En ny studie beskriver i detalj hur ett läkemedel mot sarin fungerar. Bakom studien, som publiceras i Procee­dings of the National Academy of Sciences(PNAS), står forskare från FOI, Umeå universitet och Tyskland.

Sarin är en lättflyktig nervgas. Akut sarinförgiftning orsakar bland annat synrubbningar, kräkningar, andnöd och slutligen döden.

– Nervgaser är fruktansvärda vapen och vi hoppas att våra resultat kan leda till förbättrade läkeme­del, säger Anders Allgardsson, biokemist vid Totalförsvarets forskningsinstitut(FOI).

Nervgaser förstör funktionen av ett mycket viktigt protein i nervsystemet som heter acetylkoli­neste­ras. Så länge nervgasen sitter bundet till proteinet förhindras nedbrytningen av en viktig signalsub­stans. Motgiftet HI-6 avlägsnar nervgasen och återställer nervsystemets funktion.

Trots att läkemedel mot nervgasförgiftningar har använts under en lång tid har det hittills saknats en klar bild av hur de faktiskt fungerar.

Efter flera års arbete presenterar nu kemister från bland annat FOI och Umeå Universitet en tredi­mensionell struktur som avbildar HI-6 ögonblicket innan bindningen mellan nervgasen och prote­inet bryts.

Strukturen ger en högupplöst bild som i detalj beskriver individuella atomers position och ger en förståelse för hur bindningen mellan proteinet och nervgasen bryts.

Genom att kombinera tredimensionella strukturavbildningar, vilka utfördes med röntgenkri­stallo­gra­fi vid MAX-lab synkrotronen i Lund, med avancerade beräkningar och biokemiska experiment kunde det vetenskapliga genombrottet bli möjligt.

– Med röntgenkristallografi såg vi spår av den signal vi sökte, men signalen var så svag att vi be­slutade oss för att integrera avbildningarna med kvantkemiska metoder. Efter krävande beräkningar med en superdator på Umeå universitet lyckades vi slutligen, säger Lotta Berg, doktorand, kemis­ka institutionen vid Umeå universitet.

Beräkningarna stödde att den svaga signalen i det röntgenkristallografiska data faktiskt kom från HI-6 och sarin. Viktiga bekräftande pusselbitar kom också från experiment där systemet stördes genom att mutera proteinet eller genom att introducera isotoper.

– Efter sju års arbete med en rad olika tekniker är vi slutligen i hamn och kan visa en enhetlig bild av hur HI-6 närmar sig sarin. Det öppnar helt nya möjligheter att ta fram motgift mot sarin och and­ra nervgaser genom strukturbaserad molekylär design, säger Anders Allgardsson.

Studien är ett samarbete mellan FOI, Umeå universitet och tyska Bundeswehr Institute of Pharma­cology and Toxicology. Arbetet publiceras i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sci­ences of the United States of America.

Källa: FOI

Svårigheter med att leda bort värme från olika typer av elektronik och optoelektronik har bromsat utvecklingen av nya system inom dessa områden.

För att åtgärda detta problem har forskare vid Chal­mers tekniska högskola utvecklat en teknik som kyler elektronik med hjälp avfilm upp­byggd av grafen.

Filmens värmeledande egenskaper har förbättras genom att forskarna har tillfört olika mo­le­kyler, så kallad funktionalisering av materialet. Resultaten publicerades nyligen i Nature Com­mu­ni­cations.

Forskarna menar att de genom denna grafenfilm, uppbyggd av många lager av tunna grafen­flagor, har hittat en nyckel till hur man på ett effektivt sätt kan transportera bort värme från elektronik och andra typer av enheter med hög värmeutveckling. Grafenfilm kan användas för kylning inom många olika områden.

-Vi närmar oss stadiet där vi kan inleda försöksproduktion utifrån den här upptäckten, säger Johan Liu, professor i elektro­nik­produk­tion och chef för avdelningen för elektronikmaterial och system på institutionen för mikro­tek­nologi och nanovetenskap(MC2 ), vid Chalmers tekniska högskola.

Forskarna har studerat hur man på olika sätt kan förbättra filmens värmeledande förmåga genom att tillföra olika aminobaserade och azidbaserade silanmolekyler. Den värmeledande förmågan förbätt­rades då med över 76 procent jämfört med ett icke-funktionaliserat referenssystem.

An­led­ningen är framför allt att filmen fäster mycket bättre vid underlaget när den har funktionali­se­rats med hjälp av dessa molekyler. Värmetransporten sker då också mycket effektivare.

Forskningen har utförts i samarbete med École Centrale  i Paris och EM2C – CNRS i Frankrike, Lancaster University i Storbritannien, University of Minnesota i USA, Max Planck-institutet för polymerforskning i Tyskland, Aalto-universitetet i Finland, Rysslands vetenskapsakademi i Ryss­land, Shanghai-universitetet  i Kina och SHT Smart High Tech AB som är ett svenskt företag.

Källa: Chalmers tekniska högskola