Nagy László mta.hu

Kutatási téma

A gombák evolúciójanak nagy lépései: egy integratív komparatív genomikai megközelítés a komplexitás evoluciójának megértésére.

A soksejtű gombák evolúciójának hátterében meghúzódó biológiai folyamatokat vizsgálja bioinformatikai, filogenetikai és genomikai technikákkal Nagy László (29). Az Egyesült Államokból hazatérő biológus az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontban arra keresi a választ, honnan erednek a komplex struktúrák evolúciójában szerepet játszó gének, valamit hogyan alakulhattak ki egymástól függetlenül feltűnően hasonló bonyolult képletek távoli rokonságban álló rendszertani csoportokban. Eredményei a világszerte egyre gyakoribb, gombák által kiváltott megbetegedések gyógyításához és a gombák hatalmas biotechnológiai és mezőgazdasági potenciáljának kiaknázásához egyaránt hozzájárulhatnak.

Befogadó intézet

MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont

A kutatócsoport működési időszaka

2014–2019

Interjú a kutatóval

Az interjú 2014. június 25-én jelent meg az mta.hu-n.

A gombák evolúciójának hátterében húzódó folyamatokat vizsgálja az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontban megalakuló Lendület-kutatócsoportjával Nagy László (29). Az Egyesült Államokból hazatérő biológus eredményei többek között gyógyszeralapanyagok, növényvédő szerek fejlesztéséhez járulhatnak hozzá.

"Gyakori jelenség, hogy egy-egy környezeti kihívásra különböző élőlények hasonlóképp reagálnak. Ez a jelenség a konvergens evolúció, amire példa a rovarok és a madarak törzsfejlődése során egyaránt megjelenő röpképesség – szemléltette a folyamatot Nagy László biológus. – Az is előfordul - gombáknál különösen gyakran –, hogy a függetlenül kialakult hasonló tulajdonságok oly sok egyezést mutatnak, hogy feltételezhetjük (és erre bizonyíték is van sok esetben): a kialakulásukért felelős genetikai eszköztár megegyező, de legalábbis hasonló. A gének és a különböző szabályozó régiók és kombinációik száma azonban hatalmas, ezért rendkívül alacsony annak valószínűsége, hogy az egymástól függetlenül kialakult tulajdonságok mögött megegyező genetikai eszköztár áll. Mégis, számos esetben, például a soksejtű élőlényeknél vagy gombák termőtesteinél azt látjuk, hogy a genetikai eszköztárak jobban hasonlítanak egymásra, mint azt esetleg gondolnánk. Ez az evolúcióbiológia egyik nagy talánya manapság" – nyújtott mélyebb betekintést a szakterület aktuális kérdéseibe a Lendület-csoportvezető. A kutatási eredmények felhasználási lehetőségeivel kapcsolatban megemlítette, hogy a szóban forgó folyamatok megértése sok alkalmazott és egészségügyi kutatás előtt nyitna új lehetőségeket – például bizonyos gombák a mezőgazdaságban óriási károkat okoznak, és az emberekre veszélyes kórokozók kiváltotta betegségek pedig a társadalombiztosítás terheit növelik.

„Soksejtű gombák az élet minden területén jelen vannak. Sokan talán rá sem döbbennek, mennyi élelmiszer-ipari termék és gyógyszer előállításában vagy növényi és állati megbetegedésben játszanak alapvető szerepet a gombák. Ezért rendkívüli jelentőségű, sikerül-e megérteni azokat a folyamatokat, amelyek például a kórokozó gombák többszöri megjelenéséhez vezetnek" – hozott szemléletes példát a kutatási téma fontosságára Nagy László. A csoport által tervezett felfedező kutatások a mechanizmusok és az általános törvényszerűségek feltárását célozza, amelynek eredményei gyógyszer-alapanyagok fejlesztéséhezvagy a gombákban rejlő biotechnológiai alkalmazások kiaknázásához nyújthatnak elméleti hátteret.

Tudományterületek határmezsgyéjén

A fiatal lendületes csoportvezető kutatócsoportjával azt tervezi tisztázni, létezik-e olyan genetikai mechanizmus, amely egymással távoli rokonságban álló élőlényeket predesztinál hasonló tulajdonságok megjelenítésére. „A komparatív evolúciós genomikai kutatások a bioinformatika és a molekuláris biológia határterületen helyezkednek el, sok ember együttműködését, komoly számítógépes hátteret és infrastruktúrát igényelnek. Nagyon izgalmas dolog manapság ezen a területen dolgozni: túl vagyunk az első genomprojektek által hozott kezdeti izgalmakon, és olyan kérdéseket tehetünk fel, amelyekre korábban nem volt lehetőség. Ma a genomikában a szűk keresztmetszetet az jelenti, tudunk-e a kérdésekhez speciálisan illeszkedő analitikai stratégiákat fejleszteni, ezért nagy szerepe van a találékonyságnak, különböző tudományterületek (pl. matematika, számítástudomány, filogenetika) integrálásának. Ezért aztán nagyon gyorsan változik, forrong ez a terület."

Az Egyesült Államokból Szegedre

„Jó dolog felfedezni más országokat és kultúrákat, de én Magyarországon vagyok otthon, így nem volt kérdés, hogy haza szeretnek térni előbb-utóbb" – beszélt megvalósuló terveiről a kutató, aki ugyanakkor nagyon jó iskolának tartja az egyesült államokbeli éveit, és – mint elmondta – rengeteget tanult az ott töltött esztendők alatt. „A Lendület pályázat nagy lehetőség: ennek révén hazatérve is világszínvonalú gombaevolúciós genomikai kutatásokat végezhetünk, illetve kiváló feltételeket teremthetünk az új kutatócsoportban, amely reményeim szerint sikeres, a gombagenomikai kutatásokban világszinten jelentős műhellyé válik" – fogalmazta meg szakmai ambícióit. A kutatócsoportot befogadó MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont biztosítja a szükséges infrastrukturális feltételeket – például szekvenálóplatformot és különböző laboratóriumokat –, valamint PhD hallgatói ösztöndíjakat és egy asszisztens fizetését fedezi. A tárgyi feltételek mellett Nagy László az intézményre jellemző kiváló légkörre is felhívta a figyelmet. „A dologi feltételek mellett talán a legfontosabb támogatás az,hogy az intézetben működő Szintetikus és Rendszerbiológiai Műhely inspiráló szellemi közösséget nyújt. A funkcionális és evolúciós genomikai, valamint rendszerbiológiai kutatások területén kialakulhat az a kritikus tömeg, amely a világszínvonalú kutatások elengedhetetlen feltétele. Nagyon sokat számít, ha van a közelben jó pár, szűkebb értelemben véve is szakmabeli kolléga, akikkel át lehet beszélni a projekteket, és akik észrevételeikkel, kritikáikkal hozzájárulnak a munkához. Ez új együttműködéseket hozhat, jobb esélyeket a nemzetközi pályázatokon, szemináriumokat, ahol tanulhatunk egymástól" – értékelte az intézet tudományos potenciáljában rejlő lehetőségeket a csoportvezető, aki a szellemi tőkét különösen nagy jelentőségűnek ítélte az egyetemi hallgatók, doktoranduszok képzése, fejlődése szempontjából. „Egy kutatócsoportnak az is feladata, hogy sikeres fiatal kutatokat neveljen ki" – hangsúlyozta a tudományos utánpótlás iránti felelősséget.

Ahhoz, hogy egy kutatócsoportból szellemi műhely váljon, Nagy László szerint a magas minőségű kutatások mellett széles nemzetközi és hazai kapcsolatrendszer, valamint nyitott szemlélet szükséges. Mint rámutatott, a tudománykommunikáció, az eredmények megismertetése az érdeklődő közönséggel szintén fontos feladat. „Az egyesült államokbeli laborban, ahol dolgoztam, nagy hangsúlyt fektetnek az eredmények társadalom fele történő kommunikációjára, és ezt a feladatot professzionális módon végzik. Ezt a szokást szeretnem továbbvinni az otthoni laborban is" – zárta szavait Nagy László.