Anja Pernille Einholm, Aarhus Universitet

Fagområde

Biokemi/molekylærbiologi

Kort beskrivelse af projektet

Projektet drejer sig om et protein – en såkaldt ’natrium/kalium-pumpe’, som findes i cellemembranen hos mennesker og dyr. Ikke mindre end 25 % af kroppens energi bruges til drift af denne ionpumpe, der transporterer natrium ud af cellen og kalium ind i cellen. Natrium/kalium-pumpen er af afgørende betydning for kroppens opretholdelse af natrium/kalium-balancen, men også vigtig for en lang række fysiologiske processer i kroppen såsom hjertets og hjernes funktion. Senere års studier har desuden vist, at to neurologiske sygdomme (bl.a. en form for parkinsonisme) er forbundet med mutationer i det gen, der koder for natrium/kalium-pumpen. Trods intensiv forskning er det dog langt fra fuldt afklaret, hvordan natrium/kalium-pumpen fungerer. Formålet med nærværende projekt er vha. genteknologiske og biokemiske metoder at afprøve en række nye hypoteser om pumpens funktion. Nogle af disse tager udgangspunkt i pumpens molekylære struktur, der for nylig er blevet løst. Projektet indebærer desuden studier af natrium/kalium-pumpens rolle i cellesignalering og af den grundlæggende mekanisme bag en arvelig form for parkinsonisme.

De forskningsmæssige udfordringer og perspektiver

Den største forskningsmæssige udfordring ligger i opsætning og udvikling af et nyt system, der er velegnet til at studere inaktive natrium/kalium-pumper. I vores laboratorium har vi tidligere anvendt en metode, der er afhængig af pumpernes evne til at opretholde natrium/kalium-balancen over cellemembranen. Denne metode er ikke ideel i udforskningen af sygdomsfremkaldende mutationer, eftersom en stor del af disse modificerede pumper ikke er funktionsdygtige. En anden væsentlig udfordring består i etableringen af cellebiologiske metoder til studier af iontransport.

Hvad er de langsigtede perspektiver?

Formålet med projektet er at øge vores viden om de mekanismer, der ligger til grund for natrium/kalium-pumpens transport af ioner over cellemembranen. Sådan en viden er vigtig, eftersom natrium/kalium-pumpen er essentiel for en række basale fysiologiske processer, herunder hjernens funktion og nyrernes opretholdelse af natrium/kalium-balancen. Projektet kan desuden give vigtig indsigt i den grundlæggende mekanisme bag en bestemt form for parkinsonisme, der er forårsaget af mutationer i det gen, som koder for natrium/kalium-pumpen. På lang sigt vil denne viden kunne udnyttes til udvikling af lægemidler til behandling af parkinsonpatienter.

Hvordan forholder projektet sig til områdets internationale udvikling?

Aarhus Universitet er i dag et af verdens førende universiteter inden for ionpumpe-forskning, og Institut for Fysiologi og Biofysik, hvor jeg er ansat, er kendt for sin ekspertise og sine ’state-of-the-art’ metoder, der gør det muligt at studere pumpemekanismen trin for trin. For nyligt er det lykkedes vores forskergruppe i samarbejde med krystallografer ved Det Naturvidenskabelig Fakultet som de første i verden at bestemme natrium/kalium-pumpens molekylære struktur, hvilket har resulteret i en publikation i det anerkendte tidsskrift Nature. Jeg har derfor haft det privilegium at have adgang til endnu ikke publicerede data under planlægningen af mit forskningsprojekt.

Hvordan vil du anvende Det Frie Forskningsråds Ung Eliteforskerpris?

Pengene giver mig først og fremmest mulighed for forskningsophold ved førende forskningsinstitutioner i udlandet. Vi har netop indledt et samarbejde med en gruppe i Boston (Massachussets General Hospital/Harvard Medical School), og i den forbindelse giver prisen mulighed for, at de nye teknikker, som jeg tilegner mig under opholdet, efterfølgende kan overføres til vores eget laboratorium. Pengene gør det desuden muligt at deltage i et større antal internationale konferencer.

Hvordan opstod din interesse for netop dette forskningsfelt?

Min grundlæggende interesse for proteiner opstod på molekylærbiologistudiet i slutningen af 1990’erne. Jeg blev meget fascineret af disse fundamentale biologiske molekyler, der er altafgørende for kroppens funktion. Den mere specifikke interesse for ionpumper er et resultat af mine ph.d.-studier, hvor jeg studerede en bestemt undergruppe af ionpumper – de såkaldte P-type ATPaser. Jeg synes, at det er utroligt spændende, at disse pumper via molekylære strukturomlejringer er i stand til at transportere ioner over en membran. Det faktum, at mutationer i natrium/kalium-pumpen i de senere år er blevet forbundet med to neurologiske sygdomme, har yderligere øget min interesse for forståelsen af pumpernes mekanisme.

——————————

Forskningsrådet for Sundhed og Sygdoms begrundelse for tildeling af prisen

Anja Pernille Einholm er 32 år og uddannet molekylær-biolog fra Aarhus Universitet. Hun har gennemført sin ph.d.-uddannelse ved Fysiologisk Institut samme sted. Med et ph.d.-bevis fra 2007 har Anja allerede 7 publikationer i anerkendte internationale tidsskrifter, heraf 5 som første-forfatter. Hendes ph.d.-afhandling beskrives af bedømmelseskomiteen som værende af høj videnskabelig kvalitet og omhandlende et vigtigt emne: hvordan natrium-kalium-pumpen, der er nødvendig for at opretholde livet i vore celler, fungerer på det molekylære niveau. Anja har tidligere vist gode formidlingsmæssige evner, hvilket hun også er blevet præmieret for.

Rådet støtter Anja Pernille Einholm med løn og drift til 3 års post.doc.-ansættelse, hvor hun får mulighed for at fortsætte sit arbejde.

——————————

Yderligere oplysninger om projektet

Anja Pernille Einholm. 8942 2790 (arbejde), 2254 5704 (mobil); e-post:

Yderligere oplysninger om baggrunden for prisen

Formand for Forskningsrådet for Sundhed og Sygdom, professor Lars Fugger. Telefon: +44 1865762479, e-post:

Forskningsprojektets videnskabelige titel

Structure and Function of the Na+,K+-ATPase: Mechanism, Regulation and Pathophysiology of FRDP

Bevilling fra Forskningsrådet for Sundhed og Sygdom

2.400.000 kr.

Ansættelsessted

Institut for Fysiologi og Biofysik, Aarhus Universitet

Forskningsprojektet udføres på

Institut for Fysiologi og Biofysik, Aarhus Universitet