden kamp.

Læs mere om bevillingen fra Novo Nordisk Fonden.