2013. sze 13.

Lendületet kapott a nano-léptékű agykutatás

írta: Janguli
Lendületet kapott a nano-léptékű agykutatás

katona_180x144.jpgAz idegsejtek összehangolt működését irányító jelpályákat vizsgálja a Lendület program keretében Katona István. Az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben (KOKI) működő kutatócsoportjának egyik fő célkitűzése olyan új eljárás kidolgozása, amely egy adott jelpályában szerepet játszó fehérjék helyének nanométer-pontosságú meghatározását és mennyiségi mérését is lehetővé teszi. Eredményeik hozzájárulhatnak például az epilepszia kialakulásának jobb megértéséhez.

Az eredetileg ornitológusnak készülő Katona István figyelmét egy váratlan esemény fordította az agykutatás felé: „Idén lesz 20 éve, hogy még másodéves egyetemistaként bekerülhettem az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben az akkor 34 éves Freund Tamás csoportjába, aki huszonéves tanítványaival – ma már mind professzorok – fantasztikus alkotó légkört teremtett. Igazából ez fogott meg először: a hihetetlen lelkesedés, ahogy ezek a fiatalok készek voltak az életüket feltenni az idegrendszer szerkezetének és működésének felderítésére. Mivel a mikroszkóp mint vizsgálati eszköz és az idegsejtek lenyűgöző sokfélesége mint vizsgálati tárgy nagyon hasonló a távcsőhöz és az élővilág diverzitásához, a specializálódásom iránya a neurobiológián belül adott volt".

Fehérjék nyomában 

„Az agy a legbonyolultabb szervünk. A több száz sejttípusba tartozó 86 milliárd idegsejt összehangolt működését számtalan jelpálya irányítja. Élettani és kórélettani folyamatok során a jelpályák molekuláris alkotóelemei más-más módon és eltérő mennyiségben rendeződnek át a különböző sejttípusokban. Ennek a folyamatnak a célzott vizsgálata rendkívül fontos, de az idegszövet összetettsége miatt egyben rendkívül nehéz" – fejtette ki Katona István. Az MTA doktora az elmúlt évtizedben munkatársaival az úgynevezett endokannabinoid jelpályát tanulmányozta. Kimutatták, hogy epilepsziás betegeknél ez a szabályozási rendszer sokszor nem működik megfelelően. A működési zavar hátterében álló molekuláris folyamatok feltárása a Lendület program keretében folyó kutatás egyik célja. „Az epilepsziás betegek egy része sajnos nem reagál a ma elérhető gyógyszerekre, ezért a potenciálisan új gyógyszercélpontnak minősülő jelpályák tanulmányozása nagyon fontos feladat".

   katona_Idegsejt.jpgA vizsgálatok során a megfestett idegsejteket egy vadonatúj, úgynevezett szuperrezolúciós mikroszkóppal tanulmányozzák. A STORM „becenevű" mikroszkóp segítségével a fehérjék helyzete akár 20-40 nanométeres pontossággal is meghatározható. „A módszer előnye, hogy sok idegvégződésben több fehérjét vizsgálhatunk egyszerre, és feltárhatjuk, ha valamilyen élettani vagy kóros jelenség miatt megváltozik a mennyiségük vagy a térbeli elhelyezkedésük. Ráadásul ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy célzottan tanulmányozzunk egyes idegsejttípusokat". Az eljárás révén a szakemberek az adott idegsejttípus egészséges, illetve kóros működését, jellegzetességeit a molekuláris adatok tükrében figyelhetik meg: „Ez a megközelítés nagyon fontos, ugyanis egy betegségben gyakran sejttípus- vagy szinapszisspecifikus módon változik meg egy adott jelpálya működése, aminek hátterében sokszor csak nanométerekben mérhető, molekuláris szintű átrendeződés áll."

A jelenségre konkrét példa Katona István és Chris Henstridge Budapesten dolgozó skót kutató közelmúltbeli felfedezése, amely rávilágított, hogy a súlyos szellemi fogyatékossággal járó, törékeny X kromoszóma nevű betegség egérmodelljében egy fontos szinaptikus jelmolekulát előállító enzim a megszokott helyétől mintegy 100 nanométerrel távolabb található. (A francia és amerikai munkatársaikkal közös tanulmányt a Nature Communications közölte tavaly.)

Támogató szakmai közösség

A csoportot befogadó intézet, az MTA KOKI  laborhelyiségekkel, valamint két kutató és egy asszisztens bérének részleges fedezésével támogatja a szakemberek munkáját, de az intézet kimagasló műszerparkja szintén jelentős segítség. Az infrastrukturális és anyagi támogatás mellett Katona István a kutatóintézetre jellemző inspiráló légkört is kiemelte. „A KOKI az elmúlt húsz évben világszínvonalú kutatóhellyé vált. A kutatócsoportok legnagyobb része a világ bármely intézetében, egyetemén megállná a helyét."

Nemzetközi tapasztalat

Katona István Németországban, az Egyesült Államokban és Japánban is kutatott, több munkatársa szintén jelentős külföldi tapasztalatokkal rendelkezik.

Katona István úgy látja: az élettudományok terén egy átfogó koncepció kidolgozása, következetes vizsgálata gyakran évtizedes folyamat, az adatok kiértékelése, az időközben felmerülő szükséges kontrollkísérletek pedig szintén időigényesek. Véleménye szerint a Lendület program legnagyobb előnye a hosszú távú kiszámíthatóság, ami kockázatosabb kutatási irányok kipróbálását is lehetővé teszi: „A rövidebb futamidejű, kisebb összegű pályázatok arra sarkallják a kutatót, hogy nagy biztonsággal megoldható, egyszerűbb tudományos kérdésekre próbáljon választ találni, mert a pályázat végén fel kell tudni mutatni az eredményeket. Így nem marad rá ereje, és nem is lesz érdekelt benne, hogy meglepő eredményekkel kecsegtető, de kockázatos irányokba induljon el, vagy nehezebb, több időt és nagyobb beruházást igénylő feladatokba fogjon, amelyek pedig komoly tudományos előrelépést jelenthetnének. Számunkra a Lendület-pályázat ebből a szempontból kimagasló lehetőség. Különösen azt az elemét tartom értékesnek, hogy ha sikerül valóban fontos eredményeket elérnünk, akkor az intézet költségvetésén keresztül hosszabb távon is támogathatja a munkánkat."

További Katona István munkásságával kapcsolatos cikkek:

A függőség biológiai eredetű - Origo, 2012.

Agykutató a függőségről és a tudomány szponzorálásáról II. - Magyarország  - Magyar Pszichológiai Szemle, 2010/12.

 

Függőségről - agytudatosan - Magyar Tudomány, 2010/12.

 

A belső kannabinoid jelzés - amikor az idegsejtek a beszélgetésről beszélgetnek - Természet Világa, 2009. április

Megfékezhetők-e az epilepsziás rohamok? - Fék az agyban - Élet és Tudomány, 2008. augusztus

Tüskéken teremnek a belső kannabinoidok - Népszabadság, 2006. augusztus 20.

 

 

 

 

 

Szólj hozzá

függőség agy lendület epilepszia agykutatás storm agykutató MTA Katona István mta koki törékeny x kromoszóma