VIII. Biológiai Tudományok Osztálya

Osztályülések előadásai

Idegsejthálózatok működése az agy félelmi központjában
Hájos Norbert, az MTA doktora (Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet) előadása
Elhangzott a 2019. december 10-i osztályülésen

Az agy mandulamagja, az amigdala evolúciós értelemben egy ősi struktúra, hisz már a gyíkok agyában kétséget kizárólag azonosítható. Az állatokon végzett kísérletek kimutatták, hogy az amigdala kulcsszerepet játszik többek közt a félelmi emléknyomok kialakításában és vészhelyzethez kapcsolódó reakciók szabályozásában. A Pavlov féle társításos tanulási paradigmát alkalmazzuk a legtöbb vizsgálatban annak érdekében, hogy megértsük, hogy hogyan járulnak hozzá az amigdala neuronhálózatai a veszélyhelyzettel kapcsolatos agyi folyamatokhoz. E paradigma során egy semleges ingert, pl. egy hangot időben egyszerre prezentálunk egy kellemetlen, pl. fájdalmi ingerrel. A tanulás eredményeként a következő napokban az egyed a korábban semleges ingerre is félelmi reakciót mutat, azaz az asszociáció kialakult a két inger közt. A mai elfogadott elmélet szerint az amigdala egyik magjában történik meg az asszociáció a semleges és a kellemetlen inger közt, majd ez az információ továbbítódik a többi amigdalamagba. Kísérleteink során kiderítettük, hogy több amigdalamagba egyszerre érkezik a fájdalom okozta inger, azaz, szemben a kurrens modellel, a jelfeldolgozás az amigdalában nem sorosan, hanem párhuzamosan történik. A kísérleteink eredményei más megfigyelésekkel együtt előrevetítik annak a szükségszerűségét, hogy az amigdala új működési modelljét dolgozzuk ki, ami jelenleg az egyik fő kutatási vonala a kutatócsoportunknak.

Az amigdala egy komplex agyi struktúra, amely legalább 13 különböző részből áll. Ezek közt találunk olyan neuronhálózatokat, amelyek egyértelműen agykérgi struktúrának feleltethetők meg. Vizsgálataink másik részében azt a célt tűztük ki, hogy felderítsük az agykérgi amigdalamagok belső kapcsolatrendszerét, különös tekintettel a gátló idegsejthálózatokra, hogy megértsük a működési elveit az itt található serkentő és gátló idegsejtekből álló neuronhálózatoknak. Kísérleteinkben feltártuk, hogy három különböző gátlósejttípus idegzi be a serkentősejtek azon membránrégióját, ahol az akciós potenciálok keletkeznek. Kimutattuk, hogy mind a három gátlósejttípus egyforma hatékonysággal képes szabályozni a serkentő idegsejtek aktivitását, az akciós potenciálok keletkezését. Akkor miért van szükség három különböző gátlósejttípus, ha mindhárom gátlósejt egyforma hatékony gátlást képes biztosítani? Erre a válaszunk az, hogy a serkentő idegsejtek eltérő logikával és hatékonysággal aktiválják e gátlósejteket. Ezen túlmenően felfedeztük, hogy az általunk vizsgált három gátlósejttípus nagyon speciális van egymással összekötve, amely biztosítja az egymástól független működést. Összegezve elmondhatjuk, hogy az amigdala serkentő idegsejtjeinek aktivitását részben egymástól függetlenül működő gátlósejthálózatok szabályozzák egyforma hatékonysággal, amelyeket eltérően aktiválnak a serkentősejtek. Ez a kapcsolási és működési logika nem specifikus az amigdala neuronhálózatára, hanem általános érvényű lehet, hisz más agykérgi idegsejthálózatban is hasonló kapcsolatrendszereket találtunk.

A gazda és az opportunista patogén gombák kölcsönhatásainak vizsgálata
Gácser Attila, az MTA doktora (Szegedi Tudományegyetem) előadása
Elhangzott a 2019. november 12-i osztályülésen

A gombafertőzések által okozott megbetegedések száma évről évre növekszik. Paradox módon ez összefüggésbe hozható a súlyos betegségek terápiás hatékonyságának növekedésével, illetve az intenzív kórházi kezelési eljárások fejlődésével, mivel ezáltal olyan pácienscsoportok jelentek meg, akiknél az immunhiányos állapot opportunista fertőzések kialakulását teszi lehetővé. Az ilyen fertőzéseket kiváltani képes gombák közül az egyik legjelentősebb csoport az opportunista élesztők csoportja, azon belül is a Candida nemzettség fajai. Különösen nagy veszélyt jelentenek a különböző antifungális szerekkel szemben rezisztenciát mutató törzsek által kiváltott fertőzések. A korábban ismert magas rezisztenciát mutató fajok (pl. Candida glabrata) mellett eddig szenzitívnek hitt fajok esetében (pl. Candida parapsilosis) is megjelentek rezisztens törzsek, ráadásul ez utóbbi esetében horizontális transzferről is érkeztek jelentések, amelyek lokális epidémiák kialakulásához vezettek. Mindezek mellett, megjelenhetnek olyan új gombapatogének, amelyek rendkívüli veszélyt jelenthetnek, mint az utóbbi években felfedezett multidrog rezisztens Candida auris. Ez utóbbira nézve az amerikai járványvédelmi központ (Center for Disease Control and Prevention CDC) globális egészségügyi veszélyhelyzet figyelmeztetést adott ki. Mindezek okán a gombák és a gazda kölcsönhatásainak vizsgálata és a gazdasejtben történő túlélésüket lehetővé tevő, illetve az antifungális szerekkel szembeni rezisztencia kialakulásáért felelős genetikai és fiziológiai változások azonosítása rendkívüli fontossággal bír.

Az előadásban ezekkel kapcsolatos eredményeinket mutatom be, leginkább az opportunista Candida fajok (elsősorban a Candida parapsilosis és a Candida auris) példáján bemutatva.

A fiatal kutatók új hangja – A Fiatal Kutatók Akadémiája
Török Péter, az MTA doktora, a Fiatal Kutatók Akadémiája társelnöke előadása
Elhangzott a 2019. október 8-i osztályülésen

A Fiatal Kutatók Akadémiája (FKA) egy 2019-ben alakult, alulról szerveződő tudományos társaság, melynek három fő célkitűzése van: a fiatal kutatók szakmai fejlődésének elősegítése, a fiatal kutatók érdekképviselete, valamint a tudomány és a társadalom közötti párbeszéd segítése. Az FKA induló taglétszáma 2019-ben 24 fő. Minden évben 12 új tag kerül megválasztásra – reprezentálva az Élettudományok, Humán- és Társadalomtudományok, valamint a Természettudományok szakterületeit – addig, amíg az FKA létszáma el nem éri a 60 főt. Ezt követően minden évben annyi új tag kerül megválasztásra, amennyi biztosítja a 60 fős taglétszámot. A tagválasztás kiemelt szempontjai a tudományos kiválóság és az FKA céljai és társadalmi szerepvállalása iránti egyértelmű elkötelezettség. Az FKA tagjai indították útjára a Fiatal Kutatók Fórumát és egy fiataloknak szóló a Magyar Tudomány Ünnepe keretében zajló rendezvénysorozatot, elkészítették az első nagyszabású felmérést a hazai fiatal kutatók helyzetéről, útmutatót készítettek a pályáztok kiírói számára és a TUDOSZ-al együttműködésben elérték, hogy az Állami Eötvös ösztöndíj korkedvezményt ad a gyermekekkel otthon töltött idő után. Rövid távú terveink között szerepel többek között egy egynapos kutatócsoport vezetői és tudománykommunikációs tréning megrendezése (2019 ősz), egy a World Science Forum eseményhez kapcsolódó szatellit program (2019 november) és egy tudománykommunikációs tréning szervezése fiatal kutatóknak (2020 január).

Gyepközösségek szerepe a tájléptékű sokféleség fenntartásában
Török Péter, az MTA doktora (Debreceni Egyetem) előadása
Elhangzott a 2019. október 8-i osztályülésen

Az emberi jó életminőség fenntartásához kiemelten fontos a természetes élőhelyek megőrzése és a tájléptékű sokféleség fenntartása. A Palearktisz mintegy 22°%-át gyepterületek fedik le (összesen 9,7 millió km2), így szerepük a sokféleség megőrzésében kiemelt fontosságú. Az elmúlt évszázadban a gyepek nagy részét érintette a degradáció, ami területük és fakészletük csökkenését valamint összetételük megváltozását eredményezte. Ezek a negatív folyamatok a mezőgazdasági termelés hatékonyságát is csökkentették az olyan tájléptékben működő ökoszisztéma szolgáltatások csökkenésén keresztül, mint a megporzás vagy a kártevők elleni biológiai védekezés. A gyepek helyreállítása és kutatása mindezek okán kiemelt fontosságúvá vált, különösen az emberi hatásnak erősen kitett táji környezetben. Egyre nagyobb az igény arra, hogy költséghatékony megoldásokat keressünk a gyeprekonstrukciós beavatkozások kivitelezésére, kiváltandó az igen költséges technikai megoldásokat. Az elméleti növényökológiai kutatások eredményeinek beépítése a restaurációs ökológiai beavatkozások tervezésébe és kivitelezésébe elősegítheti ezt a folyamatot. Igen jelentős a szakadék az elméleti növényökológiai és a gyakorlat orientált restaurációs ökológiai kutatások között. Kutatásainkkal ezt a szakadékot kívánjuk áthidalni, igazodva a nemzetközi kutatás élvonalába tartozó növényökológiai és restaurációs ökológiai kutatási trendekhez, valamint rámutatva arra, hogy az elméleti eredmények hogyan támogathatják a gyakorlati rekonstrukciók tervezését és kivitelezését mezőgazdasági művelés által dominált tájban.

Sejtorganellumok kutatása egysejtűekben
Müller Miklós, az MTA külső tagja (Rockefeller Egyetem) előadása
Elhangzott a 2019. szeptember 10-i osztályülésen

Membránnal körülvett organellumok jellemzőek az eukarióta sejtek sejtenbelüli munkamegosztására. Munkatársaival ezek egysejtű élőlényekben történő kutatására szorítkoztak. 1964-ig hisztokémiai módszereket alkalmaztak, azután biokémiai és sejtfrakcionálási módszerekre tértek át, amelyeket kísérleti munkájuk utolsó éveiben molekuláris biológiai kutatásokkal egészítettek ki. A következő organizmusok voltak fő vizsgálati objektumaik: szabadon élő egysejtűek (Ciliata: Paramecium, Tetrahymena; Rhizopoda: Amoeba, Acanthamoeba), parazita egysejtűek (Flagellata: Trichomonas, Giardia; Rhizopoda: Entamoeba). Kutatásaikkal hozzájárultak az eukarióta sejtek organizációjának részletesebb megismeréséhez. Főbb eredményeik:

Csillósok és amőbák emésztővakuolumaiban a sejtenbelüli emésztésben szerepet játszó savas hidrolázokat mutattak ki. Ily módon azonosították ezeket a soksejtű szervezetek sejtjeiben található lizoszómákkal.

Tetrahymena mitokondriumainak és peroxiszómáinak jellemzése során egy szokatlan funkciómegosztást mutattak ki. A mitokondrium jellemző funkciói mellett részt vesz a sejt glükoneogenezisében (glioxalát ciklus), de e ciklus két enzimje peroxiszómális.

Anaerob parazita ostoros egysejtűek (Trichomonas és rokon fajok) mitokondrium nagyságú organellumaiban hidrogént termelő enzimrendszert mutattak ki – az organellumot hidrogenoszómának nevezték el.

Más anaerob parazita egysejtűekben (Giardia és rokon fajok) sem mitokondrium, sem hidrogenoszóma nincs jelen, csak egy sokkal egyszerűbb organellum, a mitoszóma.

A hidrogenoszóma felfedezése újdonság erejével hatott és hamarosan számosan kapcsolódtak be a kutatásába. Hamarosan kiderült, hogy a mitokondrium, a hidrogenoszóma és a mitoszóma közös ősi organellum leszármazottjai. Ezen organellumok kutatása az eukarióta sejtek evolúciójának számos problémájához adott új adatokat és vetett fel új kérdéseket.

Élet a halál után – A temetők élővilága
Molnár V. Attila, az MTA doktora (Debreceni Egyetem, Biológiai és Ökológiai Intézet) előadása
Elhangzott a 2019. június 11-i osztályülésen

Az előadás első része áttekintést ad a témával kapcsolatos legfontosabb eredményekről, amelyeket az utóbbi 6 évben, 17 ország közel 1800 temetőjének vizsgálata során értek el.

A gyorsan növekvő népessségű és átalakuló tájhasználattal és mezőgazdasággal jellemezhető Törökországban kimutatták, hogy a temetők értékes orchidea menedékhelyek. A temetőkben megtalálható orchideák faj- és egyedszáma jellegzetes földrajzi mintázatot követ: dél- és nyugat felé növekszik. Ez a temetőkben észlelt mintázat megegyezik a teljes török orchideaflóra esetében tapasztalt biogeográfiai mintázattal [4]. A török temetők – valószínűleg kegyeleti okok miatt – egyfajta menedéket jelenthetnek az orchideákat érintő, évente sok millió példány elpusztítását eredményező gumógyűjtés ellen [9] és a helyi gumógyűjtő lakosság hagyományos ökológia tudása használható a temetőkben előforduló ritka fajok megtalálásában [10]. Törökországi temető átfogó vizsgálata során kimutatták, hogy a különböző településtípusokhoz tartozó temetők különböznek egymástól méretükben, szerkezetükben és természetvédelmi értékükben. A leggazdagabb orchideaflórája a falusi temetőknek van, ezek kisebb területűek, a hagyományos sírhantok aránya magasabb, és a sírok átlagos távolsága nagyobb, mint a városi temetőkben, de fásszárú vegetációjuk hasonló. Az őshonos fák aránya pozitívan korrelál az orchideák fajgazdagságával, egyedszámával, és a veszélyezetetett fajok jelenlétével. A temetők szerkezeti jellemzői (a sírok kora és sűrűsége) prediktálja az orchideák fajgazdagságát [2].

Az albániai orchideaflóra 35%-át (29 taxont) mutatták ki 88 albániai temetőből. Bebizonyosodott, hogy a temetők felekezeti hovatartozása jelentősen befolyásolja a bennük élő természeti értékek túlélését: a moszlim temetők szignifikánsan több orchideának adnak otthont, mint a keresztények. Ennek oka az eltérő kulturális hagyományokban és a természethez való eltérő viszonyulásban gyökerező eltérő temetőhasználat és -kezelés lehet [11].

Magyarországi temetők vizsgálata során kimutatták, hogy a 20. század végén hazánkban kipusztultnak hitt sztyeppcserje (csipkés gyöngyvessző – Spiraea crenata) 13 hazai temetőben megtalálható. Napjainkra jellemző temetőkezelés ellen a kicsiny, falusi, jelentős fásszárú borítással rendelkező temetők nyújtanak számára menedéket, ahol az egyéb védett fajok száma is szignifikánsan magasabb, mint a gyöngyvessző nélküli temetőkben [7].

24 magyarországi és 3 szerbiai (jórészt fűnyírózott vagy kaszált) temetőben igazolták a ritka vetővirág (Sternbergia colchiciflora) előfordulását. Kimutatták, hogy a kaszált és nem kaszált példányok termésenkénti magszáma nem különbözik egymástól szignifikánsan. Ennek okai: az éves életszakasz „talaj feletti” időszaka (szeptember–május) jórészt kívül esik a fűnyírás legfőbb időszakán, és a csupán 3–7 cm magas, efemer virágok és termések jó eséllyel túlélik a gépesített kaszálást [8]. A faj elajoszómás magjait hangyák terjesztik, a növény fenológiája és és a terjesztők hangyák lárvális növekedésének csúcspontja a Lasius-fajok esetében esik egybe – így ezek lehetnek a legfontosabbak a folyamatban [12]. Magyar temetők terepi vizsgálata és a Habsburg Birodalom 19. századi katonai térképei segítségével bemutatták, hogy a régen alapított temetők több értékes, védett fajnak adnak otthont, mint a később létesítettek [5]. A temetők jelentős időtávlatra visszatekintő múltja arra utal, hogy a flóra értékes elemei az eredeti növényzet fennmaradt maradványai és nem betelepítés eredményei. Szemle-cikkükben kimutatták, hogy temetkezési helyek világszerte jelentős természeti értékeknek nyújtanak menedéket és összegezték az élővilágukra fenyegetést jelentő tényezőket és a megőrzésre vonatkozó javaslatokat [3].

Az előadás második része bemutatja, hogy a néprajzi és szépirodalmi források alapján a magyarság temetői kulturális és természeti értékeinek megőrzése szorosan összekapcsolódik és a jelenlegi – az elmúlt évszázadokétól gyökeresen eltérő – temetkezési gyakorlat és temetőkezelés súlyos fenyegetést jelent mindkettőre.

Magyar nyelvű, színesen illusztrált könyvben foglalták össze a témával kapcsolatos eredményeket [6], amely a Magyar Tudományos Akadémia támogatásával jelent meg, amiért ezúton is köszönetüket fejezik ki.

Az összefoglaló hivatkozásjegyzékkel itt érhető el.

A megismerés eszközei az agykutatásban
Ulbert István, az MTA doktora (MTA Természettudományi Kutatóközpont, Kognitív Idegtudományi Intézet; Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Információs Technológiai és Bionikai Kar) előadása
Elhangzott a 2019. április 9-i osztályülésen

Az elmúlt ötven év egyik legújabb csúcstechnológiai forradalma napjainkban zajlik. A mikro-elektromechanikai rendszerek (MEMS) technológiája megjelenik a mindennapokban, és okos informatikai, elektronikai megoldásokkal ötvözve egyre inkább az ember szolgálatába áll, legyen szó az autó- vagy szórakoztatóiparról, a személyre szabott orvosi, biológiai alkalmazásokról vagy a miniatürizált laboratóriumi rendszerekről. Ez a dinamikusan fejlődő technológia egyre több piaci szereplőt vonz a területre, a növekedési potenciál meglehetősen magas a témában. A MEMS technológiát kiválóan lehet kombinálni egyéb diszciplínákkal, például a biotechnológiákkal, fehérjekutatásokkal, neurobiológiával és a gépi tanulás különféle formáival. Ezek az interakciók új felhasználásokat és szolgáltatásokat indítanak útjukra a bionika különféle területein, melyek az emberi életminőség javulásában ölthetnek testet hosszú távon.

Az előadás célja betekintést nyújtani a Nemzeti Agykutatási Program Bionika Pillérében folyó kutatásokba, különös hangsúllyal a klinikai, egyetemi és kutatóintézeti együttműködésekre a bionika neurobiológiai területein.

Sejtváz szabályozás a forminok szemszögéből
Mihály József, az MTA doktora (MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont, Genetikai Intézet) előadása
Elhangzott a 2019. március 12-i osztályülésen

A kutatócsoport érdeklődési területe a sejtváz szabályozás molekuláris mechanizmusainak a feltárása különböző fejlődésbiológiai kontextusokban ecetmuslica modellekben. A nagyszámú aktin és mikrotubulus (MT) szabályozó fehérje közül vizsgálataikat elsősorban a formin fehérjék családjába tartozó aktin összeszerelő faktorokra fókuszáljuák, amelyek (saját eredmények alapján is) részt vehetnek az MT sejtváz szabályozásában is. Ezzel összhangban megállapították, hogy a forminok az aktin és MT koordináció fontos elemei az axon növekedési kúpokban. Ezen kívül megállapították, hogy a tanulási és memória folyamatokért felelős gombatest idegsejtek, illetve a cirkadián viselkedésért felelős neuronok axon növekedését az ún. PCP jelátviteli rendszer szabályozza a forminok által közvetített sejtváz átrendeződéseken keresztül. A neuronális sejtváz vizsgálata során megállapították továbbá, hogy a forminoktól függő MT szabályozás lényeges szerepet tölt be a neuromuszkuláris junkciók kialakulásában és működésében.

Másik kiemelt kutatási irány a miofibrillogenezis vizsgálata. Az előző években leírták, hogy a forminok kitüntetett szerepet játszanak a szarkomerikus vékony filamentumok kialakulásában, és eredményeik alapján egy új modellt javasoltak a szarkomerikus aktin filamentumok összeszerelődési mechanizmusára. Korábban kezdett dSTORM szuper-rezolúciós mikroszkópi vizsgálataikat az elmúlt időszakban jelentősen kiterjesztették és összesen 26 izomfehérje szarkomerikus pozícióját határozták meg nanoszkópos felbontással, ami lehetővé tette, hogy új modellt javasoljanak a szarkomerek szerkezete és felépülése vonatkozásában.

„Embertani búvárlatok” - Gyűjtemények a tudománynak
Pap Ildikó PhD (Magyar Természettudományi Múzeum, Embertani Tár) előadása
Elhangzott a 2019. február 12-i osztályülésen

A biológiai antropológia története 1861-ben kezdődött, amikor Paul Broca megalapította a Párizsi Antropológiai Társaságot. Magyarországon 1873-ban jelent meg az antropológia, amikor Scheiber Sámuel Trefort miniszterhez írott "Pro Memoria"-jában részletesen kifejtette az antropológia jelentőségét, érvekkel támasztotta alá annak szükségességét, hogy ezt a tudományágat hazánkban is művelni kell. Az önálló embertani múzeum létrehozását hazánk első antropológusa, Ponori Török Aurél már 1881-ben szorgalmazta, azért, „hogy az embertani búvárlat hazánkban minél inkább meggyökeresedjék”.

A hazai történeti embertani kutatások három meghatározó intézménye a Szegedi Tudományegyetem (SzTE) Embertani Tanszéke, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Embertani Tanszéke és a Magyar Természettudományi Múzeum (MTM) Embertani Tára. Hazánk legnagyobb embertani gyűjteménye, az MTM Embertani tára az ember elődeinek Magyarország területéről származó fosszilis leleteit és a hazánk területén régen élt, történeti népességek embertani csontmaradványait őrzi. A gyűjtemény az újkőkortól a magyar történelem újkoráig tartó időszakból származó, mintegy negyvenezer személy csontmaradványait gondozza. A SzTE több mint 30 ezres állományával Európában az első 10 gyűjtemény között szerepel. A Magyarországon feltárt, hiteles embertani anyag mintegy harmada a vidéki múzeumokban található.

Az embertani kutatások alapvető feladat ennek a gazdag, térben és időben egyaránt reprezentatív leletanyag őrzése, tudományos feldolgozása, a valaha itt élt népességek embertani arculatának megismerése, biológiai rekonstrukciója, az eredmények közzététele és kiállításokon való bemutatása.

A legrégebben művelt kutatási téma a múlt kutatásának egy szelete, a magyar nép származásának vizsgálata. Ennek keretében folyik a hazánk területén élt népességek embertani maradványainak klasszikus antropológiai módszerekkel történő feldolgozása.

A molekuláris biológia fejlődésének köszönhetően lehetséges az egykor élt élőlények testének maradványaiban töredékesen megőrződött archaikus DNS feltárása. Bár a több ezer éves leletek DNS-tartalmának vizsgálata technikailag magas követelményeket állít a molekuláris biológusok és az antropológusok elé, az ebben rejlő lehetőségek megérik a meglehetősen hosszadalmas és költséges kutatómunkát.

A mindenkit érdeklő kérdésekre, hogy milyen volt elődeink egészségi állapota, milyen betegségekkel küzdöttek, a történeti patológiai kutatások adhatják meg a választ. A modern radiológiai, szövettani vizsgáló eljárások használatával egyre többet tudunk meg elődeink betegségeiről, felderíthetjük, mely korban jelentek meg, és az idők folyamán hogyan változtak az egyes kórképek.

Az előadás összefoglalja a magyar antropológia kialakulását. Röviden áttekinti a hazai bázisintézményeket, az ott őrzött gyűjteményeket és az ott folyó történeti embertani kutatásokat. Kitér a hazai együttműködésben létrehozott protokollokra (az embertani anyag alap feldolgozása és a mintavételi protokoll javaslat), valamint az Árpád-ház projektre. Az előadás a váci Fehérek templomából feltárt, 18. századi múmiákon folyó multidiszciplináris kutatások rövid ismertetésével zárul.

Archívum

Osztályülések előadásai 2018-ban

Osztályülések előadásai 2017-ben

Osztályülések előadásai 2016-ban

Osztályülések előadásai 2015-ben

Osztályülések előadásai 2014-ben

Osztályülések előadásai 2013-ban

Osztályülések előadásai 2012-ben