Probing Biomolecular Recognition at the Single Molecule Level

Doctoral thesis, 2011

Att förstå sig på människocellen och de tusentals molekyler som samspelar med varandra i komplexa nätverk är en central fråga inom livsvetenskapen. Genom att analysera interaktioner mellan biomolekyler kan vi idag diagnostisera somliga sjukdomar genom att detektera förekomsten av så kallade sjukdomsmarkörer. På liknande sätt kan vi utveckla nya mediciner genom att förstå de mekanismer som interaktioner mellan läkemedel och receptorer på cellers ytor ger upphov till. Dock kvarstår flera viktiga utmaningar så som högre känslighet och parallell avläsning. Den här avhandlingen beskriver utvecklingen av nya metoder för att på ett effektivt sätt mäta molekylära interaktioner på nivån av enskilda biomolekyler. Mätningar av samspelet mellan enstaka molekyler erbjuder unika möjligheter att erhålla information om biologiska system som annars ligger dold i medelvärdesmätningar. Jag har i detalj undersökt hur liposomer, små ihåliga nanopartiklar av lipider (fett), kan användas för att studera igenkänning mellan olika typer av biomolekyler. Särskilt fokus har legat på (i) interaktioner mellan DNA molekyler, som innehåller den genetiska koden, och (ii) växelverkan mellan proteiner (eller läkemedel) och receptorer på cellens yta. Målsättningen är att de metoder som utvecklats och beskrivs i denna avhandling ska kunna användas för såväl analys av vävnadssnitt relaterade till sjukdomar som Alzheimers och Parkinsons som screening av läkemedelskandidater och diagnos av virusinfektioner.