Székfoglalók
Sejtbiofizika a tumorbiológiában
Szöllősi János, az MTA rendes tagja székfoglaló előadása
(Debreceni Egyetem)
2023. június 13.
MTA Székház, Nagyterem
Képgaléria; Videófelvétel
A sejtfelszíni fehérjék vizsgálatára alkalmas Förster rezonancia energia transzfer (FRET) módszereket fejlesztettük tovább munkatársaimmal. Egyrészt a fehérjék fluoreszcens festékkel történő jelölését optimalizáltuk, másrészt a gerjesztő fény nagy intenzitásának torzító hatásának korrekcióját oldottuk meg. Ugyanakkor az autofluoreszcencia képpontonkénti figyelembevételére is találtunk megoldást kiszélesítve a FRET módszerek alkalmazhatósági körét. Vizsgáltuk az epidermális növekedési faktor receptor család tagjainak (köztük az ErbB2 és ErbB3) sejtfelszíni topográfiáját és jelátviteli mechanizmusát. Megállapítottuk, hogy az ErbB3 dimerizációját elősegíti az ErbB3-at aktiváló heregulin ligand kötődése és az ErbB2 sejtfelszíni koncentrációjának növekedése. Az ErbB2 pozitív emlőtumorok antitest terápiájának mechanizmusát tanulmányoztuk egér xenograft rendszerekben és kimutattuk, hogy a trastuzumab és pertuzumab antitestek kombinációja jóval hatékonyabb az egyedi antitestek alkalmazásánál. Az ErbB2-ellenes kiméra antigénreceptort tartalmazó T sejteket (CAR-T-sejteket) is sikerrel alkalmaztuk emlőtumorsejteken mind in vitro és in vivo. A CAR-T-sejteket előállításának optimalizálása után kimutattuk, azok a CAR-T-sej populációk a leghatékonyabbak, amelyekben effektor sejtek nagy számban fordulnak elő és a CD4+ és CD8+ sejtek aránya kiegyensúlyozott. Eredményeink a klinikai terápiát jelentősen befolyásoló üzenetekkel bírnak.
Kutyák, robotok és más kihívások: A szintetikus etológia
Miklósi Ádám, az MTA rendes tagja székfoglaló előadása
(Eötvös Loránd Tudományegyetem)
2023. április 11.
MTA Székház, Nagyterem
Képgaléria; Videófelvétel
Az Etológia Tanszék munkatársai immár több mint 30 éve kutatják intenzíven a kutya-ember kapcsolatot, mint egyfajta hipotetikus funkciót. Evolúciós szempontból egy meglehetősen jelenkori esemény (i.e. 15-30 ezer évvel ezelőtt), hogy a két faj szorosabb kapcsolatba került, aminek egyik biztosan igazolható eredménye, hogy a kutya nemcsak egy új fajként jelent meg, hanem jelen evolúciós sikere meghaladja a farkasét, elterjedtséget és populációméretet is figyelembe véve. Ebben a folyamatban az embernek feltehetően jelentős szerep jutott, és feltételezhető, hogy e kölcsönhatás eredményeképpen a kutya az emberi kulturális (niche-konstrukciós, ill. technológiai) evolúciójának része lett.
A kutatásaink célja, hogy feltárjuk az ember-kutya kapcsolat mozgatórugóit, többek között a farkas és kutya viselkedésének összehasonlításával, azt vizsgálva, hogy miképp jött létre és milyen kognitív, emociónális és viselkedésbeli változások teszik lehetővé a kutya sikeres beilleszkedését a mai ember szociális környezetébe, a családba.
Az utóbbi 20 év egyik jelentősebb változása, hogy egyre nagyobb mértékben jelennek meg olyan gépek (robotok), amik képesek az emberrel való hatékony, néha akár, szociális interakcióra. Az ilyen gépek első generációját a mobiltelefonok képezik, de belátható időn belül megjelenhetnek a hétköznapokban is az ún. szociális robotok is. Gyakori elvárás és cél, hogy ezek a robotok az élet számtalan területén kiváltsák az emberi munkát, ill. együttműködjenek a dolgozókkal.
Ez a helyzet egyben új lehetőséget is kínál az etológiai kutatások számára is, hiszen az élő ágensek viselkedése mellett, a mesterséges ágensek viselkedésének tanulmányozására is lehetőség nyílik. Sőt az etológus nem csak megfigyelheti e mesterséges ágensek viselkedését, hanem maga is aktív részese lehet a tervezési folyamatnak. Eljöhet az az idő, amikor az etológiai kutatások során felismert és leírt viselkedési modellek a gyakorlatban is kipróbálhatóvá válhatnak az ilyen robotok révén, azaz az etológia is beléphet a szintetikus tudományok sorába.
Az előadásban elsősorban azt igyekszem bemutatni, hogy az alapkutatásokat jelentő ember-kutya interakció elemzése, hogy köthető össze a szociális robotok építésnek kihívásaival, és ez az új megközelítés, az etorobotika, végül miképp eredményezheti a szintetikus etológia megszületését.
Antibiotikumok és ellenálló baktériumok
Pál Csaba, az MTA levelező tagja székfoglaló előadása
(Szegedi Biológiai Kutatóközpont)
2023. március 14.
MTA Székház, Nagyterem
Képgaléria , Videófelvétel
Ismert tény, hogy sok gyógyszer már alig vagy egyáltalán nem használható a bakteriális fertőzésekkel szemben. Jelenleg a gyógyszerfejlesztő cégek számos új antibiotikum fejlesztésén dolgoznak. De vajon működni fognak-e hosszú távon ezek az új antibiotikumok? Hihetünk-e a cégeknek, akik azt igérik, hogy ezekkel szemben a rezisztencia kialakulása elhanyagolható? Kutatócsoportunk számos ilyen, jelenleg is fejlesztés alatt álló antibiotikumokat vizsgált meg. Arra voltunk kiváncsiak, hogy az ellenállóképesség kialakul-e laboratóriumi körülmények között, és ha igen, milyen mechanizmusok révén. Az eredmény lesújtó. Szinte minden, általunk vizsgált antibiotikummal szemben pár nap alatt kialakult a kórokozók ellenállóképessége. Ez az ellenállóképesség többnyire olyan magas, ami már ellehetetleníti a kezelést a gyakorlatban. Egyes új antibiotikumok klinikai alkalmazása kimondottan veszélyes is lehet, mert olyan szuperbaktérumok kialakulását segíti elő, amelyek nem csak ellenállóak antibiotikumokkal szemben, de egyben fertőzőbbek (szaknyelven virulensebbek) is. A kórokozók nem csak egyedi mutációk révén, hanem más fajokból származó, mobilis rezisztencia gének révén is szert tettek az ellenállóképességre. Molekuláris adatbázisok révén igazoltuk, hogy ezek a laboratóriumban megfigyelt mutációk és rezisztencia gének már ott vannak a természetben és kórházakból származó baktériumokban is. Sőt, a humán bélflóra hasznos baktériumai is tartalmazzák őket! Ez nagyon meglepő, hiszen ezen antibiotikumok még nincsenek a piacon, miért hát ez a nagy sietség? Az előadás során bemutatom, miért van előbb az ellenállóképesség mint a piacra dobott antibiotikum. Javaslatokat teszek, hogyan lehetne jobb antibiotikumokat fejleszteni. Végezetül azt is megmutatom, hogy mi a köze van Safraneknek és Mr. Teufelnek az antibiotikum kutatáshoz.
Biodiverzitás és ökoszisztéma-szolgáltatások: tereptől a szakpolitikáig
Báldi András, az MTA levelező tagja székfoglaló előadása
(Ökológiai Kutatóközpont)
2023. február 14., MTA Székház, Nagyterem
Képgaléria , Videófelvétel
A biodiverzitás az elmúlt évtizedek során jelentősen csökkent. Az ökoszisztémák mintázatainak és folyamatainak megismerése, megértése és ezáltal a pusztulás megállítása létérdekünk. A biodiverzitás csökkenésének egyik fő oka az eredeti természetes élőhelyek átalakítása, így ezeknek csak kicsi izolált maradány-foltjai találhatóak az ember dominálta tájban. Ezekre az élőhelyfoltokra érvényes a fajszám-terület összefüggés, mely egyike az ökológia kevés törvényszerűségeinek. Lecsökken továbbá a belső-, és megnő a szegély-élőhelyek aránya. Mindezek tükröződnek a fajok és egyedek előfordulásában, de a természetes mintázatokat és folyamatokat befolyásolhatják az emberi beavatkozások. A természetes élőhelyfoltokat ember dominálta – nagy részt mezőgazdasági – terület veszi körül; ezekhez ugyanakkor még jelentős biodiverzitás kötődhet. Alapvető kérdések várnak megválaszolásra, például mi a hatása a gazdálkodásnak és a tájszerkezetnek – és ezek interakciójának – a biodiverzitásra, illetve az ezen alapuló ökoszisztéma-szolgáltatásokra? A kapott kutatási eredmények alapvető információkat biztosítanak a természetbarát gazdálkodás, és ezzel a biodiverzitás hatákony megőrzése érdekében. A gyakorlat felé történő következő lépés a kutatási eredményeknek a beépítése a szakpolitikákba. E lépéshez számos eljárás, illetve intézmény tartozik, melyekben a kutatói részvétel kulcsfontosságú.
Előadásomban bemutatom a fajszám-terület összefüggést felülíró emberi behatás meglétét, továbbá az élőhelyszegélyek pozitív, ám fajspecifikus hatását madarak előfordulására, és negatív hatását a fészekaljak túlélésére. Sok év alatt számos mezőgazdálkodási élőhely biodiverzitását vizsgáltuk, benne növényeket, egyenesszárnyúakat, futóbogarakat, poloskákat, kabócákat, méheket, darazsakat, madarakat, és kimutattuk, hogy a hazai fajgazdagság jelentősen nagyobb más, intenzíven gazdálkodó országokénál. E gazdagság megőrzéséhez kontextus függő – például lokális élőhely, táji környezet, taxon – célzott kezelés szükséges. Az elmúlt években indított táji szintű kísérleteinkben vadvirágos parcellák létrehozásával, illetve ugarok felülvetésével derítjük fel a leghatékonyabb kezelési lehetőségeket, ahol mind a gazdálkodó, mind a biodiverzitás gyarapodhat. Végül bemutatom, hogy a kutatási eredmények átvitele a szakpolitikába és döntéhozatalba hogyan valósulhat meg, és milyen szerepe van nemzetközi szinten a hazai kutatóknak.
A gát nem mindig akadály
Deli Mária Anna, az MTA levelező tagja székfoglaló előadása
(Szegedi Biológiai Kutatóközpont)
2022. december 13., MTA Székház, Nagyterem
Képgaléria , Videófelvétel
A biológiai gátak – mint a bélhám, a légutak hámja, vagy a vér-agy gát – fontos védelmi rendszerei a szervezetünknek, amelyek a tápanyagok bejuttatásában és az információ átadásában is jelentős szerepet játszanak. Megakadályozzák a kórokozók vagy káros anyagok bejutását a szervezetünkbe és kiemelten fontos szervünkbe, az agyba. A gátrendszerek működésének zavara súlyos következményekhez vezethet, így például a vér-agy gát sérülése a központi idegrendszert érintő különböző kórállapotok kialakulásában kiváltó okként vagy a kórfolyamat eredményeként hozzájárul az idegsejtek károsodásához. A biológiai gátak számos gyógyszer felszívódását és idegrendszeri bejutását korlátozzák, ami sok betegség gyógyítását megnehezíti. Azonban a szöveti barrierek egyes élettani folyamatai és a kórokozók által használt útvonalak kiaknázhatók a gyógyszerbejuttatás fokozására.
A biológiai gátrendszerek kutatásában nagy szerepet játszanak a sejttenyészetes modellek, amelyeket széles körben alkalmaznak élettani, kórtani, és gyógyszertani vizsgálatokban. Ezek a modellek különösen értékesek hatóanyagok sejtekre kifejtett hatásának és gátakon való átjutásának feltárásában, valamint fokozott gyógyszerátjutást és hatóanyagok célzott agyi bejuttatását lehetővé tevő eljárások kidolgozásában.
Az előadásban bemutatom a biológiai gátak legújabb modelljeit, amelyeket két vagy három sejttípus együttes tenyésztésével chip eszközökön hoztunk létre. Szó lesz a gátrendszereken keresztüli anyagátjutást növelő módszerekről, így a sejtkapcsolatok kismolekulákkal és kapcsolófehérjékre ható peptidekkel történő gyors és visszafordítható megnyitásáról, valamint a vér-agy gáton keresztüli célzott gyógyszerátjuttatást biztosító nanorészecskékről. Végül néhány betegség példáján keresztül ismertetem egyes kóroki tényezők károsító hatását a biológiai gátak működésére és az azok kivédésére alkalmas hatóanyagokat.
Sokszínűség a DNS-ben: okok és következmények
Vértessy Beáta, az MTA levelező tagja székfoglaló előadása
(ELKH Természettudományi Kutatóközpont; Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem)
2022. október 11., MTA Székház, Nagyterem
Képgaléria , Videófelvétel
A DNS az élő szervezetek tervrajza, benne kódolódik a sejtek felépítéséhez és működéséhez szükséges információ. Ezen szerepéből adódóan, az életfolyamatok fenntartásához a DNS integritása, a benne kódolt információk hű megőrzése és továbbadása elengedhetetlen. A DNS stabilitását azonban a benne szereplő kémiai csoportok reaktivitása és az életfolyamatokból adódó szintén kémiailag reaktív környezet folyamatosan veszélyezteti, továbbá külső behatások (UV és egyéb sugárzás, környezeti tényezők) is a DNS módosításához vezethetnek. A genetikai információ stabilitásának megőrzése ezért nehéz és összetett feladat. Az evolúció során számos rendkívül hatékony és specifikus DNS-javító mechanizmus fejlődött ki, melyek pontos és összehangolt működése teszi lehetővé az élet fenntartását. A DNS-javító mechanizmusokhoz társulnak a DNS építőköveinek (nukleotidjainak) létrehozásáért és azok egymásba alakításáért felelős anyagcsere folyamatok, melyek enzimei szigorú szabályozás alatt állva biztosítják a DNS szintéziséhez szükséges nukleotid szinteket. A számos javító mechanizmus ellenére az életkorral a DNS hibák felhalmozódnak és hozzájárulnak az öregedéshez. A javító mechanizmusok nem megfelelő működése pedig számos kórképhez, elsősorban tumoros megbetegedésekhez vezethet.
Érdekes módon az elmúlt években kiderült, hogy a DNS hibák között előforduló ún. nem-kanonikus bázisok, melyek a négy tankönyvben leírt bázistól – adenin, timin, guanin, citozin – különböznek, több esetben is képesek a hiba-szereptől eltérően, jelátviteli szignálként működni. Így különösen fontossá vált, hogy ezen nem-kanonikus bázisok DNS-beli előfordulását pontosan megismerjük. Ehhez új módszerek kifejlesztése vált szükségessé, ezirányú eredményeink hozzájárulnak egyes rákellenes kemoterápiás gyógyszerek hatásmechanizmusának jobb megértéséhez.
Az előadás rávilágít majd a DNS-t építő nukleotidok újonnan feltárt sokszínűségére és új szerepeket tárgyal. A nukleotid anyagcsere és a DNS-szintézis kapcsolatában kulcsfontosságú fehérjék (enzimek és ezeket gátló molekulák) működési mechanizmusának megismerésében elért eredményeink elvezetnek egyrészt több orvosbiológiailag jelentős patogén mikroba, másrészt a karcinogenezis elleni küzdelemben fontos új stratégiák kialakításához.
A rendezetlen fehérjék táguló világa
Simon István, az MTA rendes tagja székfoglaló előadása
(ELKH Természettudományi Kutatóközpont)
2022. szeptember 13., MTA Székház, Nagyterem
Képgaléria , Videófelvétel
Az előadó és munkatársai a közelmúltban rámutattak arra, hogy bár korábban általánosan elfogadott volt, hogy a rendezetlen fehérjék csak rendezett makromolekulával kölcsönhatva rendeződhetnek, létezik a rendezetlen fehérjék egy jól elkülönülő alosztálya, amelyek rendeződéséhez nincs szükség stabil „támaszra”. Összehasonlító szerkezet és funkció vizsgálatokat végeztek ezeken a fehérjéken, a többi rendezetlen fehérjén és rendezett fehérjéken. Meghatározták az egymással kölcsönhatva rendeződő fehérjék monomer formában tapasztalható rendezetlenségének és a kölcsönhatások következtében történő rendeződésének fizikai alapjait. Bár ezek a fehérjék a stabil, rendezett, vízoldható fehérjékéhez hasonló aminosav összetételűek a bennük lévő peptidkötések egy része eltérő hidratációjú, mert a polipeptid láncban egymást követő aminosavak nem követik azokat a szabályszerűségeket, amelyek a stabil fehérjékben biztosítják a peptidkötések elérhetetlenségét a vízmolekulák számára. Az ilyen fehérjék az aminosav sorrend információs entrópiájának számításával találhatók meg. Az új fehérjecsalád megtalálása ugyan növeli a fehérje világ komplexitását, de a fehérje szerkezetek szerveződése leírása nem komplexebb, hanem inkább egységesebb lett.
