Osztályülések előadásai
Extremofil prokarióták taxonómiai és metabolikus diverzitása biogeokémiai nézőpontból
Borsodi Andrea, az MTA doktora (Eötvös Loránd Tudományegyetem, Természettudományi Kar, Biológiai Intézet, Mikrobiológiai Tanszék)
Elhangzott a 2025. március 11-i osztályülésen
Az extremofilek az emberiség számára szélsőségesnek tekintett fizikai és/vagy kémiai körülményekhez alkalmazkodott szervezetek, melyek teljes életciklusukat képesek extrém körülmények között leélni. Kutatásuk az elmúlt évtizedekben főként a technológiai és módszertani fejlesztéseknek köszönhetően jelentősen felgyorsult. Az extremofilek a környezetükkel és egymással kialakított változatos és sokoldalú interakciójuk, valamint egyedi anyagcsere képességeik révén nélkülözhetetlenen szerepet játszanak a biogeokémiai ciklusokban. Magyarországon viszonylag ritkák az extremofileknek kedvező természetes élőhelyek. Ilyennek tekinthetők a Kiskunsági, a Hortobágyi és a Fertő-Hansági Nemzeti Parkjaink területén található sekély szikes tavak és szikes talajok. A területeket jellemző lúgos kémhatáshoz és viszonylag magas sókoncentrációkhoz alkalofil és halofil mikroorganizmusok alkalmazkodtak. Ezekben a sajátos ökoszisztémákban a szélsőségesen változó időjárási körülmények egyedülálló, időszakos, lokális anyagforgalmi ciklusokon alapuló baktériumközösségek kialakulását eredményezik. Emellett a hazai termál és gyógyfürdőket ellátó, valamint az energiafelhasználáshoz meleg és/vagy forró vizet biztosító természetes források és termálkutak kolonizációs helyszínként szolgálnak a termofil és a hipertermofil prokarióták számára. Ezek a szervezetek a stabilan extrém környezeti feltételek között szerkezetükben komplex, működésükben összehangolt, speciális biofilm közösségekké szerveződnek. Az afotikus, tápanyagokban szegény és radioaktív hipogén karsztbarlangokban, például a Budai Termálkarsztban, többszörösen szélsőséges körülményekhez alkalmazkodott, ún. poliextremofilek fordulnak elő. Ezek a baktériumok specifikus metabolikus aktivitásuk révén aktív szerepet játszanak a karsztosodási folyamatokban és a különleges biogeokémiai kiválások létrejöttében. Az extrém környezetek a vizsgálati módszerek robbanásszerű fejlődése és a kutatások intenzifikálódása ellenére is ma még nagyrészt ismeretlen, rejtőzködő mikrobiális diverzitással rendelkeznek.
Mit tanult és mit tanít nekünk a mesterséges intelligencia a fehérjeszerkezetekről?
Gáspári Zoltán PhD (Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Információs Technológiai és Bionikai Kar)
Elhangzott a 2025. február 11-i osztályülésen
2024-ben két, lényegében bioinformatikai eredményt ismertek el kémiai Nobel-díjjal: egyrészt a fehérjeszerkezetek szekvenciából történő becslésére alkalmas AlphaFold eljárást, másrészt a számítógépes fehérjetervezés területén az elmúlt évtizedekben elért eredményeket. A két problémakör egymás tükörképének tekinthető, és mind elméleti hátterük, mind gyakorlati megvalósításuk szorosan összefonódik. És bár sikerükben kulcsszerepet játszik a hőskorát élő mesterséges intelligencia, a mögöttes megfontolások több évtizedes kutatómunka és módszertani fejlesztés eredményei. A fehérjék aminosavsorrendje és térszerkezete közötti összefüggés régóta ismert. Mégis, ez az alapvető kölcsönhatások szintjén jól értett kapcsolat a fehérjék összetettsége és lehetséges térbeli elrendeződéséinek nagy száma miatt a gyakorlatban sokáig kiaknázhatatlan volt. Azok a módszerek bizonyultak gyümölcsözőnek, amelyek egyszerre használják az adott fehérjék globális evolúciós hasonlóságait, illetve rövidebb szakaszaik lokális fizikai-kémiai leírásait. Ennek a megközelítésnek a fejlett gépi tanulással történő ötvözése jelenti a jelenleg is aktívan fejlesztett eljárások legnagyobb erősségét, ugyanakkor meghatározza azok teljesítőképességének és egyúttal a probléma kutatók általi megértésének korlátait is.
Archívum
Osztályülések előadásai 2024-ben
Osztályülések előadásai 2023-ban
Osztályülések előadásai 2022-ben
Osztályülések előadásai 2020-2021-ben
Osztályülések előadásai 2019-ben
Osztályülések előadásai 2018-ban
Osztályülések előadásai 2017-ben
Osztályülések előadásai 2016-ban
Osztályülések előadásai 2015-ben
Osztályülések előadásai 2014-ben
