VÁLTOZÓ VILÁG

 

Merj tudni! A te tudásod a te hatalmad!

Szimeonov Todor író, könyvkiadó (1947)

 

 

A TUDÁS 365+1 NAPJA

2019, XVIII. évfolyam

 

 

Február 24.

Modern fizikai módszerek a biológia kutatásában

 

 

   

 

 

 

 

 

Életrajzok

 

Net-Nyelv-Kultúra

  

 

X

 

Hirdessen 4625 magyar oldalon fix kattintási díjon a Netadclikkel! Csak az eredményekért fizet!

Hirdetés X

 

 

1949

1980

2008

Az év könyve

 

 

 

 

 

 

A Biofizikai Intézet

A Szegedi Biológiai Központ alakuló koncepciójának, majd harminc évvel ezelőtti alapításának egyáltalán nem nyilvánvaló eleme volt a biofizika teljes jogú részvétele a kutatni tervezett diszciplínákban. Az alapító Straub F. Brunó mostanában gyakran méltatott nagyságát a döntés ezen része is igazolja. A biokémikus Straub meg volt győződve arról, hogy a modern biológia kutatására szerveződő kutatóközpontban szükség van a modern fizikai módszereknek szentelt intézetre is. Utólag visszatekintve persze úgy tűnik, az eredeti elképzelés a fizika szerepéről nem pontosan egyezett meg azzal, amivé az később vált. A Biofizikai Intézet alapításának lényeges eleme ugyanis az volt, hogy a különböző biológiai vizsgálatok módszertani hátterét szolgáltassa, fizikai eljárásokat nyújtson a biológusoknak, különös tekintettel a bonyolult nagyműszerekre. Így azután az Intézetbe kerültek drága nagyműszerek, mint pl. az elektronmikroszkóp (hiszen az elektronokhoz a fizikusok értenek - így Straub). Az Intézet ezen eredetileg tervezett feladatait természetesen ellátja kooperációs kutatásokban, ugyanakkor a kezdetektől kialakult az önálló biofizikai irányvonal: az élő rendszerek vizsgálata a fizika módszereivel. Az SZBK története a biofizikának az egész világon tapasztalt növekedésével esik egybe. E fejlődésnek számos oka van, legfontosabb talán kettő: egyrészt a fizika fejlődése révén egyre alkalmasabb a nagy bonyolultságú biológiai rendszerek tárgyalására, másrészt pedig a kísérleti módszerek szinte forradalmi fejlődése eddig elképzelhetetlen megközelítési módokat tett lehetővé. Így azután minden feltétel adott volt a Biofizikai Intézet sikeres működéséhez is.

Az Intézet első igazgatója, Szalay László professzor, a JATE Biofizikai Intézetének vezetője volt - az Intézet igazgatását megbízottként, másodállásban végezte. Ő folytatta az egyetemi tanszéken is futó kutatásait, elsősorban a fotoszintézis kísérleti vizsgálatát. Mivel Szalay professzor egyetemi státusát nem akarta feladni, e periódus igen rövid volt - 1973-ban Garay Andrást bízták meg az intézet vezetésével. Ezzel a fotoszintézis kutatások megszűntek a Biofizikai Intézetben.

Garay András egyébként ezután igen korán, 1975-ben elhagyta Magyarországot. Távozása után Keszthelyi Lajos lett az Intézet igazgatója, egészen 1993-ig. Erre az időre esik az Intézet markáns arculatának kialakulása, "feltöltése" fiatalokkal. 1994 óta az Intézet igazgatója Ormos Pál.

Garay András kinevezésével az Intézet egyik meghatározó témájává a biológiai homokiralitás eredetének kutatása vált. Az érdekes, alapvető kérdés ideális, modern biofizikai probléma volt akkoriban: a biológiai aszimmetriát a fizika aszimmetriájával, a (-bomlás paritássértésével hozták kapcsolatba. A Biofizikai Intézetbe kerülése előtt Garay Andrásnak erre vonatkozóan születtek nagy visszhangot kiváltó kísérleti eredményei, és ezek folytatása volt a kijelölt irányvonal. Mivel a problémakör kutatása igen magas szintű fizikai szakértelmet is igényelt, szükség volt elsőrangú fizikusok részvételére is. Így került Keszthelyi Lajos az Intézetbe: a kérdéskör elméleti és kísérleti vizsgálatára biológusokból és fizikusokból szerveztek csoportot. A feltett kérdésre (azazhogy mi az eredete a biológiai aszimmetriának) a választ nem sikerült megadni, a konklúzió az volt, hogy a tudomány mai szintjén a probléma nem megoldható. A részt vevő kutatók később más, ígéretesebb témákba kezdtek. Keszthelyi akadémikus érdeklődése azonban nem fordult el teljesen az élet aszimmetriájától. Mint a továbbra is nyílt (és természetesen továbbra is érdekes) kérdéskör egyik szakértője legalább a nemzetközi kapcsolattartás szintjén, és esetenként kísérleti munka formájában is életben tartja a témát.

A kezdetkor még két további csoport alakult. Az egyik a Joó Ferenc vezette Molekuláris Neurobiológiai csoport. E csoport alapműszere az egész Központot kiszolgálni hivatott elektronmikroszkóp volt. A csoport saját kutatási témája az idegi folyamatok vizsgálata: az ingerületátadás elemi lépéseit vizsgálták. Joó Ferenc kiváló érzékkel szervezte meg csoportját. A megalakuláskor hozzá csatlakozott tehetséges (akkor) fiatal kutatókkal: Halász Norberttel és Párdutz Árpáddal hamarosan a Központ egyik legproduktívabb csoportjává váltak. Halász Norbert távozása, majd Joó Ferenc tragikusan korai halála után Párdutz Árpád vezetésével a molekuláris neurobiológia csoport jelenleg a terület modern problémáival foglalkozik: a kutatások vezérfonala az idegrendszer plaszticitásának kérdésköre. Nagyra értékelt új eredményeket értek el az átvivő anyagok (neurotranszmitterek) ingerlésre történő felszabadulásának mechanizmusára, illetve a sejtek receptormolekuláinak mozgására, konformációváltozására vonatkozóan. Kiemelendő téma a szinaptikus kapcsolatok átrendeződésében, növekedésében, regenerációjában szerepet játszó mechanizmusok kutatása, ezeknek a nemi hormonok által történő szabályozása. A degeneratív jellegű neuronális károsodások szintén a csoport érdeklődési körébe tartoznak. Az ilyen jellegű betegségek (pl. ALS) során lezajló szerkezeti-működésbeli változások részleteit vizsgálják. Siklós László autoimmun reakciók eredményeként az idegvégződésekben lezajló ultrastrukturális változások és a kalciumháztartás összefüggésére mutatott rá. A csoport már beérett fiatalabb munkatársai: Deli Mária és Krizbai István a téma további részirányait kutatják.

Az Intézet harmadik alapító csoportját az amerikai tanulmányútjáról hazatért Karvaly Béla vezetésével hozták létre. Ez a biológiai membránokban lezajló energetikai folyamatok fizikusi vizsgálatára jött létre, a Membrán Bioenergetika Csoport. Az alapkoncepció az, hogy a biológia "érdekes" folyamatai szinte mind membránhoz kötötten zajlanak, ezért a biofizika egyik legfontosabb kérdésköre a membránok szerkezetének, funkcióinak leírása a fizika egzaktságával. Kulcs kísérleti rendszer az akkoriban elterjedő bimolekuláris lipid membrán modell volt. Az Intézet sikeres kutatásainak az óta megvalósuló példái, a később beinduló új témák a csoport létrehozását különösen jó döntésnek igazolják. Karvaly Béla (ő is meglehetősen korán, 1979-ben elhagyta Magyarországot) jó intuícióval kezdett új membrán-biofizikai témákat. Ekkor indult a már említett bimolekuláris lipid membránok alkalmazása. A Lomonoszov Egyetemen tanulmányait befejező Dancsházy Zsolt közvetítésével meghonosodott a bakteriorodopszin által végzett energiaátalakítás vizsgálata. Ez a rendszer a biofizikai információk szinte kimeríthetetlen tárházának bizonyult, nagyon sok szempontból kiváló modellrendszer. Minőségi ugrást jelentett a csoport életében Keszthelyi Lajos bekapcsolódása a munkába, miután - a csoport szerencséjére - érdeklődése a bioenergetika felé fordult. Az eredeti fizikusi szemléletmód és a nagy tapasztalat a fiatal csoport ugrásszerű további fejlődését hozta. Lényeges új, általános érvényű eredményeket nyertek többek között a membránfehérjék szerkezetére, a fehérjék működés közbeni mozgására, a biológiai energiaátalakítás mechanizmusára, a fehérjékben lezajló töltésmozgásokra vonatkozóan. A csoport eredményei a terület élvonalát képviselik, számos kiemelkedő eredmény kötődik a munkatársakhoz. A csoport a színes fehérjék fotoelektromos és nemlineáris optikai tulajdonságainak gyakorlati alkalmazásait is keresi, ennek példái: tisztán optikai úton működő logikai körök, holografikus információfeldolgozás, szenzorok stb.

Egészen új terület a csoport keretein belül az egy részecske manipulációs mikrospektroszkópiai irányvonal meghonosítása. Ezzel egy időben, rokon technológián alapuló nano-biotechnológiai kutatások és fejlesztések is indultak: fénnyel készített és működtetett mikroszkopikus gépeket szerkesztenek, ezeket a biológiai alapkutatásokban és a biotechnológiában lehet alkalmazni.

A csoport vezetésében (csakúgy, mint az intézetében) Ormos Pál követte Keszthelyi Lajost. A jelenlegi szenior kutatóknak csak a felsorolására van itt mód: Dancsházy Zsolt, Dér András, Groma Géza, Laczkó Ilona, Nagy Andrea, Tokaji Zsolt, Váró György, Zimányi László. A három indító csoportból a tudomány (és az emberek) fejlődése révén természetesen nemcsak további új témák kutatása indult meg, új csoportok is alakultak.

A Membrán Szerkezet és -Dinamika Csoport az eredeti membrán csoportból alakult ki - bár a "jogutód" a Membán Bioenergetika Csoport. Az alapító koncepció a membránokat alkotó lipidek szerepe a membrán szerkezetének, működésének meghatározására. A döntően kísérleti csoport alapműszere egy ESR (elektronspin rezonancia) spektrométer, gazdája pedig Horváth László. Ezzel spinjelölt molekulák (elsősorban lipidek) állapotát, mozgását, dinamikáját lehet vizsgálni. A membránok lipidjei közötti, illetve a lipidek és a membránfehérjék közötti kölcsönhatásokat tanulmányozzák, valamint mindezek hatását a működésre. További fő vizsgálati módszerek a differenciális pásztázó kalorimetria, a fluoreszcencia anizotrópia, természetesen kiegészítve a molekula-dinamikai számítási módszerekkel. A membránhoz kötött fehérjék működésének membrán általi modulálását is tanulmányozzák funkcionális vizsgálatokban, elsősorban a membránon keresztüli elektrontranszportban és a fotoszintetikus reakciókban. A csoport jelenlegi vezetője Páli Tibor, szenior kutatói Bérczi Alajos és Szalontai Balázs.

Az eredetileg a Garay csoportban dolgozó Kovács Kornél vezetésével (az eredeti téma felhagyása után) 1980-ban megalakult a Mikrobális Gáz Anyagcsere Csoport. A munka a molekuláris hidrogént fejlesztő hidrogenáz enzim működésének kutatásával indult, jelenleg is ezzel, illetve ebből kifejlődött rokon témákkal foglalkoznak. Azonosították a hidrogenázokat stabilizáló fehérjeszerkezeti elemeket és jelentősen hozzájárultak az enzimaktivitásért felelős redox centrumok és fehérje közötti kölcsönhatások megértéséhez, valamint az enzimérési folyamatainak és bioszintézisének feltárásához. Eljárásokat dolgoztak ki anaerob mikroorganizmusok gáz (H2, CH4) anyagcseréjének hasznosítására, megújuló energiaforrások termelésére. E terület gyakorlati vonatkozásai nyilvánvalóak: mind az energiatermelés, mind pedig a biológiai hulladékfeldolgozás korunk kiemelt problémája. Ennek megfelelően a csoport számos gyakorlati jellegű projektet futtat, pályázati eredményessége kiemelkedő. Szenior munkatársak Bagyinka Csaba és Rákhely Gábor. Kovács Kornél időközben a Szegedi Tudományegyetem Biotechnológia tanszékének vezetője lett. A Szegedi Biológiai Központ Biofizikai Intézet laboratóriuma így a SZTE és az SZBK közös laboratóriumaként működik: ez képviseli döntően a tanszék kutatási kapacitását, míg az oktatási feladatokat az újonnan berendezett, szintén az SZBK területén levő tanszék látja el.

Erdei László, aki az eredeti Membrán Kutatócsoport alapító tagja volt, később az ebből alakult Növényi Stresszfiziológia Csoportot vezette, jelenleg a Szegedi Tudományegyetem Növényélettani Tanszékének tanszékvezető egyetemi tanára.

***

Látjuk, az Intézet, alapító okiratának megfelelően, az élő rendszereket vizsgálja a fizika megközelítési módjával, módszereivel. A tematika meglehetősen nagy területet fed le. Természetesen teljességre törekedni e tekintetben nem lehet. Mindig fontos eleme a tudományos koncepciónak, vajon mely területeket kell kutatni, melyeket nem. Ennek meghatározásakor sok szempontot, sajátos körülményt kell figyelembe venni. Az eredményességnek természetesen az a fokmérője, mennyire értékeli a nemzetközi tudományos közvélemény az Intézet munkáját. Ezért magától értetődő a legáltalánosabban kutatott (divatos) témák művelése. A helyzet azonban egyáltalán nem ilyen egyszerű. Egyrészt a divatok meglehetősen rövid életűek lehetnek. Másfelől a divatos témákban igen nagy a verseny. Természetesen a verseny a tudományos közélet alapvető eleme, hajtóereje; a versenyt állni, illetve abban sikerrel szerepelni a kutatói tevékenység egyik alapvetése. Vannak azonban területek, ezek elsősorban a nagy műszerigényű kísérleti munkát igénylők, amelyekben magyar kutató eredményes szereplésére meglehetősen kicsi az esély. Itt az eredményesség döntően függ a technológiai fejlettségtől, attól, hogy képesek vagyunk-e megvásárolni a legmodernebb (és valószínűleg legdrágább) berendezéseket. E területeken a hosszú távú eredményesség a magyarországi lehetőségeket ismerve igencsak kérdéses. Az SZBK Biofizikai Intézet kutatási koncepciójának ezért lényeges általános elve, hogy olyan témákat kutassunk, amelyek nem a legköltségesebb műszerezettségre épülnek, azt is mondhatjuk, a súlyt inkább a sajátos, szellemes, a fő áramlatoktól esetleg kissé eltérő irányokban, vagy legalábbis ilyen megoldásokkal végzett munkára helyezzük. A kísérleti területen ez azt is jelenti például, hogy igen sok egyedi mérőműszert fejlesztünk, ezekkel olyan megközelítésre van mód, amilyen "boltban vásárolt" műszerekkel nem lehetséges. Ezért üzemeltetünk, és nagy becsben tartunk egy műszerfejlesztő csoportot: e munkatársainkkal közösen fejlesztünk az elképzelt kísérletekhez műszereket. Intézetünknek e képességét sok külföldi partnerünk irigyli, és néha kooperáció keretében örömmel használja is. Természetesen a kutatás során gyakran felmerül, hogy olyan eljárásokra van szükség, amelyek Szegeden nem hozzáférhetők, e vizsgálatokat általában kooperációs munkák keretében végezzük el. Valamennyi csoport kiterjedt, aktív nemzetközi kapcsolatrendszerrel rendelkezik, így a megfelelő műhelyek elérése általában nem jelent problémát. Az Intézet tudományos koncepciójának helyességét, a munka színvonalát dicséri, hogy az MTA kutatóintézeteinek legutóbbi, általános felmérésekor az élettudományi kutatóintézetek rangsorában az első helyen szerepelt.

 

Ormos Pál [Magyar Tudomány 2001./9.]

 

 

 

 

VÁLTOZÓ VILÁG 36.

A táplálkozás

 K     R     M 

 

  

 

X

Hirdetés X

 

 

 

   

Ajánlott irodalom

 

 

Új fejezet a könyvkiadásban! Felejtsük el azt a szót: „elfogyott”!

A  VÁLTOZÓ VILÁG

kötetei mindig kaphatók, vagy rövid határidővel rendelhetők,

könyv alakban vagy elektronikusan,

akár személyre szabva is.

Könyvrendelés

 

 

 

 

A Franklin kézi lexikona I-III. 1912.

Aiszkhülosz: Leláncolt Prométheusz, 1985.

Cropley A. J. : Tanítás sablonok nélkül. Tankönyvkiadó, Budapest 1983

Cotterel, Arthur: Mítoszok és legendák képes enciklopédiája, 1994.

Hahn István: Istenek és népek, 1968.

Hésziodosz: Istenek születése, 1974.

Mitológiai ÁBÉCÉ, 1973.

Panini, Giorgo P.: Mitológiai atlasz, 1996.

Pecz Vilmos (szerk.): Ókori lexikon I–IV., 1902.

Román József: Mítoszok könyve, 1963.

Szabó György (szerk.): Mediterrán mítoszok és mondák, 1973.

Szimonidesz Lajos: A világ vallásai, 1988.

Tokarev, Sz. A. (szerk): Mitológiai enciklopédia, 1988.

Trencsényi-Waldapfel Imre (ford.): Ember vagy, 1979.

Trencsényi-Waldapfel Imre: Mitológia, 1974.

 

 

 

Az olvasás

A könyvek

Mutasd meg könyvtáradat...

A közkönyvtárak

A szakkönyvtárak

Az iskola-könyvtárak

Könyvesboltok

Könyvszigetek

Könyvesfalu

         

 

 

   

Fontos a véleményed, kíváncsiak vagyunk rá!

 

 

 

A TUDÁS 365+1 NAPJA

    

 

 

Olvasó világ

Az olvasás

A könyvek

Mutasd meg könyvtáradat...

Könyvrendelés

 

 

 

 

 

  

Mennyire tetszik az oldal?

> Gyenge > Közepes > Jó >

Érdekel egy ajándékkötet PDF-ben

 

 

Az élet iskolája

*****

Angyal iskola

*****

Doktori akadémia

*****

Az élvezetek akadémiája

*****

 

 

VÁLTOZÓ VILÁG

1995 óta

ÚTMUTATÓ

1991 óta

TREND-VÁLTÓ

1992 óta

ÉRTÉK-REND

1992 óta

MOST, VALAMIKOR

Az idők kezdete óta

EMBERHIT

ÉLETÚTMUTATÓ

Változó Világ Mozgalom

Érdekel?

1949

Megfogantam, tehát vagyok...

Az elme öregedése

Az otthoni betegápolás

Amerikai politika...

Hollandia

Dánia

Életrajzok

A táplálkozás

A madarak

Budapest története...

A magyarországi szlovákok

I. Habsburg Ferdinánd

Buddhizmus, misztika, Tibet

További témák 

Könyvrendelés

Legyél szerzőnk!

Tudod?

Nemzeti Útmutató

Megyei Útmutató...

Használati Útmutató...

Keresési Útmutató...

Innovációs Útmutató...

Világ Útmutató...

Édes Útmutató...

Európai Uniós Útmutató...

Bécs

Családfelállítás

Kisebbségi Útmutató...

Betegápolási Útmutató...

Cégmutató

Termékoldalak

Tájékozódási Útmutató...

Vallási Útmutató...

Szabadidő Útmutató...

Utazási Útmutató...

További témák  

Érted?

A kompetencia

A tudás 365+1 napja

Interjú-válogatás

Adjál nekünk interjút!

Nagy Hermész Enciklopédia

Összeesküvés-elméletek

A szélenergia

Euroutazások

Facebook Enciklopédia

Bécs

A magánkönyvtár

Számítógépes modellek

Gasztronómiai Enciklopédia

A számok világa

Budapest utcái

Ludens

Szex

További témák  

Helyesled?

Változó Világ Klub

Etika

Veszélyek

Legendák

Alapítványok

Népek bölcsességei

A könyvek világa

Az én helyem...

Pályázataink

Hasznos tudnivalók A-tól Z-ig

A települések túléléséért

Az olvasás

A kompetencia

Tanítások és technikák

Magyar iskolák a világon

Éttermek

Budapest újdonságai

Szimeonov Todor haikui

További témák  

 

TÖRTÉNELEM

JOG

ÉLETMÓD

FÖLDRAJZ

KULTÚRA

EGÉSZSÉG

GAZDASÁG

POLITIKA

MESTERSÉGEK

TUDOMÁNYOK

 

A Változó Világ barátai

Beszélgessünk!

Nyitott ajtók

Támogatod?

Innovációs Tér

Fogyasztói Tér

Európai Tér

Kisebbségi Tér

Idős Tér

Gasztronómiai Tér

Budapesti Tér

Közösségi Tér

Változó Világ Mozgalomért

Közhasznú Alapítvány

A Mester beszélgetései

Csetlő-napló

 

 

 

X

X

 

 

CHANGING WORLD | LE MONDE CHANGEANT | СВЕТЪТ В ПРОМЯНА | WELT IM UMBRUCH | MENIACI SA SVET

Flag Counter

2010. június 20-én telepítve.

  

Kezdőoldal

Olvasószolgálat

Médiaajánlat

Impresszum

Parvis

Teszteld internetkapcsolatod sebességét!

 

ingyenes webstatisztika

 

Változó Világ, 2019