Kalciumjoner är livsviktiga budbärare i cellerna hos växter, djur och människor. De reglerar centrala processer som nervimpulser, stressrespons och hjärtslag. Nyligen publicerade studier i den ansedda vetenskapliga tidskriften Science Advances avslöjar hur ett visst protein i listeriabakterier transporterar kalcium på ett unikt sätt jämfört med eukaryota celler, som hos människor och växter.

Proteinet, som kallas LMCA1, gör det möjligt för bakterien – en känd orsak till matförgiftning – att överleva i ogynnsamma miljöer, såsom i människans immunförsvar och de basiska miljöer som används för att bekämpa bakterier inom livsmedelsproduktion.

– Denna forskning är särskilt intressant för utvecklingen av nya läkemedel mot bakterieinfektioner och för livsmedelsindustrin, förklarar Magnus Andersson, universitetslektor vid Kemiska institutionen som leder forskarteamet.

Unik teknik banar väg för framtiden

Forskarteamet har utvecklat en banbrytande metod för att med synkrotronröntgenstudier undersöka proteiners rörelser under deras funktion. Denna teknik gör det möjligt att observera hur LMCA1:s struktur förändras när det transporterar kalcium och att mäta hastigheten på processen. De lyckades även fånga LMCA1 i det kritiska ögonblicket när proteinet binder kalcium under transport genom cellmembran.

– Det var en fantastisk upplevelse att se detta för första gången. Vår studie identifierar dessutom de tydliga skillnaderna mellan kalciumtransport i eukaryota och prokaryota system. Det är ett viktigt steg mot utvecklingen av nya antimikrobiella strategier och säkerhet inom livsmedelsproduktion, säger Magnus Andersson entusiastiskt.

Möjligheterna inom medicinsk forskning

Forskningen kan också ha betydelse för andra medicinska områden. Mycket är redan känt om kalciumhantering i komplexa organismer, men det har nyligen blivit alltmer uppenbart hur bakterier, som saknar de organeller som eukaryoter har, fortfarande kan reagera på förändringar i kalciumnivåerna. Detta är särskilt viktigt under stressiga förhållanden, såsom vid exponering för gifter eller infektioner.

Obalanserade kalciumnivåer hos människor kan leda till allvarliga sjukdomar, inklusive neurologiska problem, muskelrelaterade sjukdomar och hjärt-kärlsjukdomar. I en spännande utveckling har forskningen fått stöd från National Institute of Health i USA, vilket möjliggör ett nytt samarbete med University of Michigan. Målet är att använda de tekniker som utvecklats för att identifiera molekyler som kan aktivera kalciumtransportproteiner vid hjärtsvikt.

– Det är ett spännande steg framåt som kan leda till nya behandlingar för hjärtsvikt och förbättrad livskvalitet för patienter, avslutar Magnus Andersson.

Håll ögonen öppna för fler nyheter inom kalciumtransportforskning – vi kan vara på väg mot en medicinsk revolution!