En nanofludisk verktygslåda för att studera DNA-protein interaktioner i DNA-reparation och genom-organisation

Forskningsprojekt, 2026 – 2030

DNA innehåller all information som gör celler till vad de är. Proteiner är inblandade i de flesta processer där informationen på DNA läses in, kopieras, lagras och repareras.Metoder där DNA-molekyler analyseras en och en har revolutionerat förståelsen av DNA-proteininteraktioner. Vi har utvecklat en metod där DNA sträcks i ytterst små kanaler och studeras med fluorescensmikroskopi. I de flesta metoder för att studera enskilda DNA-molekyler sker utsträckningen genom att molekylen hålls fast i ändarna, vilket försvårar studier av reaktioner där. I nanokanaler är DNA-ändarna fria och interaktioner mellan flera DNA-molekyler – eller interaktioner mellan DNA och proteiner – kan studeras. Metoden är också ”high-throughput” där tusentals DNA-protein-komplex kan analysersas per timma vid upp till tio olika förhållanden.I detta projekt ska vi utveckla metoden och undersöka två biologiska system.Vårt första fokus är lagning av DNA. DNA utsätts konstant för olika skador som gör att det går av. Om inte brottet repareras korrekt kan det leda till celldöd eller, ännu värre, genetiska sjukdomar så som cancer. Därför ska vi studera reparation av DNA-brott på molekylär nivå – och förstå vad som går fel när reparationen misslyckas.Vår andra frågeställning är hur bakterier organiserar sitt DNA. Uppsättningen proteiner och hur de fungerar varierar mellan olika bakterier, och ibland fyller olika proteiner samma roll i olika bakterier. Vi vill förstå likheter och skillnader mellan olika proteiner, dels för proteinerna ett och ett men också när växelverkar med varandra.Vi ska också utveckla metoden. 1) Vi ska konstruera ett bibliotek av långa DNA-molekyler som är så lika de naturliga substraten som möjligt. För studier av DNA-brott innebär det, till exempel, att ändarna ska likna skadade ändar i cellen. 2) Vi ska med hjälp av ljusspridning studera DNA-protein-komplex i nanokanaler utan att märka DNA eller protein med fluorescerande molekyler.