A Lendület program

Dosztányi Zsuzsanna Lendület-ösztöndíjas kutató

Dosztányi Zsuzsanna mta.hu

Kutatási téma

A fehérjék rendezetlen részein található, más molekulákhoz való kapcsolódásra szolgáló lineáris motívumok kölcsönhatásainak vizsgálata kísérletes és számítógépes módszerek, valamint a különböző betegségekhez tartozó adatok kombinálásával

Alapvető biológiai folyamatokba adhatnak betekintést, elősegíthetik egyes betegségek molekuláris alapjainak megértését, és új gyógyszermolekulák kifejlesztéséhez is hozzájárulhatnak Dosztányi Zsuzsanna biofizikus kutatásai, amelyeket az Akadémia kiválósági programjának támogatásával folytat az Eötvös Loránd Tudományegyetemen. A kutató reméli, hogy a Lendület keretében a rendezetlen fehérjéken folytatott eddigi bioinformatikai kutatásait is új, izgalmas irányokba tudja kiterjeszteni.

Befogadó intézet

ELTE Biológiai Intézete

A kutatócsoport működési időszaka

2014–2019.

A kutatócsoport tagjai

Pajkos Mátyás doktorandusz, Toró Szabolcs tudományos segédmunkatárs

Interjú a kutatóval

Az interjú 2014. július 30-án jelent meg az mta.hu-n.

Alapvető biológiai folyamatokba adhatnak betekintést, elősegíthetik egyes betegségek molekuláris alapjainak megértését, és új gyógyszermolekulák kifejlesztéséhez is hozzájárulhatnak Dosztányi Zsuzsanna biofizikus kutatásai, amelyeket az Akadémia kiválósági programjának támogatásával folytat az Eötvös Loránd Tudományegyetemen.

A kutató célja a fehérjék rendezetlen részein található, más molekulákhoz való kapcsolódásra szolgáló lineáris motívumok kölcsönhatásainak vizsgálata kísérletes és számítógépes módszerek, valamint a különböző betegségekhez tartozó adatok kombinálásával.

Új válaszok régóta nyitott kérdésekre

"Sejtjeinkben minden pillanatban több ezer biológiai folyamat zajlik, amelyek legfőbb végrehajtói az aminosavakból felépülő fehérjék. Az elmúlt évtizedek molekuláris biológiai kutatásainak köszönhetően ezek közül számos folyamatot sikerült egészen atomi szintig feltárni. Azonban arról, hogy a különböző folyamatok mikor és hogyan kapcsolódnak össze a sejt állapotától és a környező tényezőktől függően, még keveset tudunk" – magyarázta Dosztányi Zsuzsanna. Ehhez viheti közelebb a kutatókat a lineáris motívumok kölcsönhatásainak pontosabb megismerése, amelyek jelentőségét részben az adja, hogy más kölcsönhatási motívumokkal együttműködve vagy nagyobb komplexek részeként lényegében molekuláris kapcsolókat tudnak kialakítani, és ezáltal részt vesznek a sejtben zajló folyamatok szabályozásában, összehangolásában. Másrészt egyre több olyan esetet azonosítottak, amikor is egy lineáris motívumban bekövetkező mutáció a felelős különböző betegségek, például a rák kialakulásáért. Ugyanakkor a lineáris motívumok újfajta gyógyszertervezési eljárások kidolgozásához is hozzájárulhatnak. "Ezen a területen az egyik legígéretesebb kezdeményezés egy olyan molekula kifejlesztése, amely a rákos növekedés elfojtásában kulcsszerepet játszó p53 fehérje és szabályozó partnere közötti lineáris motívum által közvetített kölcsönhatást gátolja, és jelenleg klinikai tesztelés alatt áll" – említett egy fontos példát a biofizikus.

Izgalmas irányok a bioinformatikában

A kutató reméli, hogy a Lendület keretében a rendezetlen fehérjéken folytatott eddigi bioinformatikai kutatásait is új, izgalmas irányokba tudja kiterjeszteni: "A lineáris motívumok általában a fehérjék nagy flexibilitású, kísérletesen nehezen vizsgálható, úgynevezett rendezetlen részein találhatóak. Ez a flexibilitás azonban alapvető fontosságú a lineáris motívumok esetében, mivel lehetővé teszi a különböző partnerfehérjék kötőfelszíneihez való alkalmazkodást. A lineáris motívumok kölcsönhatásainak alapvető fizikai tulajdonságaira építve, szeretnénk új számítógépes módszereket kifejleszteni, amelyekkel további lineárismotívum-kölcsönhatások nagy léptékű azonosítása válik lehetővé. Terveim szerint ezeket olyan kísérletes vizsgálatokkal is kibővítjük majd, amelyek egyes biológiailag fontos rendszerek behatóbb tanulmányozása mellett új módszerek tesztelését és további finomítását segíthetik elő." Dosztányi Zsuzsanna a különböző szintű mutációk vizsgálatával azt is szeretné megérteni, hogy mi a szerepe a lineáris motívumok által közvetített kölcsönhatásoknak különböző betegségek, valamint az evolúciós alkalmazkodás kialakulásában. Mint fogalmazott, számára az teszi különösen vonzóvá ezeket a kutatásokat, hogy a fehérje-fehérje kölcsönhatások alapvető fizikai tulajdonságaiból kiindulva, eljuthatnak egészen a komplex biológiai folyamatok megértéséig.

Új számítógépes labor, sokoldalú kutatócsoport

A biológiai kutatásokban egyre jelentősebbé váló bioinformatika jelentőségét méltatva a kutató kiemelte, hogy a nagyskálás vizsgálatok során felhalmozódó hatalmas adatmennyiség segítségével a szakemberek képet kaphatnak a biológiai folyamatok különböző szintjeit alkotó komponensekről és a közöttük lévő kapcsolatokról. Ezeknek az adatoknak a nagy része különböző adatbázisokon keresztül mindenki számára hozzáférhető. "Ez egy hatalmas kincsesbánya" – fogalmazott, hozzátéve ugyanakkor, hogy kiaknázása csak naprakész számítógépes biológiai, bioinformatikai ismeretek birtokában lehetséges. A bioinformatikai vizsgálatokhoz szükséges számítógépes labort a kutató az első két évben építi majd ki, amihez néhány erősebb asztali számítógép, megfelelő tárolókapacitást biztosító eszközök, illetve egy közepes méretű munkaállomás beszerzését tervezi. Kutatásai során azonban épít a csoportját befogadó ELTE Biológiai Intézetének Molekuláris Kölcsönhatásmérő Laboratóriumában rendelkezésére álló eszközökre is. Dosztányi Zsuzsanna a tudományos pálya iránt elkötelezett fiatalok számára vonzó szellemi műhelyt szeretne kialakítani: kutatásai mellett célul tűzte ki azt is, hogy az ELTE Biokémia Tanszékén folyó oktatásba bekapcsolódva, az érdeklődő hallgatókat megismertesse a különböző bioinformatikai eszközök használatával.

"A kutatócsoportomba különböző hátterű tagokat, kutatókat szeretnék egybegyűjteni" - mondta Dosztányi Zsuzsanna, akihez eddig ketten csatlakoztak. A biomérnökként végzett doktorandusz, Pajkos Mátyás a lineáris motívumok evolúciós tulajdonságait fogja vizsgálni, az orvosi biotechnológiai tanulmányait idén befejező és a doktori iskolát hamarosan megkezdő Toró Szabolcs pedig a rák és a rendezetlenség közötti kapcsolat vizsgálatába fog bekapcsolódni. A lendületes kutató egy biológust vagy biomérnök kutatót is szeretne még felvenni, és várja biofizikusok, illetve programozói ismeretekkel bíró kutatók, továbbá a téma iránt érdeklődő, motivált friss diplomások és PhD-fokozattal rendelkező fiatalok jelentkezését is.

Az értékes tudományos eredmények elérésének feltételei

Dosztányi Zsuzsanna szerint a Lendület-pályázat megteremti a magas szintű kutatáshoz és a nemzetközileg is jegyzett, értékes tudományos eredmények eléréséhez szükséges feltételeket. Mint elmondta, ez azonban csak a kutatócsoporttal közösen valósítható meg. "Az én feladatom az, hogy csapatom tagjai kutatásaik során minél előbb ráérezzenek az alkotómunka és a felfedezés örömére. Ehhez jó hangulatú, nyitott szemléletű csoport kialakítására törekszem, amelynek minden tagja úgy érezheti, értékelik, elismerik a képességeit és a hozzájárulását, bátorítják az új ötleteit, a kreativitását és az együttműködést, és segítséget kap a továbbfejlődéséhez" – összegezte a szellemi közösség, a valódi tudományos műhely megteremtéséről alkotott elképzeléseit a kutató.