Olvasási idő: 
15 perc
Author

A fehérjék bűvöletében

A biológiakutatás irányai

Maradt-e még fölfedeznivaló az élővilágban? Mely tényezők határozzák meg a biológiai kutatások irányait? Milyen lehetőségek és kihívások várnak a mai kor ifjú biológusaira? Kérdéseinkre a nemzetközi élvonalba tartozó magyar kutatóintézet, az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont (MTA SZBK) főigazgatója, Ormos Pál akadémikus válaszolt.

– Gyulai József Széchenyi-díjas nanofizikus nemrégiben úgy fogalmazott: „A 21. század biológiája jobban fog hasonlítani a 20. század kémiájára, fizikájára és informatikájára, mint a 20. század biológiájára.” Tekinthetjük ezt a kijelentést kiindulópontnak, ha a biológiai tudományok mai irányairól próbálunk képet alkotni?

– Ebben sok az igazság. Az utóbbi időben a biológia valóban annak köszönhetően fejlődhetett rohamos mértékben, hogy segédtudományainak fejlődése lehetővé tette a biológiai objektumokkal való foglalkozást. Hogy saját példámmal éljek: fizikusi diplomamunkám írása közben terelődtem a biofizika felé, ami annyit tesz, hogy fizikai módszerekkel vizsgálom élő rendszerek működését. Például a fehérjékét. A fehérje az a speciális biológiai molekula, amitől az élet élet. Megközelíthetem úgy is, mint egy bonyolultan működő gépet, amely képes például kémiai energiává alakítani a napfény energiáját, és így tovább. A fizika leírja a természetben lejátszódó folyamatokat. Míg korábban alkalmatlanok voltak rá az eszközei, hogy a biológia által vizsgált, bonyolult élő rendszereket leírják, mára sok biológiai folyamat megérthető a fizika módszereivel. Egy fehérjét például, amely egy sok ezer atomból álló molekula, ma le tudunk írni a mozgásegyenletével, meg tudjuk mondani, hogyan fog működni. A fizika vizsgáló módszereivel megnézhetjük, hogyan néznek ki ezek a molekulák, hogyan mozognak, meg lehet őket számolni, akár a módosításuk is lehetővé válik. A kémia hasonlóképp közelebb került az élő rendszerek leírásához, és ebben az értelemben csakugyan elmondható, hogy elmosódóban a különbség e tudományok között.

Amiben a biológia őrzi a maga markáns arcélét, az az, hogy élő rendszerekkel foglalkozik – a mi intézetünk jelesül a molekuláris biológiával. Azaz a legkisebb egységek szintjén vizsgáljuk az élő rendszerek működését, legyen szó a növények életében lezajló molekuláris folyamatokról vagy éppen az állatok tulajdonságairól. A gének anyaga, a DNS kódolja a létrejövő fehérjék tulajdonságait, amelyek az életre jellemző folyamatokért felelnek. Ha azt mondom, ezzel foglalkozunk, nagyon tág területre utalok, hisz éppúgy vizsgálhatjuk egyes fehérjék kódolását, mint ahogy azt is, hogy milyen következményekkel jár egy-egy gén megváltozása az ember génállományában. Sokat várunk például attól, hogy felderítsük a rák kialakulásának genetikus okait. Az ezt célzó kutatások megnyithatnák az utat a rák gyógyítása és kiküszöbölése – korai felismerése, illetve megelőzése – előtt. Ugyancsak a genetika, illetve a molekuláris biológia nyújthat megoldást a különféle genetikai állományú emberek gyógyszerekkel szembeni viselkedésének feltérképezésére, a személyre szabott medicina megvalósítására. Általában elmondható, hogy az élet molekuláris folyamatainak feltárása nem csupán a megismerést szolgálja, hanem a beavatkozás lehetőségeit is nagyban kiszélesíti.

Érdekes ebből a szemszögből a szintetikus biológia. Minél pontosabban megismerjük az élő rendszerek felépítését és az egyes egységek működését, annál pontosabban tudjuk befolyásolni jövőbeni viselkedésüket. Előállíthatunk olyan élőlényeket, amelyek a természetben nem fordulnak elő, viszont előnyös tulajdonságokat hordoznak. Annak, hogy képesek vagyunk biológiai úton fehérjék előállítására, óriási a jelentősége a gyógyszergyártásban. Bizonyos mikroorganizmusokba – például kólibaktériumokba – olyan géneket tudunk bejuttatni, amelyek eredetileg nem voltak bennük, és ha ennek a génnek olyan genetikai környezetet is tudunk biztosítani, amely elfogadottá teszi a célobjektum részéről, az adott sejt elkezdi gyártani az általunk megadott genetikai kód szerint a sejteket. Számos gyógyszer készül ma így, idegen gének segítségével előállított fehérjék fölhasználásával, azaz génsebészet útján.

– A biológia tudományának úttörőit a fölfedezés és a rendszerezés szándéka hajtotta. Ma miféle igények határozzák meg a trendeket? Szerepet játszik még az egyetemes tudás gyarapítása?

– Egy tudóst mindig az késztet az előrehaladásra, hogy kitágítsa a tudás, a rendelkezésre álló ismeretanyag kereteit. Hogy megértsen olyan folyamatokat, amelyeket még nem értünk. Ez az ókortól fogva igaz a tudomány minden szintjén. Hogy a trendeket mi határozza meg, az már jóval több tényező függvénye. Valóban, a biológiának volt egy rendszerező szakasza. Most a molekuláris biológiában az alapvető molekuláris folyamatok megértése és szabályozása, ezáltal az élő rendszerek befolyásolása a központi téma.

– A biológus pedig nem laboratóriumában szöszmötölő, magányos természetbúvár többé, hanem nemzetközi kutatócsoportok tagja.

– Nem csak a biológiára igaz, hogy rendkívül megnövekedett az egyes kutatások résztvevőinek száma. Ennek főleg technológiai okai vannak. Olyan bonyolult technológia szükséges egy-egy téma műveléséhez, ami nagyon sokféle szakember összehangolt munkáját föltételezi. Például fehérjéket azonosítani különféle tömegspektrometriai, spektroszkópai módokon, meghatározni a fehérjék aminosav-szekvenciáját, megfejteni a gének kódját. Ezek külön-külön is rendkívül bonyolult eljárások, és legtöbbször nagyszámú kutatócsoportot igényelnek, amelyek tagjai gyakran nemzetközi kooperációban dolgoznak. Az MTA SZBK kutatásainak túlnyomó része is nemzetközi együttműködések keretében zajlik.

A közoktatás felelőssége, hogy a diákoknak legyen elképzelésük arról, miről is szól a modern molekuláris biológia, fizika vagy kémia. A legalapvetőbb törvényszerűségek megismertetése mellett fel kell ébreszteni a diákok kíváncsiságát.  Ez sokkal fontosabb, mint hogy információk özönét zúdítsuk rájuk.

– Mennyire képes természettudományos oktatásunk lépést tartani e rohamosan változó tudomány fölvetéseivel? Egyáltalán lépést kell-e tartania a legújabb kutatási irányokkal egy általános vagy középiskolai tanárnak, ha minden szükséges ismerettel fel kívánja vértezni biológiai pályára készülő növendékeit?

– Kutatóintézet lévén valamennyi szinten bekapcsolódunk az egyetemi oktatásba. Jelenleg száz körül van azon fiatalok száma, akik diploma előtti vagy posztgraduális tanulmányaik laboratóriumi kutatási részét nálunk végzik. Ők a legmodernebb kutatási módszerek szerint dolgoznak nálunk. Ennek fényében azt mondhatom, hogy az egyetemi képzés lépést tart a biológia mai eredményeivel és kihívásaival mind a tananyag, mind az oktatói kar minősége tekintetében.

A közoktatás felelőssége véleményem szerint az, hogy a diákoknak legyen elképzelésük arról, miről is szól a modern molekuláris biológia, fizika vagy kémia. A legalapvetőbb törvényszerűségek megismertetése mellett fel kell ébreszteni a diákok kíváncsiságát. Ez sokkal fontosabb, mint hogy információk özönét zúdítsuk rájuk. Vannak persze olyan speciális gimnáziumok, amelyek kiváló eredményeket érnek el kiváló diákokkal, azonban egy ország közgondolkodása szempontjából legalább ennyire fontos, hogy milyen az átlagos diák tudása. Érettségin elnöklő kollégáimtól inkább ez utóbbi tekintetben hallok aggasztó beszámolókat. Az általános tudásszint nem elég magas, miközben mindenki a diákok túlterheltségére panaszkodik. Számomra ez rejtély. Biztos vagyok benne, hogy a mi generációnk többet tanult a mostaninál, mégis mindig maradt időnk a játékra. A kulcskérdés az, hogy ráérezzünk az átlaggyerek érdeklődésére, és az ő tudását mozdítsuk el abba az irányba, hogy fogékonnyá váljék a modern természettudomány iránt. Mifelénk máig is egyoldalú az általános műveltség: a természettudományos ismeretanyag mintha kevésbé számítana a kulturáltság, az életben való eligazodás föltételének, mint a művészeti vagy az irodalmi ismeretek. A természettudományos alapműveltség – tanítsák bár együtt vagy külön-külön az ágait – mindenképp fejlesztendő.

– Amikor egy szaktudomány annyira specializálttá válik, amint azt a biológia jelene példázza, van-e még létjogosultsága a tudományos ismeretterjesztésnek?

– Tudományos ismeretterjesztésre mindig szükség van! Nem mindenkiből lesz kutató, másfelől az is előfordul, hogy én magam sem értem a két szobával arrébb dolgozó kolléga kutatásának részleteit. Viszont van rálátásom az alapvető biológiai, fizikai és kémiai folyamatokra. A jó természettudományos ismeretterjesztésnek ez a feladata. Egy Élet és Tudomány vagy Természet Világa azért hasznos, mert közérthetően mutat be bonyolult dolgokat. Fontos, hogy az átlagember számára is érthetővé váljanak olyan jelenségek, mint például mostanában a gravitációs hullámoké.

– Ez esetben bizonyára kevesebb gyanakvás övezné a laboratóriumokban folyó munkát. Azonban a biotechnológia a hétköznapi ember számára gyakran a génmanipuláció, a klónozás vagy a biológiai fegyverek aggodalmat keltő témájával hozható kapcsolatba. Mi a garancia arra, hogy a tudomány megmarad azon az ösvényen, amelyen gyarapítja, nem pedig elpusztítja az életet?

– Valóban sok a hisztéria e téren. Személy szerint egyáltalán nem tartom ennyire veszélyes dolognak a biotechnológia nyújtotta lehetőségeket. Valahányszor fölfedezett valami újat, azzal az emberiség ártani is tudott. A puskaport sem arra használták először, hogy bányákat robbantsanak be vele, hanem öldöklésre. Vagy amikor gyorsan kellett kifejleszteni egy intenzív fegyvert a második világháborúban, ugrásszerűen fejlődött a nukleáris fizika. Aminek eredményeképpen sok ember életét kioltották, mégis, ha a tudomány és technológia erre épülő áldásait vesszük számba, az elektronmikroszkópoktól az MRI-ig és a rákgyógyításban használt besugárzásokig, a mérleg bőven pozitív. Eddig minden tudományos áttörésre igaz ez az állítás. Miért ne lenne így a génsebészet esetében is? Minden, ami kényelmesebbé teszi az életünket, egy sor tudományos eredménynek köszönhető, jóllehet voltak negatív alkalmazási módjaik is.

– A Szegedi Biológiai Kutatóközpont alapításának célja az volt, hogy világszínvonalú műhelye legyen a magyar tudományosságnak. Ezt a törekvést az elmúlt évtizedek fényesen igazolták. Miként érinti azonban ezt az élen járó tudományterületet az agyelszívás? Hogyan tarthatjuk Magyarországon a természettudományban tehetséget mutató fiataljainkat?

– Ez bizony nehéz kérdés. Megjegyzem, százötven éve az, hiszen Amerika és Nyugat-Európa mindig is jobb körülményeket biztosított a magyar származású kutatóknak, mint szülőhazájuk. Még inkább így van ez a teljesen kinyílt Európában. A nyugat-európai egyetemek fejvadászai már a jelesebb magyar gimnáziumokban ott vannak. Ez ellen jó kutatási körülményekkel és jó fizetéssel lehet védekezni. Nyilvánvaló, hogy egy ország teljesítőképessége véges. A szabad mozgás világában hatványozott a probléma fiataljaink körében, akik még nem eresztettek olyan mélyen gyökeret.

– Ha egy magyar kutatóközpont speciális eredményt mutat föl, számíthat mégis a külföldi befektetők támogatására?

– Természetesen! Vannak kiváló kutatóink, akik világszínvonalú munkát végeznek. Az SZBK kutatói közül többen is világszínvonalú laboratóriumokat építettek, ami hazavonzhatja a fiatalokat. Nálunk is működik jó néhány kutatócsoport, amely még külföldieket is idecsábít pár évre. A kutatói pályán a világ nagy kutatóközpontjaiban való megmérettetés szinte magától értetődő követelmény. A kutatói karrier elképzelhetetlen külföldi tapasztalatszerzés és kapcsolatépítés nélkül. Sokakat tart kint az ottani életszínvonal, de hat Amerikában töltött évvel a hátam mögött sokunk nevében elmondhatom, hogy akadnak azért szép számmal, akik itthon szeretnék leélni az életüket, és szeretnék, ha a gyerekeik magyarul beszélnének. Ha nekik versenyképes körülményeket tud biztosítani az ország, jó eséllyel hazajönnek. Sajnálattal látom, hogy ma a fiatalok szinte hergelik egymást, hogy el kell innen menni. Ha meg kellene indokolniuk, talán nem is tudnának mit felhozni magyarázatul.

Épp ezért, az agyelszívás ellensúlyozására hozták létre a Pálinkás József, volt MTA-elnök által kezdeményezett Lendület programot. Ez az MTA által, kormánytámogatással működtetett pályázati rendszer olyan fiatal kutatók számára jelent lehetőséget, akik az általa biztosított kiemelt kutatási támogatás, illetve fizetés hiányában külföldre mennének, vagy kint maradnának. Egy nyertes Lendület-pályázat a külföldiekkel összemérhető forrásokat, versenyképes lehetőségeket biztosít fiatal kutatóink számára. Nem véletlen, hogy igen népszerű a körükben. Mind a koncepcióról, mind a megvalósulásáról csak a legnagyobb elismeréssel szólhatunk.

– Mennyire prognosztizálhatóak a biológiai kutatás jövőbeli trendjei? Megcélozhat-e egy természettudományos érdeklődésű középiskolás egy olyan szakterületet, amely forradalmi fejlődés előtt áll, így szép pályát jósol?

– Nem hiszem, hogy gimnazistakorban érdemes konkrét kutatási területet kiválasztani. Lesz rá idő a későbbiekben. Az az érzésem, hogy a személyes példa a leginkább meghatározó arra nézvést, merre orientálódik egy fiatal. A karizmatikus, sikeres oktatók képesek a leginkább fölkelteni az érdeklődést.

– A biológia iránti érdeklődés kisgyermekkorban egy béka, egy szöcske vagy egy kankalin megfigyelésében mutatkozik meg először. Amikor a biológiai szakmák olyan apró részletekkel foglalkoznak, mint a nukleinsavakat alkotó molekulák, megmarad-e még az élet áhítatteljes csodálata?

– Föltétlenül! Azok a kollégáim, akik a molekuláris szintű életjelenségekkel foglalkoznak, egytől egyig lelkes természetrajongók, madarászok, kirándulók. A tudás csak még inkább elmélyítette bennük a természet szeretetét.