A 2014. január 14-i osztályülésen Pócs Tamás, az MTA rendes tagja tartotta meg úti beszámolóját. Pócs Tamás két alkalommal járt a Malajziai Államszövetség területén. Először 2010 februárjában a Penangi Tudományegyetem (Universiti Sains Malaysia, Penang) meghívására, ahol Min Chuah Petiot professzorasszony kezdeményezésére egy hetes nemzetközi posztgraduális Trópusi Bryológia kurzust tartottak, a szervező és a Brunei Állami Egyetem Természettudományi Karának dékánja, Haji Mohamed Bin Abdul Majid professzor részvételével, nemzetközi hallgatóság előtt. A kurzus előkészítése és lefolytatása során a résztvevőkkel együtt két gyűjtőúton vett részt, a Perak állam területén lévő Bukit Larut (Maxwell Hill) 1000-1500 m magasan fekvő nedves hegyi esőerdeiben, illetve a Kedah államban lévő 1150 m magas Gunung Jerai erika- és fenyő-félékben gazdag, sovány talajú, nyílt fenyér-erdeiben. Mindkét útról gazdag gyűjtött anyaggal tértek haza és alkalmuk volt megismerni Ázsia egyik leginkább multikulturális (kínai-hindu-maláj-brit) városát, Georgetown-t, amely egyben Penang állam és sziget fővárosa.

Második alkalommal az előbb említett nemzetközi kurzus egyik résztvevője, Dr. Lee Gaik Ee, a Malajziai Nemzeti Egyetem (University Kebangsaan Malaysia, Bangi, Selangor) Herbáriumának munkatársa meghívására 2013 októberében és novemberében az egyetem szervezésében három hetes gyűjtőúton vettek részt a Maláj-félsziget védett erdőterületeinek diverzitásbiológiai kutatása céljából. Ennek keretében felkeresték a Selangor államban Kuala Lumpurtól keletre fekvő Sungai Gabai és Pangsun Valley területét, a Pahang állam beli Genting Highland-ot, az Ipoh körüli karsztvidéket, a Perak és Pahang határán fekvő Cameron Highlands-et, végül az eddig legkevéssé kutatott Kelantan állam számos védett területét. Ezek az utak igen változatos biotópok élővilágának megismerésére adtak alkalmat, a tenger szintjén fekvő mocsárerdőktől és karszterdőktől a 2000 m magasságban fekvő köderdőkig. Az útról gazdag tudományos anyagot gyűjtöttek, melynek feldolgozása jelenleg folyik. Az egyetemmel jó kapcsolatot sikerült kiépíteni, közös kutatás és publikációk formájában.

Az utak kiadásait részben a meghívók fedezték, részben a Magyar Tudományos Akadémia támogatásával és a kiutazók saját költségen valósultak meg.

A szintetikus biológia ígéretei és lehetőségei
Pósfai György, az MTA doktora, az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont tudományos tanácsadója előadása.
Elhangzott a 2014. szeptember 14-i osztályülésen.

Pósfai György előadásában elmondta: A szintetikus biológia a természetben nem létező biológiai motívumok, modulok, akár teljes organizmusok előállítását célozó irányzat. A motiváció kettős: az adott célra készített biológiai rendszerek egyrészt gyakorlati hasznot hajtanak (pl. energiahordozók, gyógyszerek, ipari alapanyagok gyártása), másrészt új utakat nyitnak a tudományos megismerésben a természetben elő nem forduló biológiai alternatívák vizsgálatával.

Ideálisan a szintetikus biológiai rendszereknek az előállítása számításokon alapul, és szabványosított biológiai alkatrészeket használ fel. A biológiai rendszerek bonyolultsága és változékonysága miatt azonban kérdéses lehet a tervezett hálózatok programozhatósága, kiszámíthatósága. Ezen segíthet, ha a tervezett konstrukciót egy egyszerűsített, stabilizált gazdasejtben működtetik. Az ilyen egyszerűsített genomú baktériumsejt előállítását célzó, Craig Venter nevével fémjelzett munka során kis kémiai egységekből építik fel a működéshez minimálisan szükséges genomot. Az SZBK Szintetikus és Rendszerbiológiai Egységében fordított megközelítést alkalmaznak: a jól ismert E. coli baktérium genomját egyszerűsítik addig, amíg még jól működő sejtet kapnak.

Tájékoztató Magyarország EMBL tagságával megnyíló lehetőségekről
Előadó:Ormos Pál akadémikus
Elhangzott a 2014. október 14-i osztályülésen
(Az anyag kivonata Dr. Silke Schumacher, az EMBL nemzetközi kapcsolatokért felelős vezetőjének 2014. júliusában Szegeden az MTA SZBK-ban tartott előadásának.)

Mire jó a fehérjekrisztallográfia? A jelen nagy kérdései és a jövőbeli remények - áttekintés a 100. évforduló fényében
Előadó:Vértessy Beáta, az MTA doktora
Elhangzott a 2014. október 14-i osztályülésen

Vértessy Beáta előadásában elmondta, hogy ez az év jubileumi év, a krisztallográfia nemzetközi éve. Jó alkalom ez arra az áttekintésre, mit is köszönhetnek a molekuláris élettudományok ennek a páratlanul hasznos technológiának, és milyen irányban érdemes folytatni a további felhasználást. A kristályok az emberiség fejlődésében folyamatosan jelen voltak (elsősorban drágakövek és egyéb ásványi anyagok révén): szimmetrikus szépségükkel lenyűgöző hatást gyakoroltak és lényegi gazdasági szerepük volt. Napjainkban ‐ ezen túl ‐ a makromolekuláris kristályok a biológiai és orvostudományok fejlődésében is rendkívül jelentős szereppel bírnak. A jubileumi dátum ahhoz a nagyjelentőségű megfigyeléshez kötődik, amit Sir William Henry Bragg és Sir William Lawrence Bragg az 1910‐es években tett. Korábban Max von Laue kimutatta, hogy a Röntgen által felfedezett sugárzás réz‐szulfát kristályokon fizikailag a szerkezettel összefüggően értelmezhető diffrakciós képet nyújt, mivel a röntgensugárzás hullámhossza összemérhető a kémiai kötésben lévő atomok közti távolságokkal. W. L. Bragg ezen összefüggés rendkívül elegáns és egyszerű matematikai leírását adta, W. H. Bragg megépítette az első röntgen‐fotométert (a mai diffraktométerek/szinkrotronok ősét), és ezzel meghatározták a kősó, majd a gyémánt térszerkezetét. Ezen felfedezések jelentőségét szinte azonnal felismerve, 1914‐ben Laue, 1915‐ben a két Bragg (apa és fia) Nobel‐díjban részesült (a fiatalabb Bragg ekkor 25 éves volt!). A makromolekuláris szerkezetmeghatározás terén ezek után jó negyven évet kellett várni arra, hogy az első fehérjeszerkezetet meghatározzák (mioglobin, John Kendrew, 1958, Nobel díj 1962). Kicsit korábban, 1953‐ban került közlésre a hipotézis a DNS térszerkezeti modelljéről (Rosalind Franklin adatai alapján Francis Crick és James Watson tollából). Ma a makromolekuláris térszerkezeteket tároló adatbázis százezernél is több fehérje és komplex szerkezetét tárolja, és havonta hozzávetőlegesen 1000 új szerkezet kerül ‐ szigorú ellenőrzés ‐ után az adattárba (Protein Data Bank). A szerkezetmeghatározások robbanásszerű gyorsulásának több lényegi oka van, ezek között a két legfontosabb: a szerkezetmeghatározási módszerek matematikai és fizikai fejlődése és a vizsgálandó objektumok géntechnológiai előállításának egyre hatékonyabb lehetősége. A legutóbbi Nobel díjat ezen a téren 2012‐ben a kis G‐fehérjékkel kapcsolt receptorok térszerkezetének feltárásáért adták (Robert Lefkowitz és Brian Kobilka), továbbá a tavalyi kémiai Nobel díj (kvantummechanika és molekuláris dinamika, Karplus‐Levitt‐Warshel) is szorosan kötődik a röntgenkrisztallográfiához. Napjainkban a szerkezetek felderítéséből származó tudás felbecsülhetetlen hasznot hoz a biológiai felderítő kutatásokban és a molekuláris mechanizmusok megértésében. A biológiai egyedekben és közösségekben (a mikrobiálistól a gerincesekig) megvalósuló jelátvitel, ingerületátvitel, kommunikáció alapjait is ilyen szerkezetek révén érthetjük meg, és a megértés révén céljainknak megfelelően befolyásolhatjuk. A térszerkezeti információ nélkülözhetetlen a gyógyszertervezésben, a biotechnológiában, a nano‐tudományokban és fejlesztésekben egyaránt. Saját kutatócsoportom a szerkezetek megfejtésével a genomi integritás folyamatainak megértésében ért el eredményeket, melyek mind rákellenes, mind anti‐mikrobiális gyógyszerek tervezésében fontosak. A fehérjekrisztallográfiáról szóló előadás ismertetni fogja a jelenlegi főbb irányokat itthon és a nemzetközi színtéren, továbbá kitér arra is, hogy milyen fejlesztések várhatóak a közeljövőben és ezeknek milyen nagyjelentőségű hatásuk lehet a biológiában, biotechnológiában és az orvostudományokban.

Acsády László, az MTA doktora tájékoztatást adott a 2014. évi orvosi-élettani Nobel díjról.
Elhangzott a 2014. október 14-i osztályülésen

Az amerikai-brit John O'Keefe, a University College London professzora, valamint a trondheimi Norvég Tudomány- és Műszaki Egyetemen dolgozó May-Britt Moser és Edvard Moser agykutató May-Britt Moser és Edvard I. Moser kapta idén megosztva az orvosi-élettani Nobel-díjat. Az indoklás szerint a három kutató az agy helymeghatározó rendszerének, a térben való tájékozódást lehetővé tevő „belső GPS"-nek a felfedezéséért érdemelte ki a díjat.

A kutatók az agy egyik fontos részét alkotó hippokampusz és a memóriafolyamatok elemi mechanizmusaira világítottak rá. John O'Keefe 1971-ben az úgynevezett tér-sejteket fedezte fel, melyek az agyi GPS-rendszer fontos elemei, s amelyek különböző térbeli „térkép-pontokhoz" képesek kötni bizonyos információkat.

A Moser házaspár több mint harminc évvel Keefe felfedezése után a hippokampusz e funkcióhoz kapcsolódó agykérgi régiójában fedezte fel a rendszer másik fontos elemének számító, úgynevezett grid-sejteket. Kutatásaik arra irányultak, hogy ezek a lépszerű hexagonális hálózatot alkotó térmező sejtek hogyan eredményezik a hippokampusz térsejtjeinek szelektív működését. Rájöttek arra is, hogy a hippokampusz melletti egyik agyterület bizonyos sejtjeinek kisülése attól függ, hogy épp merre készülünk elindulni, amit állatkísérletekben bizonyítottak.

A kutatók patkányokon végzett kísérletei óta kiderült, hogy mindkét sejt emberekben is megtalálható, vagyis az emberi tájékozódás agyi alapját is ezek a sejtek képezik. A kitüntetettek munkája új utakat nyit annak megértésében, hogy a kognitív folyamatok hogyan integrálódnak és tárolódnak az agyban.

Terápiás ellenanyagok fejlesztése és alkalmazása
Kacskovics Imre, az MTA doktora előadása
Elhangzott a 2014. november 11-i osztályülésen.

A XIX. század végén Emil von Behring és Shibasaburo Kitasato kimutatta, hogy egy fertőzésből kigyógyult ember (vagy állat) széruma beoltva védettséget biztosít az ugyanabban a fertőző betegségben szenvedők számára. A humán donoroktól, ill. állatokból származó hiperimmun globulint ma is számos betegség ellen alkalmazzák terápiás célokra. Ezek a készítmények ugyanakkor több szempontból sem optimálisak a korszerű gyógykezelés szempontjából, hiszen korlátozott mennyiségben állnak rendelkezésre, összetételük az egyes sarzsok esetén eltérő, és a bennük lévő hatóanyag mennyisége általában alacsony. Mára sikerült ezeket a nehézségeket legyőzni, és a terápiás ellenanyagok alkalmazása az orvostudomány egyik legdinamikusabban fejlődő ágazatává vált.

Köhler és Milstein 1975-ben számolt be arról, hogyan lehet egy adott specificitású, monoklonális eredetű ellenanyagot nagy mennyiségben in vitro előállítani az ellenanyagtermelő B-sejtek és a folyamatosan osztódó mielóma sejtek fúziójából származó ún. hibridóma technológiával (1). 1986-ban regisztrálták az első terápiás, szövetkilökődés elleni monoklonális ellenanyagot (OKT3), de további ellenanyagok alkalmazására sokat kellett várni. Ennek oka amellett, hogy a gyógyszeripar sokáig csak az ún. kismolekulájú hatóanyagok egyeduralmában hitt, az ember számára immunogén egér fehérje humanizálásának a nehézsége volt, másfelől nem volt kellő technológia a monoklonális ellenanyagok nagy mennyiségű és azonos minőségű előállítására sem. Idővel ezek megoldódtak, és az immunglobulinok számos előnye is igazolódott; pl. a hosszabb felezési idő, vagy a nagyfokú fajlagosság. Míg 2000-ben a tíz legfontosabb gyógyszer közé csupán egy fehérje készítmény (Epogen/Procrit) tartozott, addig 2013-ra már három TNFα gátló monoklonális ellenanyagot soroltak ebbe a csoportba (Humira, Enbrel és Remicade). Jelenleg 36 féle ellenanyagot használnak világszerte a különböző terápiák során, és várhatóan ez a szám hamarosan az ötvenet is meghaladja. Ezeknek a gyógyszereknek az éves piaci értéke felülmúlja az 50 milliárd amerikai dollárt (11 ezer milliárd forint, ami a magyar GDP közel 40 %-a).

A terápiás ellenanyagok az IgG izotípusba tartoznak. A két könnyű- és két nehézláncból álló molekula hipervariábilis szakaszaival kötődik az antigénhez, melyek diverzitása biztosítja a nagyfokú fajlagosságot, és meghatározzák az affinitást is. Mindez ma már módosítható a különböző molekuláris biológiai módszerekkel. Az antigénhez való kötődést követően az ellenanyag Fc régiója aktiválja azokat a folyamatokat, melyek az ellenanyag által „megjelölt" sejtek, kórokozók megsemmisítéséhez vezetnek. Mivel az Fc régió biztosítja az IgG molekulák hosszú felezési idejét is, a korszerű gyógyszerfejlesztési eljárások célja nem csupán a hipervariábilis szakaszok optimalizálása, hanem az Fc régió átalakítása is, a legmegfelelőbb terápiás hatás elérése érdekében.

Jelenleg az ellenanyagfejlesztés fókuszában többnyire olyan sejtmembránba integrálódott, gyengén immunogén molekulák állnak, mint a G-protein kapcsolt receptorok (GPCR), vagy az ion-csatornák. Mivel a klinikai fázis végső szakaszában lévő terápiás ellenanyagok többsége egér eredetű, érdemes ezeknek az állatoknak az immunválaszát új immunizálási eljárásokkal, ill. genetikai módosításokkal fokozni.

Az ELTE Immunológiai Tanszékén az előadó olyan génmódosított egereket vizsgál, amelyeket korábban Bősze Zsuzsanna munkacsoportjával (Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont, Állatbiotechnológiai Kutatócsoport) közösen állítottak elő. Ezek a transzgénikus (Tg) állatok (egér, nyúl) az immunválasz egyik kulcsfontosságú molekuláját (neonatalis Fc receptor, FcRn) megnövekedett mértékben fejezik ki. Az FcRn biztosítja az anyai IgG transzportját, védi az IgG-t a gyors lebomlástól, és fontos szerepet tölt be az antigén prezentációs folyamatokban. Az FcRn-t nagyobb mértékben kifejező Tg egerekben és nyulakban fokozott és hatékonyabb humorális immun-válaszképességet figyeltünk meg gyengén immunogén antigének esetén is (2, 3). Ezzel új eljárást dolgoztak ki a terápiás, diagnosztikai és kutatási monoklonális- és poliklonális ellenanyagok fejlesztésére. Az előadó és munkatársai ezt a módszert szabadalmaztatták, illetve hasznosító vállalatot alapítottak. (ImmunoGenes; www.immunogenes.com). Erőfeszítéseiket a Magyar Tudományos Akadémia és a Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatala 2012-ben Akadémiai-Szabadalmi Nívódíjjal ismerte el. 2014 szeptemberében hasznosítási megállapodást kötöttek a Kyowa Hakko Kirin gyógyszergyárral (Japán), amely a terápiás ellenanyag fejlesztésében ezeket az FcRn Tg egereket fogja használni. Kutatási együttműködésben Katona Istvánnal (MTA Kísérleti Orvostudományi Kutató Intézet) olyan CB1-specifikus ellenanyagokat fejlesztettek, amely az új szuperrezolúciós mikroszkópia segítségével e receptor kifejeződésével kapcsolatos nagyon izgalmas új eredményre vezetett (4). Hasonló, tudományos együttműködést alakítottak ki Somogyi Péter (Anatomical Neuropharmacology Unit, University of Oxford) és Stefan Feske (New York University) professzorokkal, míg Cliff Shone munkacsoportjával (Public Health England) diagnosztikai ellenanyagok előállításán dolgoznak.