Johansson labb

Syftet med forskningen i Magnus Johanssons grupp är att nå en djupare förståelse för dynamiken och de molekylära detaljerna i proteinsyntesen i sitt naturliga sammanhang. Till vår hjälp utvecklar vi nya fluorescensbaserade verktyg för att studera proteinsyntesen på enmolekylnivå inuti levande bakterieceller.

Populärvetenskaplig presentation

Ribosomkatalyserad proteinsyntes enligt ritningar lagrade i cellernas DNA är en av de mest fundamentala processerna inom allt liv. Från decennier av experimentellt arbete har en detaljerad bild av hur ribosomerna snabbt och noggrant läser den genetiska koden och katalyserar ihopsättandet av aminosyror till fullständiga proteiner, satts ihop. Trots det har vi förvånansvärt lite kunskap om hur proteinsyntesen regleras och hur maskineriet interagerar med andra processer inuti levande celler. Den begränsade storleken – en ribosom är 1/40 000 av en millimeter, de oerhört komplexa intermolekylära nätverken, men också det stora antalet ribosomer per cell upptagna av olika saker vid en given tidpunkt, försvårar detaljerade studier av pågående proteinsyntes.

Förutom egenvärdet av att förstå hur livet fungerar, är studier av proteinsyntes av yttersta vikt för både bioteknologiska och medicinska tillämpningar. Dels används genetiskt modifierade organismer i både liten och stor skala för proteinproduktion, såväl inom akademisk forskning som i livsmedelsbranschen och läkemedelsbranschen, men framförallt är proteinsyntesmaskineriet i bakterier ett av de främsta målen för kliniskt relevanta antibiotiska preparat.

Vi utvecklar nya fluorescensbaserade metoder för att studera proteinsyntes på enmolekylnivå inuti levande E. coli celler. Det experimentella systemet kommer sedan att användas för att svara på fundamentala frågor kring proteinsyntesens reglering och dynamik.

"Titta på doktoranden Filip Ilievskis "3 Minute Thesis Competition" presentation angående hans projekt om antibiotika"

Forskning

...

Gruppmedlemmar

Forskningsledare: Magnus Johansson

Publikationer

Preprints

Volkov IL, Khaji Z, Johansson M, Tenje M (2024) A microfluidic platform for in situ studies of bacteria electroporation. bioRxiv (link)

Hävermark T, Metelev M, Lundin E, Volkov IL, Johansson M (2024) Dynamic binding of the bacterial chaperone Trigger factor to translating ribosomes. bioRxiv (link)

Publikationer

Amselem E, Broadwater B, Hävermark T, Johansson M, Elf J (2023) Real-time single-molecule 3D tracking in E. coli based on cross-entropy minimization. Nat Commun (link)

Volkov IL, Lundin E, Kipper K, Metelev M, Zikrin S, Johansson M (2022) Spatiotemporal kinetics of the SRP pathway in live E. coli cells. Proc Natl Acad Sci U S A (link)

Tora Hävermark, Mikhail Metelev, Erik Lundin, Ivan L. Volkov, Magnus Johansson (2024) Dynamic binding of the bacterial chaperone Trigger factor to translating ribosomes. bioRxiv (link)

Amselem E, Broadwater B, Hävermark T, Johansson M, Elf J (2023) Real-time single-molecule 3D tracking in E. coli based on cross-entropy minimization. Nat Commun (link)

Volkov IL, Lundin E, Kipper K, Metelev M, Zikrin S, Johansson M (2022) Spatiotemporal kinetics of the SRP pathway in live E. coli cells. Proc Natl Acad Sci U S A (link)

Metelev M, Lundin E, Volkov IL, Gynnå AH, Elf J, Johansson M (2022) Direct measurements of mRNA translation kinetics in living cells. Nat Commun (link)

Seefeldt AC, Aguirre Rivera J, Johansson M (2021) Direct measurements of erythromycin’s effect on protein synthesis kinetics in living bacterial cells. J Mol Biol, 443 (link)

Aguirre Rivera J, Larsson J, Volkov IL, Seefeldt AC, Sanyal S, Johansson M (2021) Real-time measurements of aminoglycoside effects on protein synthesis in live cells. Proc Natl Acad Sci U S A (link)

Marklund E, van Oosten B, Mao G, Amselem E, Kipper K, Sabantsev A, Emmerich A, Globisch D, Zheng X, Lehmann LC, Berg O, Johansson M, Elf J, Deindl S (2020) DNA surface exploration and operator bypassing during target search. Nature, 583: 858-861 (link)

Volkov IL, Seefeldt AC, Johansson M (2019) Tracking of single tRNAs for translation kinetics measurements in chloramphenicol treated bacteria. Methods, 162-163: 23-30 (link)

Volkov IL, Johansson M (2019) Single-molecule tracking approaches to protein synthesis kinetics in living cells. Biochemistry, 58: 7-14 (link)

Volkov IL, Lindén M, Aguirre Rivera J, Ieong KW, Metelev M, Elf J, Johansson M (2018) tRNA tracking for direct measurements of protein synthesis kinetics in live cells. Nat Chem Biol 14: 618-626 (link)

Nilsson OB, Hedman R, Marino J, Wickles S, Bischoff L, Johansson M, Müller-Lucks A, Trovato F, Puglisi JD, O'Brien EP, Beckmann R, von Heijne G (2015) Cotranslational protein folding inside the ribosome exit tunnel. Cell reports 12: 1533-1540 (link)

Zhang J, Ieong KW, Johansson M, Ehrenberg M (2015) Accuracy of initial codon selection by aminoacyl-tRNAs on the mRNA-programmed bacterial ribosome. Proc Natl Acad Sci U S A 112: 9602-9607 (link)

Johansson M, Chen J, Tsai A, Kornberg G, Puglisi JD (2014) Sequence-dependent elongation dynamics on macrolide-bound ribosomes. Cell reports 7: 1534-1546 (link)

Tsai A, Kornberg G, Johansson M, Chen J, Puglisi JD (2014) The Dynamics of SecM-Induced Translational Stalling. Cell reports 7: 1521-1533 (link)

Chen J, Petrov A, Johansson M, Tsai A, O'Leary SE, Puglisi JD (2014) Dynamic pathways of -1 translational frameshifting. Nature 512: 328-332 (link)

Tsai A, Uemura S, Johansson M, Puglisi EV, Marshall RA, Aitken CE, Korlach J, Ehrenberg M, Puglisi JD (2013) The impact of aminoglycosides on the dynamics of translation elongation. Cell reports 3: 497-508 (link)

Johansson M, Zhang J, Ehrenberg M (2012) Genetic code translation displays a linear trade-off between efficiency and accuracy of tRNA selection. Proc Natl Acad Sci U S A 109: 131-136 (link)

Johansson M., Ieong K. W., Åqvist, J., Pavlov M. Y., Ehrenberg M. (2011) Rate and accuracy of ribosomal peptidyl transfer in Ribosomes: Structure, Function and Dynamics eds. Rodnina M., Wintermeyer W., Green R. (Springer-Verlag, Wien)

Johansson M, Ieong KW, Trobro S, Strazewski P, Aqvist J, Pavlov MY, Ehrenberg M (2011) pH-sensitivity of the ribosomal peptidyl transfer reaction dependent on the identity of the A-site aminoacyl-tRNA. Proc Natl Acad Sci U S A 108: 79-84 (link)

Johansson M, Bouakaz E, Lovmar M, Ehrenberg M (2008) The kinetics of ribosomal peptidyl transfer revisited. Mol Cell 30: 589-598 (link)

Johansson M, Lovmar M, Ehrenberg M (2008) Rate and accuracy of bacterial protein synthesis revisited. Curr Opin Microbiol 11: 141-147 (link)

Medarbetare

Magnus Johansson, Associate Professor
Office: B9:111c

Irmeli Barkefors, PhD, project coordinator

Ivan Volkov, Postdoctoral Fellow

Mikhail Metelev, Postdoctoral Fellow

Anneli Borg, Postdoctoral Fellow

Erik Lundin, PhD Student

Filip Ilievski, PhD Student

Tora Hävermark, PhD Student

Linnea Wikström, PhD Student

Alumni

Javier Aguirre Rivera, PhD student

Carolin Seefeldt, Postdoctoral Fellow

Kalle Kipper, Postdoctoral Fellow

Senast uppdaterad:

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

facebook
instagram
twitter
youtube
linkedin