Fénnyel aktiválható molekulák

A European Research Council 2008 és 2014 között támogatta a kutatócsoport munkáját. Mi állt a FORCEMAP projekt középpontjában?
Az enzimek működésének megértése nélkülözhetetlen a gyógyszerhatóanyagok tervezésekor: a kutatásaink alapvető célja az volt, hogy az enzimmolekulákon belül feltérképezzük a mechanikai erővonalakat. A projekt negyedik évében fedeztük fel azt az új kémiai reakciótípust, amelyet molekuláris gravírozásnak (molecular tattoing) neveztünk el. A csoportunk által kifejlesztett, fénnyel aktiválható molekulák használhatók élő sejtek, élő állatok vizsgálatához is. Az időzíthetőség mellett a fényaktiváció előnye, hogy a szerek hatása célzottan egyes sejtekre irányítható. Nagyon fontos, hogy szubcelluráris szinten, hosszú távon tudjuk egy molekula hatását lokalizálni. A projekt hasznosítására két évvel ezelőtt alakult meg az Octopharma spin-off cég, amelyben szakmai vezető vagyok. Az ERC-nyertesek számára elérhető egy ún. Proof of Concept kiírás is, amelyet az elsők között nyertünk el Kelet-Közép-Európában: ennek az a lényege, hogy a kutatások innovációs potenciálját, piacképességét növeljék. Jelenleg az Octopharma piaci alapon fejleszti tovább a projektet, mi továbbra is a tudományos megvalósítással foglalkozunk.
Az elmúlt évek jelentős eredménye az is, hogy elsőként sikerült egy enzim működését az egyes atomok specifikus rezgésének megváltoztatásával befolyásolni, sikerült egy enzimet egyik alakból a másikba átváltani, beindítani a működését. Eddig is gondoltuk, hogy nemcsak egy fehérje vagy enzim atomszerkezete határozza meg a működést, hanem valamilyen módon a dinamika is, azaz hogy rezegnek az atomok. A kutatások egy részét Drezdában végeztük: egy kinti laborban van egy olyan szabad elektronlézer, amelyet tudtunk használni. Itt, Lágymányoson összeraktuk a kinti műszerhez csatlakoztatott egységet, majd három-négyhavonta egy teherautóval vittük ki és ott használtuk. Nagyon izgalmas volt, sokat tanultunk belőle.

Használják-e más egyetemi kutatócsoportok a fénnyel aktiválható molekulákkal kapcsolatos eredményeket?
Természetesen számos kollaborációnk van, ezt rendkívül fontosnak tartom. Azt gondolom, hogy az ERC-projekt egyik legfontosabb hozadéka – a nagyon érdekes technika és a spin-off cég létrejötte mellett – az egyetemen belüli kapcsolatok megerősödése volt.  
A molekuláris gravírozás a neurobiológiában is jól használható: egy gyógyszerhatóanyag hatása lokalizálható egyetlen dendriten, ez eddig nem volt megoldott. Ha van egy multiszinaptikus idegsejted, akkor nem tudod elkülöníteni, hogy melyik szinapszis miért felelős, mert ha hozzáadod a hatóanyagot, akkor az egészen „végigfut”: a mi módszerünkkel azonban egyesével lehet gátolni a szinapszisokat. Ezen is alapulva Mike Árpád tudományos főmunkatárs vezetésével jött létre a Nemzeti Agykutatási Program egyik ELTE-s ága 2014 szeptemberében. A másik érdekes terület a fejlődésbiológia: egy szerv kifejlődése során sok-sok sejt változik. Ha hozzáadunk egy hatóanyagot, az az összes sejtre hat, az új módszerrel azonban egy-egy hatóanyag hatását receptoronként vizsgálhatjuk. Ezen a területen közösen dolgozunk a Genetikai Tanszékről Vellai Tiborral és Varga Mátéval. A harmadik kérdéscsoport a sejtbiológia, számos kérdés tehető fel ezen a téren is. Mint említettem, az enzimeket lokálisan tudjuk gátolni, ez nagyon fontos lehet például a ráksejtek képződésekor, itt Kovács Mihály kutatásaihoz tudtunk csatlakozni.
2013 áprilisa óta fut egy projekt, amelyet a Kutatási és Technológiai Innovációs Alap finanszíroz. A programban a Semmelweis Egyetem és az MTA KOKI munkatársai mellett az ELTE Élettani Tanszék kutatóival, Schlett Katalinnal és Világi Ildikóval dolgozunk közösen. A neuron-alapú kapcsolatokat korábban nem lehetett szabályozni, véletlenszerűen működnek. Bízunk abban, hogy a molekuláris gravírozás segítségével a random keletkezett kapcsolatokat ki tudjuk kapcsolni és így a sejtek közötti irányított rendszer hozható létre. Elsődleges célunk, hogy ezt a logikai kapcsolatot két sejt között létre tudjuk hozni. A program 2015. november 30-ig tart.

Részt vesz a MedInProt Fehérjetudományi Kiválósági Együttműködési Programban is, a kuratórium tagjaként segíti a kezdeményezést.
Rendkívül érdekesnek tartom a koncepciót: a kuratórium egyik legfontosabb feladata a források elosztása mellett, hogy közös gondolkodást alakítson ki, kiaknázva és létrehozva a szinergikus kapcsolatokat. Nagy szükség van erre, hiszen itthon kevéssé van olyan kutatási és szervezeti háttér és attitűd, amely ebbe az irányba mutatna. A kapcsolatok gyakran esetlegesek, remélem, hogy ez a program nemcsak a négy résztvevő intézmény, hanem az ELTE-n belüli hálózatok fejlődéséhez és erősödéséhez hozzájárul. Azt gondolom, hogy a kutatótársakkal való kapcsolatteremtésre nálunk az egyetemen belül is van hely és fórum, viszont egyetemi oktatóként számos feladatnak kell megfelelnünk. Egyszerre kell, hogy tökéletes előadók, szemináriumvezetők és elsőrangú kutatók legyünk: nyilvánvaló, hogy ennyi feladatnak nem lehet egy személyben megfelelni, erre nincs elegendő idő. Az oktatási és adminisztrációs infrastruktúránkra is ráférne a fejlesztés, hogy nemzetközi szinten versenyképesek maradhassunk. Az alapkutatások támogatása nagyon fontos volna az egyetemen is: számos, nálunk kisebb egyetemen is a spin-offok húzzák tudományos kutatást, ezekből a tapasztalatokból lehetne nálunk is meríteni. Az ERC-pályázattal kapcsolatban voltak komolyabb adminisztrációs problémáink is, a témavezető és a kutatócsoport nem végezhetne adminisztrációs feladatokat, nálunk ezt nem sikerült megoldani, ez súlyos gond. Az adminisztrációs munka is a kutatástól vesz el időt és energiát, ezt a szervezeti hátteret minél hamarabb meg kell oldani.

Hogyan folytatódnak a kutatások?
A kutatásokhoz nélkülözhetetlenek PhD-hallgatóink, arra törekszünk, hogy minél hamarabb külföldi laboratóriumokban tudják folytatni a pályájukat. Az akadémiai munkacsoportunk (MTA–ELTE Molekuláris Biofizikai Kutatócsoport) működik, folyamatosan pályázunk. Most azért is dolgozunk, hogy sikerrel szerepeljünk az Európai Bizottság ún. Small Medium Enterprise Project kiírásán, amely spin-offoknak nyújt piaci támogatást. Nagyon kompetitív a pályázat, mindössze 2-3%-os sikerrátával, de bízunk a sikerben.