Forskningsprojektets videnskabelige titel

How self-organization promotes antibiotic resistance in 3D bacterial communities

Forskningsinstitution

Københavns Universitet

Det Naturvidenskablige Fakultet, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet

Fagområde

Biofysik

Kontaktinfo

Email: jauffred@nbi.dk

Forskningsleder

Liselotte Jauffred

Lektor

Projekttitel

Hvordan selv-organisering fremmer antibiotikaresistens i 3D bakteriekolonier

Hvad handler dit projekt om?

Vi er vant til at tænke på evolution i mikrober, som noget der foregår i en homogen opløsning i et reagensglas. Men i naturen lever mikrober i kolonier, som er små beskyttede fællesskaber med en intern kompleks organisering og et stærkt værn mod omgivelserne. For hurtigt at kunne tilpasse sig nye miljøforhold, er disse samfund desuden kendetegnet ved et højt niveau af genoverførsler mellem individer - det være sig fra moder til datterceller - men også direkte mellem de enkelte bakterier. Derfor er vi nødt til at vide, hvordan rumlig organisering og promiskuøs gendeling egentlig spiller sammen. Mit mål er at konstruere en model for, hvordan antibiotikaresistensgener transmitteres gennem bakteriekolonier i et samspil mellem genetik, mekanik og stokastiske variationer. Vha. en kombination af 3D mikroskopi og matematisk modellering, vil jeg bestemme de parametre vi skal skrue på for at udforske nye antisprednings-strategier.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Den opstod da jeg som kandidatstuderende stiftede bekendtskab med kompleks fysik og fik øje for, hvordan vi kan bruge metoder - fra f.eks. statistisk fysik - til at forstå noget så fantastisk fascinerende som naturen. Senere fandt jeg ud af, når jeg kombinerer denne interesse med forskellige optiske metoder, da skal jeg ikke nøjes med at regne på det. Jeg kan derimod gå i laboratoriet og betragte det med mine egne øjne.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Fremkomsten af multiresistens på hospitaler er delvist drevet af meget patogene bakterier, som optager resistensgener; enten direkte fra omgivelserne eller fra andre arter af resistente bakterier. Der er således et presserende behov for at undersøge mekanismerne bag formering mellem forskellige mikrobearter og i særdeleshed hvordan denne er bestemt af den rumlige organisering og dynamik. Nylige fremskridt indenfor 3D-cellekulturer og -mikroskopi, betyder at vi nu kan undersøge mekanikken i disse mere naturlige økosystemer. Uden denne slags forskning, er det umuligt fuldt ud at forstå hvordan resistensgener – eller andre gener – spredes i naturlige miljøer.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Det er velkendt, at mikrober samarbejder, om f.eks. medicinresistens eller nedbrydning af giftstoffer. Men vi ved stadig meget lidt om hvordan den interne selv-organiseringen af kolonierne påvirker denne kollektive adfærd. Derfor forventer jeg, at mine metoder og modeller kan indikere nye strategier til bekæmpelse af væksten af f.eks. multimedicinresistente mikrober.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Alt i verden! Jeg er utrolig taknemmelig, og har nu muligheden for at fastholde min egen kurs og ikke mindst, konsolidere de vigtige samarbejder jeg har opbygget i spændingsfeltet mellem biofotonik, matematisk modellering og biologi i de seneste år.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg bor med min mand og vores to børn på Vesterbro, og til hverdag sætter jeg stor pris på at både laboratoriet - og det meste andet - kun er en kort cykeltur væk. Ikke desto mindre elsker jeg at rejse, og for tiden fantaserer jeg meget om alle de fantastiske steder, vi kan besøge i den post-pandemiske fremtid.

Bopælskommune

København

Gymnasium

Køge Gymnasium