Ett ovanligt kraftigt diffraktionsmönster från mimivirus. Mönstret kan avslöja både storlek och form på viruset.

Tomas använder bilder i nästan allt han gör

English 2021-03-01

För sex år sedan utsågs hans bild av ett jättevirus till en av årets tio bästa vetenskapliga bilder av tidskriften Nature. Nu har han tillsammans med kolleger gjort ett stort genombrott på vägen mot att få en bild av ett enskilt protein.
– Bilder är oslagbara när det gäller att kommunicera saker som proteiners strukturer, säger forskaren Tomas Ekeberg.

Tomas Ekeberg är forskare i biofysik vid Uppsala universitet. Hans arbete handlar främst om att utveckla metoder för att avbilda små biologiska strukturer, som virus och proteiner. Han kunde redan för några år sedan visa tydliga bilder av virus.

Diffraktionsmönster av ett enskilt protein.

Nyligen var han tillsammans med kolleger i Uppsala först i världen med att få fram ett så kallat diffraktionsmönster från ett enskilt protein. För den oinvigde ser det bara ut som en mängd gula prickar som i bildens centrum sitter så tätt ihop att de bildar en gul boll, men i bilden finns betydligt mer information än så.

– Jag blir exalterad över att få ett mönster av något så litet som ett protein. Vi är i en brytpunkt nu där vi går från att studera större saker som virus till att studera proteiner, som är mindre än de flesta virus, säger Tomas Ekeberg.

Bild med röntgenlaser

I sitt arbete använder han frielektronlasern XFEL, en tre kilometer lång röntgenlaser som finns i Hamburg. Det är en EU-gemensam anläggning som Sverige har varit med och finansierat. Svenska forskare hör också till de flitigaste användarna.

Virus och proteiner är känsliga och röntgenstrålningen ger skador. Röntgenpulserna i frielektronlasern är dock så korta att strålskadorna inte hinner registreras. Det forskarna ser är det oskadade provet.

Tomas Ekeberg

– Målet är att få bättre bilder än idag, för att kunna studera proteiners dynamik. De hoppar mellan strukturer, öppen eller stängd. Med frielektronlasern kan vi titta på kortlivade tillstånd, kortare än en millisekund. I proteinernas värld hinner det hända mycket på den korta tiden.

I själva experimentet sprayas ett prov med proteinet i en tunn stråle in i röntgenlaserstrålen. Det gör att röntgenljuset sprids och ger ett ljusmönster som fångas upp av en detektor.

Algoritmer tolkar rådata

Med hjälp av algoritmer kan mönstret sedan omvandlas till en tredimensionell bild som visar strukturen för exempelvis ett protein. För Tomas Ekebergs del handlar det om att försöka lista ut hur det protein ser ut som ger upphov till ett visst mönster.

– Mitt sätt att angripa problemet handlar mycket om att skapa mentala bilder. Jag ritar ibland upp dem för att diskutera med kolleger.

Han använder något slags bilder i nästan allt han gör.

– Det är nästan ovanligt att rådata eller forskningsresultat inte utrycks på det sättet. Jag använder i princip nästan bara bilder när jag håller presentationer, säger Tomas Ekeberg.

Visualiserar resultat

Han lägger ner mycket tid på att visualisera de resultat gruppen kommer fram till.

– Det är kanske inte alltid så konstnärligt, utan mer pedagogiskt. Bilder är oslagbart när det gäller att kommunicera saker som strukturer. För mig är fokus hundra procent på att försöka illustrera något tydligt. Jag tycker om att undervisa och förklara saker, så jag hamnar där naturligt.

Tomas Ekeberg har belönats för den inställningen. År 2015 publicerade han en bild av ett jättevirus som av tidskriften Nature utsågs till en av det årets tio bästa vetenskapliga bilder. Det var både förvånande och roligt, säger han, men är så här fem år senare inte helt nöjd med den.

– Jag gillar den på vissa sätt men stör mig på vissa aspekter. Det finns saker jag skulle ha gjort annorlunda idag. Dels har jag använt en ganska plottrig färgskala. Jag hade nog lagt mitten på annat sätt. Bilden visar inte så tydligt det jag vill att den ska föreställa, säger Tomas Ekeberg.

Text: Siv Engelmark
Foto: Tomas Ekeberg