Halvmetallers verkningsmekanismer och cellers resistensutveckling ELUCIDATION OF METALLOID TOXICITY AND TOLERANCE MECHANISMS Our aim is to establish a long-term research partnership between University of Gothenburg and Izmir Institute of Technology, Turkey. The focus of the joint research programme is to elucidate the molecular mechanisms underlying metalloid toxicity and tolerance. Metalloids affect the environment and living organisms in various ways ranging from essential to highly toxic, from causing human diseases to being important constituents of pharmacological drugs. Four partners with complementary expertise will advance the understanding of metalloid toxicity and tolerance mechanisms using cutting-edge genome-wide screening technologies, experimental evolution, and molecular/biochemical approaches with yeast as model system. The long-term aim is to use the knowledge gained from our studies in yeast to identify and modulate biological processes of environmental and medical importance. We predict that the results emerging from this work will be of great interest for basic science and for applications that aim at improving agricultural sustainability, food safety and life quality for people living in risk areas. The partnership will facilitate mobility and provide access to state-of-the-art technologies for research training and knowledge exchange, mutually strengthen and extend ongoing research activities, and will produce high-quality science with societal impacts that cannot be achieved by groups individually. Vi avser att etablera ett forskningssamarbete Sverige-Turkiet med målsättningen att klarlägga biologiska mekanismer som ligger till grund för allvarliga miljö och hälsoproblem som toxiska halvmetaller utsätter samhället för. Ett flertal halvmetaller (eller metallloider) är giftiga och exponering kan orsaka en rad olika sjukdomar däribland cancer. Höga halter av halvmetaller kan påverka jordbruket negativt med lägre skördar som följd eller att dessa giftiga ämnen tas upp och lagras i födoväxter. Kontaminering av vatten, jord och grödor via ökande användning av vissa halvmetaller i högteknologiska produkter och deras naturligt höga förekomst i vissa geologiska sammanhang ger skäl för stigande oro. Samarbetet avser också att vidga och förstärka nyttan av användandet av halvmetaller som läkemedelskomponeneter. Halvmetaller tjänar som vår främsta medicinska försvarslinje mot tropiska infektionssjukdom som leishmaniasis, och mot vissa former av leukemi, men uppkomsten av resistens genom evolutionär adaptation är ett allvarligt problem. Vår bristande förståelse av hur resistens mot halvmetaller uppkommer, hur och varför de påverkar patogener och vissa typer av cancerceller, och hur bieffekter på normala mänskliga celler uppstår, förhindrar oss från att utforma behandlingsmetoder som maximerar de önskade effekterna och samtidigt minimerar resistensutveckling och bieffekter. Flertalet av de cell-system där halvmetallernas effekter är av störst intresse är utomordentligt svåra att studera i laboratoriet. Vi avser därför att utnyttja ett av de mest effektiva, allmängiltiga och etiskt problemfria cellulära modellsystemen, bagerijäst, för att öka vår kunskap om och förståelse av halvmetallers verkningsmekanismer och cellers resistensutveckling. Specifikt avser vi att: (1) Studera mekanismerna för hur halvmetaller tar sig in i celler och hur de exporteras ut samt hur inflödet kan minskas och utflödet ökas genom ändringar i cellernas arvsmassa. (2) Undersöka hur kontrollerade störningar av enskilda funktioner i cellen påverkar toleransen till halvmetaller. (3) Följa utveckling av halvmetallsresistens i realtid och identifiera de arvsmasseförändringar som ligger till grund för resistensutvecklingen. Turkiet är särskilt illa exponerat för flera halvmetaller med kraftiga direkta och indirekta effekter på jordbruket och folkhälsan som följd. Vårt forskningssamarbete omfattar två svenska och två turkiska forskningsgrupper, och projektets mål är att öka vår kunskap om biologiska mekanismer som ligger till grund för metalloiders giftighet och cellers resistensutveckling. I förlängningen kommer resultaten från detta forskningssamarbete att bidra till förbättrade jordburksmetoder, hälsosammare livsmedelsprodukter, samt säkrare och effektivare behandlingsmetoder mot cancer och infektionssjukdomar.