Suttogások és sikolyok: a nem-konvencionális szignalizáció szerepe a retina fejlődésében és hanyatlásában
Gábriel Róbert, az MTA doktora előadása
Elhangzott a 2016. december 8-i osztályülésen

A látási modalitás az ember és nagyon sok állat számára a legfontosabb szenzoros modalitás. A külvilág információinak 75-80% ezen keresztül éri el szervezetünket. Az előadó tájékoztatást adott arról, hogy kutatócsoportjuk az elmúlt időszakban a retina posztnatális fejlődését és öregkori vagy betegség következtében bekövetkező hanyatlását vizsgálta. Munkájuk és más csoportok munkái alapján bizonyítást nyert, hogy a retina nem idegi elemei, a gliasejtek és a pigmenthám sejtek számos olyan szignál-transzdukciós útvonal iniciálását végzik, amelyek fiatal korban a sejtek összerendeződését, kapcsolatainak kialakítását, idősebb korban pedig azok szétesését okozzák. Emellett számos idegsejt-eredetű hormon-szerű anyag e folyamatra történő hatását is bizonyították, amelyek a sejtek sorsát befolyásoló szignalizációs útvonalakat irányítanak. Összességében a fiatalkori jelátvitel ezen elemei a sejtek túlélését és differenciálódását segítik (suttogások), míg az időskori szignálok egy része halál-szignál, más része a túlélés érdekében segélykérő szignálként értelmezhető (sikolyok).

Az autofág önemésztés molekuláris mechanizmusa: a 2016-os orvosi-élettani Nobel-díj
Juhász Gábor, az MTA doktora előadása (MTA Lendület Drosophila Autofágia Kutatócsoport)
Elhangzott a 2016. november 8-i osztályülésen

„Az idei élettani és orvosbiológiai Nobel-díjat Yoshinori Ohsuminak ítélték. Ohsumi professzor életútja nem szokványos: 1988-ban, 43 évesen alapított egyszemélyes kutatócsoportot az akkoriban is még szinte csak jelenség szinten ismert autofágia, azaz az eukarióta sejtek saját anyagainak lizoszómális lebontó és újrahasznosító folyamatának a vizsgálatára. Élesztőben azonosította az első autofág géneket, amelyek jórészt evolúciósan konzerváltak. Felfedezései forradalmasították az autofágia kutatását: az Atg gének és fehérjék ismerete révén lehetővé vált a folyamat szerepét tesztelni funkcionális vizsgálatokkal, valamint az autofágia fénymikroszkóppal és western blot kísérletekben követhetővé vált. A későbbiekben sejttenyészeteken és modell élőlényeken végzett kutatások egyértelművé tették, hogy az autofágia fontos szerepet játszik például az éhezés és fertőzések elleni védekezésben, és hibái az öregedés, rákos elváltozás és idegsejtpusztulással járó betegségek során is jellemzőek. Bár még bőven van mit felderíteni az autofágiához szükséges molekuláris mechanizmusok és funkciók terén, az eddigi eredmények alapján egyértelmű, hogy a folyamat célzott módosítása terápiás és öregedés-ellenes lehetőségekkel kecsegtet.

Az autofágia kutatása hazánkban már az 1960-as években megkezdődött az ELTE-n, és a vizsgálatoknak az autofág gének felfedezése az ezredforduló után új lendületet adott. Jelenleg is több magyarországi kutatócsoport foglalkozik ezzel a témával. Az évről évre megjelenő színvonalas közlemények mellett a legjelentősebb külföldi konferenciákon is rendszeresen, meghívott előadások formájában kerülnek bemutatásra a legújabb hazai eredmények.”

Darwini ökológia
Botta-Dukát Zoltán, az MTA doktora előadása
Elhangzott a 2016. október 11-i osztályülésen

„Egy fizikus számára bizonyos alapvető törvények – például az anyag és energia megmaradás törvénye, vagy az, hogy zárt rendszer entrópiája nem csökkenhet - annyira magától értetődőek, hogy az elméletek egyik tesztje, hogy ezekkel összhangban vannak-e és az ezeknek ellentmondó mérési eredményeknél pedig inkább mérési hibára gyanakszik, mint az alapvető törvények cáfolatára. A közvélekedéssel ellentétben, az ökológiában is lehetnének ilyen általánosan elfogadott alapvető törvények. Hat évvel ezelőtt a Magyar Tudományban megjelent cikkünkben (Pásztor et al. 2009, p. 1434-1443) javaslatot tettünk hét ilyen alapelvre, amelyeket már – ahogy a Fajok eredetét figyelmesen olvasva - Darwin is ismert: 1. Szabályozó visszacsatolások hiányában bármely önreprodukáló egységekből álló populáció létszáma exponenciálisan növekszik. 2. Minden önreprodukáló egységekből álló populációban előfordulnak másolódási hibák, amelyek az utódokban öröklődnek, és befolyásolhatják azok szaporodási/túlélési sikerét. 3. Minden növekvő populáció előbb-utóbb a saját további növekedésének gátjává válik: a populációnövekedés negatív visszacsatolással szabályozott folyamat, mely végül a populáció nulla gyarapodását eredményezi hosszú távon. 4. Ha több populáció növekedését egyetlen környezeti tényező szabályozza, akkor mindig csak az az egy populáció marad fenn (nulla növekedési ütemmel), amelyet ez a tényező a legkevésbé gátol a növekedésben; a többi populáció kihal. 5. Különböző önreprodukáló egységek populációinak tartós együttélése kizárólag akkor lehetséges, ha populációnövekedésük szabályozásában elegendő mértékben eltérnek egymástól. 6. Az egyedi tulajdonságok változatossága egyedszerveződési vagy energetikai okokból mindig korlátozott; a rátermettség komponensei egymással többnyire csereviszonyban állnak. 7. A populációk véges méretéből eleve következik az ökológiai jelenségek sztochaszticitása. Az egyedek véges számából következően változataik száma is véges, és bármelyik változat pusztán véletlenül is kihalhat."

Az előadó saját kutatásaiból és az irodalomból vett példákkal azt illusztrálta, mi a haszna annak a nem elméleti ökológusok számára, ha vannak alapelvek, amelyek érvényességét nem kérdőjelezzük meg. Az előadás aktualitását az adta, hogy az Oxford University Press gondozásában megjelent az alapelveket és következményeiket tárgyaló könyvük (címe: Theory-based ecology: A Darwinian approach; az előadó szerzőtársai: Pásztor Erzsébet, Czárán Tamás, Magyar Gabriella és Meszéna Géza). A könyvről további adatok találhatók: http://tbe.elte.hu.”

Genomszerkesztés. A géntechnológia új lehetőségei
Venetianer Pál akadémikus előadása
Elhangzott a 2016. szeptember 13-i osztályülésen.

A rekombináns DNS technológia (génsebészet) felfedezése a múlt század hetvenes éveiben forradalmasította az élettudományokat. Mezőgazdasági alkalmazásai azonban világszerte nagy ellenállást váltottak ki és erőteljes törvényi korlátozásokat hívtak életre. A 21. században olyan új módszereket dolgoztak ki (a ZFN, a TALEN és elsősorban a CRISPR/cas9 technológia), amelyek lehetővé teszik specifikus, tervezett mutációk létrehozását a genomban, idegen DNS bevitele nélkül. Venetianer Pál akadémikus előadása ezeket a technikákat és az általuk megnyílt gyakorlati alkalmazási lehetőségeket ismertette.

Harcban a véletlennel: hogyan irányítják a motorenzimek a rekombináció kimenetelét?
Kovács Mihály, az MTA doktora (ELTE-MTA Lendület Motorenzimológiai Kutatócsoport, ELTE Biokémiai Tanszék) előadása
Elhangzott a 2016. június 14-i osztályülésen.

Kovács Mihály, az MTA doktora elmondta, hogy a homológ rekombináció (HR) minden élőlényben előforduló folyamat, amely lehetővé teszi a törött DNS-molekulák potenciálisan hibamentes javítását. A genom épségének fenntartása mellett a HR lehetővé teszi a különböző génkészletek (pl. szülői genomok vagy a gazdagenommal kölcsönható idegen DNS-molekulák) közötti információcserét is, ezért egyaránt kulcsfontosságú a természetes folyamatokban, patomechanizmusokban illetve biotechnológiai alkalmazásokban is. Az információcsere különböző DNS-molekulák összekapcsolása, majd a kapcsolt molekulák szétválasztása révén jön létre. Mind a kapcsolódási pontok helyét, mind pedig a szétválasztás mikéntjét (és így a keletkezett termékek minőségét) sztochasztikus folyamatok befolyásolhatják, amelyek élet-halál kérdést jelenthetnek a sejt vagy a szervezet számára. Előadásában olyan közelmúltbeli eredményeket mutatott be, amelyek a DNS-szálak mentén mozgó és azokat feldolgozó motorenzimek lebilincselően finomhangolt és hatékony működését feltárva arra utalnak, hogy változatos természetes mechanizmusok alakultak ki a rekombináció kimenetelének a fizikai lehetőségeken belüli minél pontosabb irányítására.

Az MTA ÖK Ökológiai és Botanikai Intézet aktuális kutatási témái és fontosabb eredményei
Botta-Dukát Zoltán, az MTA doktora, tudományos tanácsadó, igazgató ( MTA ÖK Ökológiai és Botanikai Intézet) tájékoztatója
Elhangzott a 2016. április 12-i osztályülésen.

Botta-Dukát Zoltán előadásában beszámolt arról, hogy az 1952-ben, eredetileg Botanikai Kutatóintézet néven megalapított intézet több mint fél évszázados fennállása alatt mindig is a hazai botanika és növényökológiai egyik vezető műhelye volt. Feladata a magas színvonalú alapkutatás és az ezzel összefüggő társadalmi kérdések megválaszolása. Az előadó bemutatta az intézet kutatócsoportjait és azok legfontosabb eredményeit, valamint az intézet létszám és tudománymetriai adatait.
Az intézet a Vigyázó-kastély parkjából kialakított 27 hektáros Botanikus Kert területén működik. Kertje az ország legfajgazdagabb tudományos élőnövény gyűjteménye, amelynek fenntartása és bemutatása a nagyközönség számára egyszerre komoly feladat és lehetőség. Az előadás végén Botta-Dukát Zoltán néhány képben a kert értékeit is felvillantotta, és bemutatta azt is, hogyan lehet kihasználni ezt a lehetőséget arra, hogy eredményeiket a nagyközönséghez is eljuttassák.

„VividSTORM: korrelált konfokális és szuper-rezolúciós mikroszkópia sejttípus-specifikus molekuláris változások mérésére”
Katona István, az MTA doktora tudományos előadása (MTA KOKI, Lendület Molekuláris Neurobiológiai Kutatócsoport)
Elhangzott a 2016. március 8-i osztályülésen.

Katona István előadásában arról beszélt, hogy az élettani és kórélettani jelenségek hátterében álló molekuláris folyamatok feltárása az élettudományi kutatások egyik központi feladata. Az idegrendszer regionális, celluláris és szubcelluláris komplexitása azonban hatalmas módszertani kihívást jelent. Egy adott jelátviteli útvonal molekuláris alkotóelemeinek száma és térbeli eloszlási mintázata ugyanis gyakran sejttípus-, vagy akár szubcelluláris kompartment-specifikus módon is megváltozhat. Az elmúlt években munkatársaival feltárta, hogy a kémiai szinapszisok túlműködésének féken tartásában kulcsszerepet játszó endokannabinoid jelpálya egyik fontos alkotóelemének, a CB1 kannabinoid receptornak mennyisége harmadára zuhan epilepsziás betegek serkentő szinapszisaiban. A súlyos szellemi fogyatékossággal járó Törékeny X szindróma modelljében pedig azt tapasztalták, hogy az endokannabinoid-szintetizáló enzim szelektíven a serkentő szinapszisok széléről hiányzik, amelynek következtében megszűnik az endokannabinoid-közvetítette szinaptikus plaszticitás. Ezek az eredmények rámutattak, hogy szükség van olyan módszertani fejlesztésekre, amelyek segítségével nagy hatékonysággal lehetővé válik molekuláris változások nanométeres pontosságú nyomon követése sejttípus-, és kompartment-specifikus módon. Ezért munkatársaival az elmúlt években kifejlesztettek egy új mikroszkópos megközelítést és a hozzá tartozó nyílt hozzáférésű VividSTORM szoftvert, amelyek segítségével a konfokális és szuper-rezolúciós képalkotást ötvözve megvalósítható az élettani, anatómiai és molekuláris mérések kombinálása sejttípus-, és kompartment-specifikus módon. Előadásában ezt az eljárást és általános élettudományi alkalmazási lehetőségeit mutatta be egy olyan kísérleti eredményen keresztül, amely segít megérteni, hogy milyen molekuláris változások állhatnak a marihuána rendszeres fogyasztása során kialakuló tolerancia jelenségének hátterében.