Megismerni az ismeretlent: bemutatkozik az X-betegség
Kemenesi Gábor PhD (Pécsi Tudományegyetem, Szentágothai János Kutatóközpont) előadása
Elhangzott a 2022. december 13-i osztályülésen

Az X-betegség fogalmát a WHO alkotta meg 2018-ban, hogy kifejezze azt a nem-tudást, azt az ismeretlent, amely még a felbukkanó fertőző betegségek kapcsán az emberiségre vár. Az X-betegség jelöli azokat a jelenleg ismeretlen patogéneket, amelyek a jövőben járványokat okozhatnak. Ebből a kategóriából nőtte ki magát számos, mára ismertté vált vírus és a jelenlegi pandémiáért felelős SARS-CoV-2 is. Óvatos becslések szerint is milliós nagyságrendben várhatnak emberi fertőzésre hajlamos vírusok a természetben és szűkebb értelemben is 25 olyan víruscsaláddal szükséges foglalkozni a pandémiás felkészülés jegyében, melyek ismerten emberi fertőzés okozására képesek.

Az előadás betekintést ad a jelenkori, fertőző betegségekkel kapcsolatos trendekbe, a pandémiás felkészülés stratégiájába és egy saját, hazai példán keresztül bemutatja az új vírusok felfedezésével kapcsolatos kockázatértékelés és megismerés rögös útját. A Lloviu vírus egy hazánkban és Európa jelentős részén előforduló filovírus, melynek legközelebbi ismert rokona az Afrikai ebola járványok egyik főszereplője, a Zaire ebolavírus. A Lloviu vírus példáján bemutatásra kerülnek azok a technológiák és megismerési folyamatok, amelyekkel lehetőségünk nyílik felkészülni a jövő még ismeretlen járványaira, többek között a vírusok mesterséges módosításával járó, funkciónyeréses vagy rekombinációs kísérletek is.

Az öregedés genetikája
Vellai Tibor, az MTA doktora (ELTE TTK Genetika Tanszék) előadása
Elhangzott a 2022. november 8-i osztályülésen

Az öregedési folyamat és az öregkori betegségek kialakulását egyaránt molekuláris károsodások – elsősorban felesleges vagy nem működő fehérjék és sejtszervecskék – felhalmozódása okozza. Társadalmi, gazdasági és orvosbiológiai jelentőségük ellenére eme sejtes károsodások hátterében álló genetikai faktorok, azaz az öregedési folyamat mechanizmusa, azonban feltáratlan maradt. Friss eredmények igazolják, hogy az eukarióta genomok jelentős részét kitevő mobilis genetikai elemek („ugráló gének”) alapvető szerepet játszanak az öregedő sejtekre jellemző genomi instabilitás kialakulásában. A mobilis elemek élettartam során megfigyelhető fokozódó aktivitása egy specifikus metilációs folyamattal (N6-adenin metiláció) kapcsolható össze. Ezek az eredmények elvezethetnek az öregedési folyamat rátájának farmakológiai gátlásához és ezáltal a humán egészséges élettartam jelentős megnöveléséhez.

A neurovaszkuláris egység idegrendszeri kórképekben
Krizbai István, az MTA doktora (Szegedi Biológiai Kutatóközpont, Biofizikai Intézet) előadása
Elhangzott a 2022. október 11-i osztályülésen

A neurovaszkuláris egység két legfontosabb szerepe a vér-agy gát funkció, illetve a neurovaszkuláris kapcsolás. Ezen sokrétű feladataiból következően kiemelt szerepet játszik a központi idegrendszeri kórfolyamatok jelentős részében, mint amilyenek a stroke, a neurodegeneratív megbetegedések, az agyi traumák és tumorok, valamint az öregedés. A neurovaszkuláris egység egyik legkevésbé ismert sejttípusa a pericita, ami kutatócsoportunk érdeklődésének egyik fókuszában áll.Az elmúlt évek kutatásai során kimutattuk, hogy a periciták képesek aktív inflammaszómák összerelésére, és az így felszabadult interleukin 1-béta szerepet játszik a neurovaszkuláris funkciók szabályozásában és az endotélsejt – pericita kétirányú kommunikációjában. Emellett gyulladást mediáló molekulák képesek a periciták kontrakcióját kiváltani, aminek jelentős hatása van a lokális vérátáramlásra.Kutatásaink felfedték, hogy a pericitáknak igen jelentős szerepe van rosszindulatú daganatok agyi metasztázisainak kialakulásában is. Igazoltuk, hogy a periciták kemoattraktív hatással rendelkeznek a tumorsejtekre, és a pericita eredetű IGF2 serkenti a tumorsejtek proliferációját, a tumorsejtek viszont pericita kontrakciót képesek indukálni.Emellett legfrissebb eredményeink arra utalnak, hogy a periciták és a metasztatikus sejtek közvetlenül is képesek kommunikálnak egymással nanotubulusok és extracelluláris vezikulák segítségével.Eredményeink rámutatnak arra, hogy a periciták fontos terápiás célpontok lehetnek különböző idegrendszeri folyamatokban.

Terápiás potenciállal rendelkező ioncsatorna gátló peptidek jellemzése
Panyi György, az MTA doktora (Debreceni Egyetem, Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet) előadása
Elhangzott a 2022. szeptember 13-i osztályülésen

Az ioncsatornák aktivitása a sejtmembrán permeabilitását szabályozza specifikus ionok számára, ezáltal befolyásolja ingerelhető sejtekben az akciós potenciálok gyakoriságát és időtartamát, ill. a nem ingerelhető sejtek membránpotenciál által vezérelt folyamatait, mint például a T-limfociták antigénfüggő aktivációját. Emiatt az ioncsatornákat specifikusan gátló molekulák jelentős terápiás potenciállal rendelkeznek egyes autoimmun betegségekben (pl. szklerózis multiplex) ahol az effektor memória T sejtekben kifejeződő feszültség kapuzott Kv1.3 K⁺ csatorna gátlásával terápiás hatás érhető el.

Az ioncsatornák potenciális gátlószerei közé tartoznak a skorpiók, pókok és kígyók méreganyagaiból izolált peptid toxinok. E molekulák jellemzően a csatornák extracelluláris bejáratához kötődnek és meggátolják az ionok áramlását. A K⁺ csatornák pórusai és egyéb szerkezeti elemei között igen nagy a hasonlóság, ezért nagy szelektivitású peptid gátlószerek izolálása nagy kihívást jelent, a szelektivitás pedig elsődleges szempont a terápiás alkalmazhatóság szempontjából.

Laboratóriumunkban számos, nagy affinitású Kv1.3 gátló természetes peptid molekulát azonosítottunk elektrofiziológia (patch-clamp) alkalmazásával. Ezen peptidek közül kiemelendő a Vm24, mely a máig ismert egyik legnagyobb affinitású (~3 pM) és legnagyobb szelektivitású természetes Kv1.3 gátlószer. A vizsgált peptidek jelentős része azonban a fentebb már említett okok miatt nem szelektív, így a molekulák rekombináns termelése ill. szintetikus előállítását követően a peptidek szelektivitását javító aminosav szubsztitúciókat hoztunk létre. Az így kialakított egyik peptid NMR szerkezetvizsgálata alapján a szelektivitást javító új mechanizmust fedeztünk fel, mely a peptidek konformációs stabilitásának fokozásán alapul. A hagyományos biokémiai tisztítási módszerek jelentős korlátot jelentenek a peptidek skorpiók méreganyából történő izolálásának, mivel a peptidek jellemzően miniatűr mennyiségben találhatók meg a venomban. Ez az akadály megkerülhető a méregmirigyek transzkriptom analízisével és a peptidek ez alapján történő rekombináns/szintetikus előállításával, melyet nemrég sikeresen megvalósítottunk. A nagy affinitású és szelektivitású Kv1.3 gátlószerek terápiás alkalmazásának egyik kulcspontja a molekulák megfelelő célba juttatása, ami a központi igerendszer esetén a vér-agy gáton történő átjutást jelenti. Ennek eléréséhez olyan rekombináns peptideket terveztünk és állítottunk elő sikeresen, amelyben a peptid toxint a vér-agy gáton történő átjutást segítő peptid szekvenciákkal konjugáltuk.

Összességében a laboratóriumban folyó kutatómunka hozzájárult nagy affinitású és szelektivitású Kv1.3 gátló peptidek izolálásához ill. mesterséges előállításához, valamint jelentős lépéseket tettünk a peptidek célba juttatásának megvalósítására is.

Növényasszociált gombák – diverzitás, funkciók, vizsgálati módszerek
Kovács M. Gábor, az MTA doktora (ELTE TTK Biológiai Intézet, ELKH ATK Növényvédelmi Kutatóintézet) előadása
Elhangzott a 2022. június 14-i osztályülésen

A gombák diverzitása nagyrészt feltáratlan; nem csupán arról van szó, hogy számos nem ismert, formálisan még le nem írt gombafaj fordul elő a különböző élőhelyeken, de az is kérdéses, milyen diverzitást vizsgáljunk, vizsgálhatunk, hogyan tudjuk ezt megtenni, és mindezek milyen jelentőséggel bírhatnak, akár a csoport evolúciója vagy akár alkalmazhatóság szempontjából. Kutatásaink során növényasszociált gombák egyes csoportjainak (ektomikorrhiza-képző gombák, növénykórokozók, endofitonok), közösségeinek sokrétű vizsgálatával próbálunk választ kapni ezekre a kérdésekre. Ezek általános áttekintése mellett, az előadásban elsősorban a növényeket látható tünetek nélkül kolonizáló endofiton gombákkal, ezen belül is a gyökérkolonizáló endofitonokkal kapcsolatos kutatásaink kerülnek bemutatásra. Eredményeink is igazolták, hogy világviszonylatban hasonló csoportok adják a hazai mintavételi területeinkhez hasonló élőhelyek ezen gombaközösségeinek „core” tagjait. Munkánk során számos új leszármazási vonalat is azonosítottunk, írtunk le. Vizsgálataink alapján feltételezzük, hogy ezen gombák szaprotróf képességeinek nagy jelentősége lehet az ökoszisztémákban betöltött szerepükben. Ezt megerősítették összehasonlító genomikai vizsgálataink és az utóbbi években alkalmazott viselkedésökológiai kutatások inspirálta kísérleteink is. Szintén fontos funkcionális szerepe van a gombák másodlagos anyagcseretermékeinek, és a gyökérendofitonok különösen gazdagok ilyen metabolitokban. A „non-targeted” ujjlenyomat-vizsgálataink ezt több csoportnál megerősítették, bár ezen mintázatok úgy tűnik, nem jellemzők egyes leszármazási vonalakra, egy-egy metabolit azonban köthető egyes csoportokhoz. Ismert vegyületek mellett több új metabolitot is azonosítottunk, továbbá vizsgáltuk, hogy azonosítani tudjuk-e az egyes metabolitok szintéziséért felelős génklasztekereket az adott gombák genomjaiban. A metabolitok termelését is összefüggésbe hozzák azzal, hogy a gyökérendofitonok egy csoportja (sötét szeptált endofitonok, DSE) abiotikus stressznek kitett élőhelyeken különösen gyakori, míg egyes gombák és bizonyos stresszorok szintjén ezt nem minden esetben lehetett igazolni. Az egyik legfontosabb mintavételi területünkön, félszáraz homoki gyepeken, ezek a DSE gombák stabil tagjai a talaj mikrobiális közösségének, hosszútávú klímamanipulációs kísérletek extrém kezeléseiben is. A közösségvizsgálatok, együtt a funkcionális és kísérletes kutatások eredményeivel közelebb vihetnek ezen gombacsoport szerepének megértéséhez, és ez akár a klímaváltozás jelentette kihívásokra adott válaszokat is segítheti.

Az erdőgazdálkodás erdei életközösségekre gyakorolt hatásának kutatása
Ódor Péter, az MTA doktora (Ökológiai Kutatóközpont Ökológiai és Botanikai Intézet) előadása
Elhangzott a 2022. április 12-i osztályülésen

Az erdők egyszerre töltenek gazdasági, rekreációs és védelmi funkciót hazánkban, amelyekből az utóbbi egyre fontosabbá válik a társadalom számára a klímaváltozás, a biodiverzitás csökkenés és biológiai invázió negatív hatásai miatt. Kutatásaink fókuszában az erdőgazdálkodás és az erdei biodiverzitás összefüggései állnak, amelyek feltárásával lehetővé válik, hogy a gazdasági igények kielégítése mellett erdeink biztosítsák az erdei életközösségek biodiverzitásának fenntartását, az erdei ökoszisztémák működését és ellenálljanak a kedvezőtlen globális folyamatoknak.

Őrségi idős gazdasági erdőkben tizenegy élőlénycsoportra vonatkozóan vizsgáltuk, hogy melyek az életközösségek diverzitása és összetétele szempontjából az erdők legfontosabb, gazdálkodás által befolyásolt háttértényezői. Az állomány és táji léptékben is megjelenő fafajdiverzitás a legtöbb élőlénycsoport esetében az egyik legfontosabb háttértényezőnek bizonyult. Kiemelt jelentősége volt a cserjeszint és a második lombkoronaszint meglétének, amely nagymértékben stabilizálni tudta az erdők mikroklímáját. A növények esetében meghatározóak voltak a fényviszonyok, illetve több élőlénycsoport esetében a holtfa mennyisége. A kutatás kimutatta, hogy a régió védett, de faanyagtermeléssel is érintett erdeiben kiemelt védelmi jelentősége van az elegyesség, a cserjeszint és a holtfa biztosításának.

A Pilis Üzemmód Kísérletben a vágásos (tarvágás, bontóvágás, hagyásfa-csoport), és az örökerdő (lékvágás) gazdálkodási üzemmód beavatkozásainak hatásait vizsgáltuk kísérletesen. Megállapítottuk, hogy a lékekben a felújulás szempontjából kedvező fényviszonyok mellett megmarad az erdei mikroklíma, és az élőlénycsoportok fajösszetétele megőrzi erdei jellegét. Ezzel szemben a tarvágásban szélsőséges mikroklimatikus viszonyok jönnek létre, ami a legtöbb élőlénycsoport esetében a fajösszetétel átalakulásával, nem erdei elemek dominanciájával jár. A hagyásfacsoport a fényviszonyok és az aljnövényzet szempontjából kompenzálni tudja a vágásterület kedvezőtlen hatását, de a talajlakó állatok esetében nem.

A Pilis Lék Kísérletben az örökerdő üzemmód keretében eltérő méretű és alakú lékek hatását vizsgáltuk a felújulásra, a termőhelyre és a biodiverzitásra. Megállapítottuk, hogy a fényviszonyokat elsősorban a lékméret, míg a talajnedvesség viszonyokat a lékalak határozza meg, a hőmérséklet esetében a talajszinten az alak, a felső szinten a méret hatása érvényesül. A fény direkt és diffúz komponense eltérő mintázatot mutatott a különböző lékekben. Ezek a termőhelyi hatások meghatározzák a felújulás és az élőlénycsoportok folyamatait.

A kutatások alapján levonható az a következtetés, hogy a folyamatos erdőborítást fenntartó gazdálkodás keretében jobban biztosíthatók az erdők klíma és biodiverzitás védelmi funkciói, mint a vágásos üzemmód keretében.

Amikor a ritka mégis gyakori lesz: az immuntrombózis kialakulásának klinikai vizsgálata
Prohászka Zoltán, az MTA doktora (Semmelweis Egyetem Belgyógyászati Klinika és ELKH-SE Immunológiai és Hematológiai Kutatócsoport) előadása
Elhangzott a 2022. március 8-i osztályülésen

Az immuntrombózis a veleszületett immunitás patogének és a saját sejtek károsodásának következtében történő aktiválódása, melynek során a gyulladásos válasz hatására indulnak el a koaguláció, a thrombocita- és komplementaktiváció és a fibrinolízis folyamatai. Az immuntrombózis központi eleme az endotélsejtek működésének megváltozása, amelynek része a gyulladásgátló, az anti-trombotikus és további szabályozó működések felborulása, melyek együttesen a kiserek/kapillárisok mikrotrombózisához vezetnek.

A 2020-ban kezdődött SARS CoV2 járvány során szerzett tapasztalatok megmutatták, hogy az ismert (primér) etiológiájú, ritka trombotikus mikroangioptáiák (trombotikus trombocitopéniás purpura, TTP és atípusos hemolitikus urémiás szindróma, aHUS), illetve a szepszis és a COVID19 betegség súlyos formájának patogenezise között számos hasonlóság található, és a súlyos, kritikus betegség kimenetel fő oka mindhárom esetben az immuntrombózis. Az előadás rövid áttekintést ad azokról a veleszületett és szerzett tényezőkről, amelyek az immuntrombózis fokozott rizikójának hátterében állnak.

Állati személyiség és a viselkedés evolúciója: mennyire stabilak a konzisztens viselkedési különbségek?
Herczeg Gábor, az MTA doktora (ELTE TTK BI Állatrendszertani és Ökológiai Tanszék) előadása
Elhangzott a 2022. február 8-i osztályülésen

Az emberi személyiséggel szemben az állati személyiség operatív definíciója relatíve egyszerű. Ha egy faj vagy populáció egyedei konzisztens viselkedési különbségeket mutatnak hosszabb időn és különböző ökológiai szituációkon keresztül, akkor a vizsgált csoportban jelen van a személyiség. Bár a kezdetekben a téma kisebb vihart kavart (főleg a kifejezés miatt), a jelenségben semmi meglepő nincs. Abból kiindulva, hogy a viselkedés evolválódik (azaz örökölhető és hat rá a természetes szelekció), az egyedek közötti konzisztens különbség jelenléte evidens. Később a hangsúly a populáción belüli konzisztens viselkedési változatosság fennmaradása okainak megértése irányába mozdult, ám a vizsgált tulajdonság flexibilitásából eredő mechanizmusokon túl a válaszok nagyrészt megegyeznek a többi fenotípusos tulajdonságnál (pl. morfológia) megfigyelt változatosság esetében adottakkal.

Az állati személyiség teszteléséhez szükséges egyedenkénti ismételt mérések alkalmazása azonban új utakat nyitott a viselkedéskutatásban. Ma már tudjuk, hogy egy egyed viselkedési stratégiájának nem csak a viselkedési típus (pl. átlagosan mennyire agresszív az egyed), hanem a viselkedési plaszticitás (pl. mennyire változik az egyed agresszivitása ragadozó jelenlétében) és a viselkedési prediktabilitás (mennyire variál az egyed agressziója azonos körülmények között) is szerves része. Más szóval nem csak az egyedek közötti, hanem az egyeden belüli viselkedési változatosság is fontos egyedi tulajdonságokat tartalmaz.

Előadásomban a három fenti viselkedési komponens változatosságának környezeti meghatározottságát célzó kutatásaink főbb eredményeit mutatom be, illetve ezeken keresztül rávilágítok, hogy az állati személyiség jelenléte/hiánya/erőssége egy populációban önmagában is környezetfüggő, mind egy hosszabb ontogenetikus skálán, mind egészen rövid távon vizsgálva. Az egyedi különbségek kifejeződésének környezetfüggése a genotípus × környezet interakciók jelentőségét, míg a személyiség jelenlétének-hiányának környezetfüggése a természetes szelekcióra adható válasz környezeti limitáltságát támasztja alá.