A Lendület program

Kele Péter Lendület-ösztöndíjas kutató

Kele Péter mta.hu

Kutatási téma

Olyan olcsó, hatékony és könnyen hozzáférhető fluoreszcens jelzővegyületek kifejlesztése a cél, amelyek a jövőben széles körben alkalmazhatók lesznek a képalkotó eljárásokban, a biológiai tesztekben, a biokémiai folyamatok követésében vagy akár a korai rákdiagnosztikában.

Kele Péter, aki az Egyesült Államokban, a Miami Egyetemen szerzett PhD-fokozatot, majd vendégkutatóként két évet a Regensburgi Egyetemen töltött, megalakítandó kémiai biológiai kutatócsoportjával olyan vegyületek kifejlesztését tűzi ki célul, amelyek lehetővé teszik biomolekulák helyspecifikus módosítását szintetikus kismolekulákkal. Ezek a módosítások akár élő környezetben, a biológiai rendszer működését nem befolyásolva is végrehajthatók. A helyspecifikus jelöléshez a kifejlesztett reagenseket olyan biológiai építőelemekbe (aminosavakba, cukrokba, nukleinsavakba) integrálják, amelyeket anyagcsere útján, vagy genetikai módszerek segítségével lehet beépíteni a vizsgálni kívánt biomolekulákba. A kifejlesztett vegyületek (reagensek és fluoreszcens jelzővegyületek) a jövőben széleskörű alkalmazásra számíthatnak, így például biológiai tesztekben, biokémiai folyamatok követésében, vagy akár korai rákdiagnosztikában is szerepet kaphatnak.

Befogadó intézet

MTA Természettudományi Kutatóközpont

A kutatócsoport működési időszaka

2013-2018

A kutatócsoport tagjai

Herner András, végzős PhD-hallgató; Varga Balázs Róbert, végzős PhD-hallgató; Cserép Balázs Gergely, másodéves PhD-hallgató; Kozma Eszter Erika, elsőéves PhD-hallgató; Demeter Orsolya, végzős MSc-hallgató

Interjú a kutatóval

Az interjú 2013. július 31-én jelent meg az mta.hu-n.

A világon is viszonylag újnak számító bioortogonális kémia területén végez kutatásokat Kele Péter, az ELTE adjunktusa a Lendület program keretében. Az MTA Természettudományi Kutatóközpontban megalakítandó kutatócsoportjával olyan olcsó és hatékony fluoreszcens jelzővegyületeket tervez kifejleszteni, amelyek képalkotó eljárásokban, biológiai tesztekben, biokémiai folyamatok követésében vagy a korai rákdiagnosztikában lesznek alkalmazhatók.

"A külföldi tapasztalatszerzésre mindig úgy tekintettem, mint a középkori céhlegények: kitanultam a mesterség minden csínját-bínját, hogy hazatérve hasznosíthassam és továbbadhassam a megszerzett tudást" – fogalmazott a hat év külföldi tartózkodás után a Lendület program támogatásával immár itthon kutató Kele Péter.

A kémikus négy és fél évet töltött az USA-ban, a Miami Egyetemen, illetve két évet a németországi Regensburgi Egyetemen. Mint elmondta, sokat köszönhet ottani tanárainak: tőlük kapta azt a fajta tudományos látásmódot, amely nagyban hozzásegítette, hogy választott tudományterületén meglássa az ígéretes új témákat. "Példát mutattak abban is, hogy milyen fontos a jövő kutatógenerációjának kinevelése. Az innovatív látásmód, a kreatív kérdésfelvetés és válaszkeresés, a tudás átadása az alapja minden eredményes tudományos iskolának" – fejtegette az mta.hu-nak Kele Péter, akinek mindkét helyen adódott volna lehetősége a maradásra, a hazatérés azonban sohasem volt kérdéses a számára.

Versenyképesség a kutatásban

"A Lendület programnak köszönhetően hatékonyabban, eredményesebben végezhetem megkezdett munkát. A versenyképesség a tudományos kutatásban is igen fontos tényező: a Magyar Tudományos Akadémia kiválósági programja olyan lehetőséget biztosít, amellyel – ha jól élünk vele – itthon is világszínvonalú kutatásokat végezhetünk. A lehetőségek mellett a nyertes pályázat óriási felelősséget is jelent, hiszen munkánk minőségétől, az eredményeinktől is függ, hogy hány, a tudomány iránt elhivatott hallgató számára teremtjük meg a tehetségük kibontakoztatásához szükséges alapot, a jövő hány lendületes kutatóját neveljük ki" – vallja meggyőződéssel Kele Péter.

Kutatásait ismertetve elmondta, hogy a világban is viszonylag újnak számító kémiai biológia, illetve szűkebb szakterülete, a bioortogonális kémia Magyarországon még gyerekcipőben jár. "Úgy látom, a közeljövőben robbanásszerű fejlődésnek indul a molekuláris biológia, illetve a diagnosztikai eljárások kémiai biológiai megközelítése. Terveim és reményeim szerint e dinamikusan fejlődő tudományterület egyik bástyáját tudjuk felépíteni itt, Magyarországon az általunk teremtett iskola segítségével" – hangsúlyozta a kutató.

A korai rákdiagnosztikában is alkalmazható eljárás kifejlesztése

Kele Péter magyarázata szerint a kémiai biológiai eljárások során a vizsgálni kívánt biológiai rendszereket – fehérjéket, nukleinsavakat, szénhidrátokat – szintetikusan előállított kismolekulákkal lehet módosítani. A bejuttatott módosító molekula leggyakrabban valamilyen fluoreszcens, mágneses vagy radioaktív marker. "Nagyon fontos, hogy a biomolekulák kémiai manipulálása során kizárólag olyan reagenseket, reakciókat alkalmazhatunk, amelyek egyfelől nem befolyásolják a vizsgált rendszer életképességét, másfelől szelektíven hatnak" – hangsúlyozta.

E feltételek betartása nem is olyan egyszerű, hiszen a biológiai rendszerekben rengeteg reaktív funkciós csoport van jelen. "Kutatásaink szűkebb területe, az úgynevezett bioortogonális kémia olyan szervezetidegen funkcióscsoport-párokat alkalmaz, amelyek tagjai külön-külön nem reagálnak az élő rendszereket felépítő biológiai vegyületekben található funkciós csoportokkal. Együtt viszont gyorsan, szelektíven és maradéktalanul reagálnak a megcélzott funkcióscsoport-párral, miközben a reakció sem toxikus segédanyagokat nem igényel, sem az élő szervezetre káros melléktermékeket nem termel. Kutatásaink fő célja ilyen bioortogonális reagensek fejlesztése" – ismertette a kutató.

A reagensek kifejlesztésén túl fontos szempont, hogy miként juttatják be ezeket a funkciós csoportokat a vizsgálni kívánt biomolekulákba. Erre úgynevezett kémiai hírvivőket alkalmaznak, amelyek az egyik bioortogonális funkciós csoportot hordozzák. Rajtuk keresztül a bejuttatást követően már szelektíven módosíthatóak a vizsgálni kívánt vegyületek.

"Célunk olyan biológiai építőkövek – aminosavak, cukrok, nukleinsavak – előállítása, amelyeknek általunk kifejlesztett bioortogonális funkciójuk van. A kémiai hírvivőkön túl megfelelő bioortogonális tulajdonságokkal bíró, fluoreszcens markerek kifejlesztésén is dolgozunk. A fluoreszcencia ugyanis az egyik legkönnyebben detektálható jelenség, ilyen bioortogonális reagensek és markerek segítségével olyan érzékeny teszteket, eljárásokat lehet kidolgozni, amelyek a tumormarkerek kimutatásától a képalkotó technikákig számtalan területen alkalmazhatók" – magyarázta a kutató.

Világszínvonalú kutatási környezet, tehetséges fiatal munkatársak

Kele Péter szerint a befogadó intézmény, az MTA TTK az infrastrukturális háttéren kívül a doktori képzésben részt vevő hallgatók finanszírozásával is hozzájárul a lendületes kutatások sikeréhez.

"Nem elhanyagolható szempont az a kutatói környezet sem, amelyet a Természettudományi Kutatóközpont világszínvonalú új épülete, illetve két fontos hazai partnerünk, az ELTE és a BME közelsége kínál majd a lágymányosi egyetemi kampuszon. Ez a fajta tudományos koncentráltság a nagy amerikai egyetemekhez mérhető szellemi közeget biztosít" – hangsúlyozta Kele Péter, aki az eredmények legfontosabb előfeltételének azonban a lelkes, tehetséges csapatot tartja.

"A kutatómunka igazi csapatmunka. Bátran állíthatom, hogy jelenlegi munkatársaim országos viszonylatban is a legjobbak közül valók, de terveim szerint a jövő év végére a mostani 5-6 fős csoport létszáma megduplázódik. Herner András végzős doktorandusz a fluorogén jelzővegyületek specialistája, a másik végzős PhD-hallgató, Varga Balázs Róbert, aki a bioortogonális reagensek szakértője, jelenleg a Harvard Egyetemen képzi tovább magát. Cserép Balázs Gergely másodéves doktorandusz a bioortogonális reagensként alkalmazható tetrazinszármazékok mestere, a csapat tagja továbbá Kozma Eszter Erika elsőéves doktorandusz és Demeter Orsolya végzős MSc-hallgató, de eredményeinkhez hozzájárulnak tudományos diákkörös és szaklaboratóriumi hallgatók is" – mutatta be csoportját a kutató.

A Lendület program kínálta lehetőségeket méltatva Kele Péter kiemelte, hogy a projekt jelentős mértékben ösztönzi a kutatói mobilitást. "Eddig is nagyon fontosnak tartottam, hogy hallgatóim külföldi tapasztalatokkal gazdagodjanak, a jövőben is szeretném ezt a gyakorlatot folytatni, s a Lendület ennek is megteremti a feltételeit. A kiválósági program azt is lehetővé teszi, hogy a jövőben külföldi, vagy ami még fontosabb, külföldön végző magyar posztdoktorokat alkalmazhassunk" – hangsúlyozta Kele Péter.