Szent-Györgyi Albert, a Szegedi Tudományegyetem Nobel-díjas professzora, rektora 75-80 évvel ezelőtti teljesítménye előtt tisztelegnek a világ élettudományokkal foglalkozó jeles tudósai. Köztük 9 Nobel-díjas kutató, aki előadást is tart Szegeden a 2012. március 22-25. közötti nemzetközi konferencián. Alább mai szegedi kutatók mutatják be a Nobel-díjasokat.
|
A Sakmann-féle patch-clamp technikát a Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar Farmakológiai és Farmakoterápiai Intézete laboratóriumában Varró András professzor is munkatársaival együtt használja a szívritmuszavarral foglalkozó kutatásai során. Fotó: Karnok Csaba
|
Az elektrofiziológiát alkalmazó kutatók széles köre alkalmazza azt az úgynevezett patch-clamp technikát, amiért Bert Sakmann Erwin Neherrel megosztva Nobel-díjat kapott.
E tudományterületen a legtöbb előrelépés mögött ez a technika áll – mondja Varró András. A szegedi professzort kértük: jellemezze a Tisza-parti városban most először ellátogató Sakmann munkásságát. Sorozatunkban bemutatjuk a Szegedi Tudományegyetemen március 22-25. között Szent-Györgyi Albert 1937-es Nobel-díja átadásának 75. évfordulója alkalmából rendezett nemzetközi konferenciasorozat jeles résztvevőit.
Bert Sakmann orvosi végzettségű német fiziológus. 1942-ben született. 1991-ben kapta Nobel-díját az egyedi ioncsatorna működésnek a vizsgálatáért. Ez a felfedezés elektrofiziológiai vizsgálómódszer. Az elektrofiziológia olyan jellegű élettani terület, amely hátterében bioelektromos tevékenység, vagyis a sejtmembránon keresztül folyó ionmozgás áll.
- Bioelektromos tevékenységet. vagyis elektromos áramot már a II. világháború előtt is lehetett mérni az élőlényekben: ilyen például az EKG, a szívizom-összehúzódásakor keletkező elektromos feszültséget regisztráló, vagyis a szív elektromos jelenségeit vizsgáló berendezés, amelyet a XX. század elején fedezett fel Einthoven, aki ezért 1924-ben fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat kapott. Ám az EKG, vagy az agy vizsgálatára használt EEG – minden hasznossága mellett – a mechanizmusról korlátozott információkat szolgáltat. Sakmann felfedezése az egyedi ioncsatornák vizsgálatát teszi lehetővé. Így például a kálium-csatornák, illetve annak különféle típusai érzékelésére is lehetőséget biztosított – magyarázza Varró András, az SZTE Általános Orvostudományi Kara Farmakológiai és Farmakoterápiai Intézete tanszékvezető professzora. – Kiszélesítette a horizontját a „miért?” kérdések elemzésének azáltal, hogy az elektromosan aktív sejtek sejtmebránja működésének vizsgálatát tette lehetővé.
Németországi kutatómunkájáért nyerte el a Nobel-díjat: Göttingenben tevékenykedett. Jelenleg a floridai Max Planck Intézetben dolgozik. Munkásságára – saját bevallása szerint – hatott egyrészt Bernard Katz, akinek londoni laboratóriumában dolgozott. Illetve a főnökének is számító Otto Creutzfeldt neurológus.
- Forradalmasította az elektrofiziológiát a Sakmann-féle vizsgálati módszer – jelenti ki Varró András. - Átírta a tankönyvek és kézikönyvek elektrofiziológiai fejezeteit, amit a Sakmann-féle technikával a felfedezők összegyűjtöttek. Szinapszisokat vizsgáltak idegszöveten. Ez a technika kevés kivétellel az összes ingerlékeny szövetre átültethető. A felfedezés nagyságát jelzi, hogy e nélkül a technika nélkül már nem nagyon lehet igényes módon a megfelelő tudományos kérdéseket vizsgálni. Szegeden is több laboratóriumban használják a patch-clamp technikát, az erre alkalmas berendezéseket, hogy megértsük az ioncsatornák részvételét bármilyen elektromos folyamatban.
EURÓPA KONTRA USA
Első munkája a 70-es évek elején a nikotinreceptorokhoz kötődő csatornákkal foglalkozott: a Nature közölte Sakmann és Betz cikkét. Nagy áttörést jelentette az úgynevezett nagy ellenállású technika, ami kiszűrte az „elektromos zajt” és így egyedileg lehetett vizsgálni az ioncsatornákat. Erről 1981-ben a Német Élettani Társaság lapjában jelent meg közös tanulmány Sakmann, és mellette Sigworth, Hamill, Marty és Neher nevével. Bár Varró András személyesen még nem találkozott Sakmann-nal, de hangsúlyozza: a Nobel-díjas kutatásokhoz – a személyes kvalitásokon túl – valószínűleg nagyfokú kooperációs készség, becsületesség, türelmesség is szükséges. A szegedi professzor kiemeli: a tudományos világban az USA dominanciájának oka talán az, hogy ott szánják a legtöbb pénzt az alapkutatásokra. A II. világháború után az óceánon túlról több Nobel-díjas került ki, mint Európából. Épp ezért jelentős hangsúlyozni, hogy Sakmann németországi kutatásokért nyerte el a rangos elismerést. Itt villanható a párhuzam Szent-Györgyi Albert munkásságával, aki Szegeden – Varró András megítélése szerint – akár két Nobel-díjra is feljogosító kutatási eredményeket ért el.
A mérnöktudományokhoz is vonzódott Sakmann – írja gyerekkoráról, amikor motoros gépeket modellezett, távirányítós szerkezetekkel foglalkozott. Talán ez a vonzalomból következik, hogy kutatóorvosként vizsgálata tárgyaként biofizikai jellegű témaköröket választott.
- Nobel-díjhoz vezető kísérletei idején jómagam Szegeden tudományos diákkörösként elektrofizikai témát választva a mebránpotenciált mértük: az 50-es években elterjedt, Silvio Weidmann svájci professzor módszere segítségével. Egy tizedmikronos csúcsátmérőjű mikroelektróddal egy sejtet megszúrtunk és abban a feszültséget lehetett regisztrálni. Ez ugyan az élenjáró, bár Nobel-díjat nem eredményező technika volt, ami alkalmas volt arra is, hogy ne csak a feszültséget, hanem azt az áramot is lehessen mérni, ami a feszültségváltozást okozza. A lipidtartalmú sejtmebrán az üveg köré szorosan odatapadt, ezáltal a sejtáram nem tudott „kiszökni” az elektród és a mebrán között, mert nagyon magas ellenállású kapcsolat jött létre. Így az áram az üvegkapilláris elektródon keresztül folyt, így lehetett mérni. E régi technika azonban mai szemmel nézve igen pontatlan eredményeket hozott. Addig senkinek nem jutott eszébe az, ami Sakmann-nak, hogy tompa elektróddal dolgozzon – jellemzi az ötletet Varró professzor. – Eredeti módon közelített a problémához: ha tompa elektróddal érintik meg a sejtmebránt, ami odaragad a pipetta végéhez, és azt kitépik, akkor a mebrándarabka odatapad a tompa üveg-elektród végére, és azon keresztül már egy ioncsatorna működése is vizsgálható. E metodikai jellegű felfedezéséért nyerte el a Nobel-díjat.
A tudományterületek egymáshoz kapcsolódásának legékesebb bizonyítéka, hogy egy biofizikus is hatással van például a kardiológiai kutatásokra. Hiszen Sakmann szinapszisokon megtalálható nikotinerg acetilkolin függő káliumcsatorna kutatása indította el – sokakhoz hasonlóan – a Szegedi Tudományegyetem Farmakológiai és Farmakoterápiai Intézetben a szívizomra ható gyógyszerek ioncsatorna szintű vizsgálatát.
Újszászi Ilona
Az összellítás megjelent a Délmagyarországban, Délvilágban
További Nobel-díjasok:
Szent-Györgyi Albert
Andrew V. Schally
Robert Huber
Eric Wieschaus
Peter C. Doherty
John E. Walker
Tim Hunt
Aaron Ciechanover
Ada E. Yonath