Kutatónők a magyar biotechnológia élvonalában – Videón a tudományünnepi konferencia

„A Magyar Tudomány Ünnepén – ahogy ünnepkor szokás – ünnepi ruhába öltözünk, a szó szoros és átvitt értelmében egyaránt. E szimbolikus felöltözés érdekében olyan jelentős tudományos eredményekről beszélünk, amelyeket a közelmúltban értünk el a nemzeti laboratóriumokban és az ország más kutatóműhelyeiben – mondta Vértessy G. Beáta, az MTA levelező tagja, molekuláris biológus, a Természettudományi Kutatóközpont és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem tanszékvezető egyetemi tanára a biotechnológiával foglalkozó konferencia megnyitójában. – A biotechnológia biológiai alapkutatások eredményeit fordítja le olyan technológiákra, amelyek hozzájárulnak jövendőbeli életünk és életminőségünk javításához. E konferencia előadásain a hazai biotechnológia néhány vezető képviselőjének kutatásairól szeretnénk képeket felvillantani.”

Biológiai gátak

Az első előadó, Deli Mária neurobiológus, az MTA levelező tagja és a Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biofizikai Intézet tudományos tanácsadója a biológiai gátak kutatásával foglalkozik. A szervezetben számos gátként működő szövetet találunk, amelyek egyik (ha nem a legfontosabb) funkciója az, hogy a szervezet különböző részeit vagy a szervezet belső terét és a külvilágot elzárja egymástól. Ilyen gátként működik a belek vagy a légutak hámszövete vagy éppen a jól ismert vér-agy gát is. Ezek egészen fontos védelmi funkciót töltenek be, hiszen meggátolják, hogy az egész szervezetet vagy annak egyes szerveit károsító anyagok eljussanak oda, ahol bajt okozhatnának. Ugyanakkor problémát is okozhatnak, ha éppen gyógyítási célzattal szeretnénk anyagokat átjuttatni rajtuk, hogy a gyógyszerek hatóanyagai közvetlenül abban a szervben, szövetben fejthessék ki hatásukat, amelynek a legnagyobb szüksége van rájuk. Vagyis hatalmas a jelentősége annak, hogy a gyógyszerfejlesztés közben a kutatók ki tudnak-e dolgozni olyan eljárásokat, amelyekkel át tudják juttatni a gyógyszer molekuláit e gátakon. E lehetőségeket kutatja Deli Mária és munkatársai, mégpedig e biológiai gátak természetes modelljein, sejttenyészeteken. E célra a jövőben valószínűleg bevethetővé válnak a nanorendszerek is, hiszen segítségükkel bizonyos esetekben fokozni lehet például a vér-agy gáton átjutó gyógyszermolekulák mennyiségét.

A mikro-RNS-ek hatása az őssejtek működésére

A mikro-RNS-ek olyan kisméretű, egyszálas, fehérjét nem kódoló, ugyanakkor számos sejten belüli folyamatot szabályozó nukleinsav-molekulák, amelyek állatokban, növényekben és vírusokban is megtalálhatók. Sok mikro-RNS-nek van szerepe a transzkripció utáni génexpresszió-szabályozásban. Gócza Elen biológus, az MTA levelező tagja és a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem Genetika és Biotechnológia Intézet tudományos tanácsadója, a konferencia második előadója a mikro-RNS-ek őssejtek működésére kifejtett szabályozó hatását vizsgálja. Vannak ugyanis olyan mikro-RNS-ek, amelyek befolyásolják az őssejtek sejtciklusát, differenciálódását, illetve az őssejtek DNS-ének metilációját. Ezek a kis RNS-molekulák szabályozzák például azt, hogy milyen mértékben őrizheti meg az őssejt a pluripotenciáját, vagyis azt a képességét, hogy osztódása után a leánysejtjeiből számos különböző sejttípus alakulhat ki a differenciálódás során. Gócza Elen és munkatársai kísérleteikben nyúlembriókat vizsgáltak, és megállapították, hogy az embrionális fejlődés különböző fázisaiban pontosan mely mikro-RNS-ek hatnak leginkább a fejlődésre. „Ameddig az őssejtek sejtciklust szabályozó mikro-RNS-eket tartalmaznak, gátolják a korai differenciálódást előidéző faktorokat. Míg ha e mikro-RNS-ek termelése megszűnik, akkor a sejtek elindulnak a differenciálódás útján” – mondta Gócza Elen.

A konferencián készült képgaléria a fotóra kattintva tekinthető meg. Fotó: mta.hu / Szigeti Tamás

A hidrogéntermelő zöldalgák

Egyre többet tudunk a zöldalgák fotoszintézisben és ezáltal a légköri szén-dioxid megkötésében játszott jelentős szerepéről. A zöldalgák, hasonlóan a magasabb rendű növényekhez, zöld színtestjeikben a légköri szén-dioxidból és vízből oxigént állítanak elő (miközben csökkentik az atmoszféra üvegházgáz-koncentrációját). Csakhogy a zöldalgák, miközben fotoszintetizálnak, nemcsak oxigént állíthatnak elő, hanem hidrogéngázt is. Ez az anyagcseretermékük pedig ugyanolyan hasznos lehet például a klímaváltozás elleni küzdelemben, hiszen a hidrogén elégésekor csak víz keletkezik, szén-dioxid nem, így a hidrogént „tiszta” és – az algák tevékenységének hála – megújuló energiaforrásnak tekinthetjük. Már ma is léteznek hidrogénnel működő üzemanyagcellák, amelyekben a hidrogén vízzé való oxidálása révén állítanak elő elektromos áramot, amit aztán például járművek meghajtására lehet használni. Tóth Szilvia Zita biológus, az MTA doktora, a Szegedi Biológiai Kutatóközpont Növénybiológiai Intézetének kutatója a zöldalgák fotobiológiai hidrogéntermelését vizsgálja. A növénynemesítés az átalakuló globális klíma és az immár a nyolcmilliárdot is meghaladó létszámú emberiség meghatározta korszakban fontosabb, mint valaha. Hiszen csak a legújabb biológiai tudáson alapuló nemesítési technológiával előállított növényfajták használatával lehet elég hatékony az élelmiszer-termelés. A hatékonyságnövelést egyszerre teszi szükségessé az egyre több fogyasztó és a hagyományos fajták számára egyre kevésbé élhető környezet.

A molekuláris növénynemesítés mint híd

A gyorsuló klimatikus és ökológiai folyamatok egyre gyorsabb növényfajtaváltást tesznek szükségessé a mezőgazdaságban, így a molekuláris biológia eszköztárával dolgozó növénynemesítők munkája szó szerint életbevágó. E területen kutat Karsai Ildikó biológus, az MTA doktora, az Agrártudományi Kutatóközpont Mezőgazdasági Intézetének tudományos tanácsadója, a konferencia negyedik előadója is. A jövőben elkerülhetetlen lesz a legújabb genetikai, genomikai és biotechnológiai felfedezések növénynemesítési eljárásokba való azonnali beépítése, az köztük lévő hidat pedig a molekuláris növénynemesítés biztosítja.