„Inspiráló a legmotiváltabb hallgatókkal együtt dolgozni”
Miért éppen a biológia? Hogyan és mikor kezdett el érdeklődni a tudományterület iránt?
Még gyerekkoromban kezdődött, ahogy nagyon sokaknál elkezdődik ez gyermekkorban, hiszen természetes érdeklődésünk van az élővilág iránt, csak sokakból idővel sikerül kiölni. Bennem megmaradt, amiben a szüleimnek óriási szerepe volt: felismerték és támogatták a tudomány iránti lelkesedésem, noha ők maguk nagyon nehéz helyzetből küzdötték fel magukat, amiben ez egyáltalán nem volt magától értetődő. Kilencéves koromban kaptam meg Az élet az ember előtt című könyvet, ami a földi élet történetéről, például dinoszauruszokról szólt – akkoriban nagyon lelkesedtem a téma iránt és ez a későbbiekben is megmaradt. Aztán ott voltak még David Attenborough filmjei, és persze nagyon jó tanáraim is voltak.
Mi vezette ezt a természetes érdeklődést végül az elméleti biológia felé?
Biztosan számítanak a természetes hajlamok is, de a pályaválasztás gyakran véletlen fordulópontokon, például egy meghatározó egyéniség hatására dől el. Először őslénytan-kutató akartam lenni, aztán etológus, végül az elméleti biológiához Szathmáry Eörs professzor brilliáns előadásai vonzottak. A HIV-fertőzés elméleti vizsgálatába pedig egy újabb meghatározó találkozás révén csöppentem bele, amikor cserediákként Utrechtben tanultam elméleti- és evolúcióbiológiát. A kurzusok elvégzése után számomra is váratlanul ajánlották a lehetőséget, hogy a tanszék egyik kutatója mellett HIV-modellezés témában önálló kutatási projektet kezdhetek. Rob de Boer fantasztikus kutató és tanáregyéniség, ő vont be ebbe a máig kimeríthetetlennek bizonyuló témába. A pályám nagy részében ezzel a kérdéskörrel foglalkoztam.
Miből állt ez a kutatás, milyen módszertannal dolgozott? Milyen eredményeket ért a témában?
A HIV-fertőzés nagyon fontos közegészségügyi probléma, éppen ezért rengeteget kutatják.
A HIV egy nagyon egyszerű vírus, az emberi immunrendszer viszont iszonyatosan bonyolult,
így a kettő kölcsönhatása is rendkívül komplex. Rengeteg dolgot tudunk már róla, de néha nagyon nehéz átlátni ezen a komplexitáson. Ebben segíthet a matematikai modellezés: segít tisztázni és egyszerűsíteni az elképzeléseinket, és bizonyos esetekben a modellek alapján levonhatunk arra nézve következtetéseket, hogy mely hipotézisek lehetnek jók, és melyek nem. Ezek arra vonatkozhatnak például, miért vannak nagy különbségek abban, hogy mennyi idő alatt betegszenek meg a HIV-fertőzött emberek, miért és milyen ütemben romlik a betegek állapota, miért nem stabilizálódik úgy, mint egy szintén élethosszig tartó herpeszes fertőzés esetében. Végleges válaszaink nagyon sok kérdésben még most sincsenek, de a matematikai modellezés segít leszűkíteni a lehetséges válaszok körét. Innen elindulva később más módszereket és technikákat is használtam: adatelemzést, szimulációs modellezést, a molekuláris folyamatok szintjétől egészen a járványok szintjéig.
Így a HIV-fertőzés témájához hűséges maradtam, de ezen belül nagyon különböző kérdéseket vizsgáltam. Könnyű Balázs kollégámmal például a vírus molekuláris érési folyamatát modelleztük, hogy hatékonyan célozható támadáspontokat keressünk. Amikor pedig portugál kutatótársam ötlete alapján járványtani modellt készítettem, arra voltunk kíváncsiak, hogy a 20. század elején Afrikában milyen tényezők összjátékának volt köszönhető, hogy a HIV-járvány elindulhatott az emberi népességben. A vírus majmokból származik, és az évezredek folyamán rengeteg lehetősége lehetett a vadászatok során bejutni az emberi szervezetbe – mégis
csak az utóbbi száz évben lett belőle járvány, ami nyilvánvalóan a megváltozott körülményeknek köszönhető.
Ezeket a tényezőket vizsgáltuk meg részletesen.
Végül a modellezés mellett az elmúlt években több adatelemzéses vizsgálatot végeztem annak megállapítására, hogy a HIV-fertőzés súlyossága változik-e az időben a népességen belül: van-e összefüggés aközött, hogy mikor fertőződött meg valaki, és mennyire súlyos a fertőzése. Svájcban, Olaszországban és a világ több pontján összegyűjtött adatok eredményeit összegeztük. Az eredményeket kiértékelve azt láttuk, hogy van összefüggés: a fejlett országok járványai esetében a fertőzés súlyosabb irányba mozdult el. E mögött lehet evolúciós változás, de ezt nagyon nehéz biztosan állítani. Szerencsére az elérhető gyógyszerek már annyira jók, hogy a vírus hiába „durvul”: habár teljesen meggyógyítani még nem tudjuk a fertőzötteket, a betegség tüneteit meg lehet állítani, folyamatos kezeléssel egészséges életet lehet biztosítani, sőt a vírus továbbterjedését is meg lehet állítani ezzel.
Melyek ezek az evolúciós tényezők, amelyek meghatározzák a vírus viselkedését?
A természetes szelekció a vírusokra is hat, mégpedig oly módon, hogy a terjedésüket segítő génváltozatok fognak elterjedni a genetikai állományukban. A betegség súlyossága és a kórokozók terjedési képessége között komplikált összefüggés van, de a HIV esetében például a modellezési eredmények arra utalnak, hogy a széles körben alkalmazott antivirális kezelés az agresszívabb törzsek terjedésének kedvezhet. De a betegség súlyosságában az emberi génváltozatok is szerepet játszanak. Az egyik elemzésemmel azt mutattam ki, hogy azonos külső körülmények mellett – és persze gyógyszeres kezelés hiányában – a betegség valamivel lassabban alakul ki az afrikai származású fertőzöttekben, mint az európaiakban, még akkor is, ha ugyanolyan típusú vírussal fertőzött embereket hasonlítunk össze.
A HIV-kutatásokon kívül foglalkozott más területekkel is.
Az egyik ilyen a darwini medicina, vagy más néven evolúciós orvoslás területe, amely természetesen nem abban az értelemben medicina, hogy Darwin által javasolt gyógyszereket írunk fel a betegeknek. Ez a terület a betegségek evolúciós hátterét vizsgálja, amely elsősorban a megértést segíti, de bizonyos esetekben hasznos tanácsokat is adhat, hogyan lépjünk fel a betegségek ellen.
A módszer elsősorban azt vizsgálja, melyek azok az evolúciós okok, amelyek fogékonnyá tesznek egy-egy betegségre.
Tanítványommal, Apari Péterrel például a nemi úton terjedő betegségek evolúciós hátteréről írtunk tanulmányt: az elméletünk (és az alátámasztására felsorakoztatott megfigyelések) szerint az, hogy a nemi fertőzések hajlamosak terméketlenséget okozni, nem pusztán véletlen mellékhatás, hanem a kórokozókra ható természetes szelekció eredménye lehet. A terméketlenség gyakran a párkapcsolatok felbomlásához, új partner kereséséhez vezet – ez pedig segíti a kórokozók terjedését.
Egy másik kutatásunkban, Rózsa Lajossal közösen, a mikrobiom zendülés elméletét fogalmaztuk meg. A mikrobiom a testünkön és testünkben élő mikroszkópikus lények (elsősorban baktériumok) közössége, amely normál körülmények között nem okoz betegséget, egyes tagjai még segítenek is nekünk. „Zendülésre” akkor kerülhet sor, ha az egészségi állapotunk jelentősen leromlik, például betegség, sérülés vagy épp az öregedés miatt. Ilyenkor nemcsak a védekező képességünk gyengül meg, hanem a mikróbák érdeke, optimális stratégiája is megváltozhat.
A leromló életkilátások mellett a hosszú távú, békés együttélés fenntarthatósága csökken, és bizonyos fajoknak megérheti, hogy agresszívebb működésre kapcsoljanak át, és a nekünk további bajt okozó tünetek (például hasmenés) révén rövid távon maximalizálják a továbbterjedésük esélyét. Ez néhány kórokozó esetében biztosan így történik, azt viszont csak további kísérletek segítségével lehet majd kideríteni, hogy a jelenség mennyire általános.
Végül az elmúlt évek, sőt az egész eddigi pályafutásom legnagyobb projektje a tanulásra képes immunrendszerek evolúciójáról szólt, nemrég jelent meg erről tanulmányunk Szathmáry Eörs professzorral. Hihetetlenül izgalmas és elképesztően – néha csüggesztően, de általában inspirálóan – komplikált téma: több mint tíz évig gyűjtöttem hozzá az anyagot, azután három éven át intenzíven foglalkoztam vele.
A legizgalmasabb a gerincesek immunrendszere, amelyben egy kontrollált természetes szelekciós rendszer biztosítja a tanulás képességét:
bizonyos értelemben a természetes szelekción alapuló evolúció „újrafeltalálta” önmagát. Ezt a radikális innovációt beillesztettük a „nagy evolúciós átmenetek” keretrendszerébe, és részletes evolúciós forgatókönyvet dolgoztunk ki a kialakulásáról, aminek a részleteiről órákig tudnék mesélni. Ez a fajta kutatás nem jár gyakorlati haszonnal, de gyönyörűséget okoz az élővilág rejtélyein töprengeni, és apránként közelebb kerülni a megértésükhöz.
A nyár folyamán Bolyai János Kutatási Ösztöndíjat nyert: annak keretében mivel foglalkozik majd?
Mindegyik kutatás újabb irányokat szül: a Bolyai-ösztöndíj keretében két olyan kutatást vállaltam, ami a korábbiakból nőtt ki: az egyik a mikrobiom zendüléshez kapcsolódó modellezés, a másik pedig a HIV-fertőzés súlyosságának eddig kevéssé vizsgált hatástényezőit elemzi. Azt már eddig is tudtuk, hogy az, akiben magasabb a vírusszint, korábban betegszik meg, de ez az összefüggés elég gyenge. Olyan tényezőknek is erős hatással kell bírniuk, amelyek azt befolyásolják, hogy egy adott vírusszint mellett milyen gyors a betegség lefolyása. Ebben – Sipos Dóra tanítványommal – az az eddigi legizgalmasabb eredményünk, hogy itt is találtunk időrendet: az egységnyi vírusszintre eső romlási ráta változott, méghozzá kedvezőtlen irányban az elmúlt évtizedek során.
A kutatómunka mellett aktívan részt vesz az intézeti tudományos diákköri munkában. Miért fontos Ön szerint a tehetséggondozás?
A tehetséggondozás különösen közel áll a szívemhez: több mint öt éve nagy örömmel és lelkesedéssel vezetem a Biológus Tudományos Diákkört. Azt gondolom, nagyon fontos, hogy a következő generációnak segítséget adjuk a kutatói pályára lépésben. Elmondjuk a hallgatóknak, milyen klassz dolog kutatni, tanácsokat adunk, hogyan kezdhetik el kutatásaikat, hogyan találhatnak témavezetőt, és lehetőséget adunk, hogy a kutatásaikat értő közönség előtt be is tudják mutatni. Ennek Magyarországon nagy hagyománya van – amikor felkértek a vezetésére, némi gondolkodás után örömmel kapcsolódtam be. Akkoriban kutatási pályázati állásban dolgoztam, és elsősorban kutatási eredményeket kellett produkálnom. Ettől jelentős időt elvonni kockázatos döntés volt, de nagyon fontosnak tartottam, és azóta sem bántam meg, hogy csatlakoztam.
Végtelenül inspiráló a legmotiváltabb hallgatókkal együtt dolgozni: értük, sőt velük együtt végzem a szervezést, hiszen ez csapatmunka.
Évről-évre 15–20 hallgató segít nekem abban, hogy a helyi konferenciát megszervezzük, ahol bemutatkozhatnak a már kutató hallgatók. Emellett az évek folyamán több más programot is kitaláltunk és megvalósítottunk, így az ötletekből mindig egyre több feladat lesz. Ilyen például a Liftbeszéd Fesztivál, ahol tömören – három percben – és közérthetően mondják el a hallgatók a kutatási eredményeiket, vagy a Diák-mentor Börze, ahol azok a témavezetők mutatkozhatnak be, akik éppen tudnak hallgatókat fogadni. Régi hagyománya a biológus TDK-nak a Tavaszi iskola is, amelyhez hároméves ciklust vezettem be különböző programokkal. Idén például a biológia iránt érdeklődő gimnazistáknak és kezdő hallgatóknak kínáltunk „szakterületi körképet”, jövőre a már aktívan kutató hallgatóknak rendezünk műhelymunkát, a ciklusok harmadik évében pedig a társadalmi szempontból fontos biológiai témák köré szerveződik az iskola. Próbáljuk gondozni a tehetségeket, és azok jönnek el a programokra, akiket valóban és komolyan érdekel a biológia, én pedig örömmel tapasztalom, hogy sokan jönnek.
A kutatáson és tehetséggondozáson kívül a tudományos ismeretterjesztésben is szerepet vállal, számos előadást tartott, és Ön az egyik szervezője az Biológiai Intézet „Élő adás” sorozatának is.
Abban valószínűleg minden kutató egyetért, hogy a tudomány népszerűsítése fontos, hiszen meg kell magyaráznunk a többi embernek, miért jó és fontos az, amivel foglalkozunk, például miért is érdemes erre pénzt adni, illetve ennek az utánpótlás toborzásában is fontos szerepe van. A fontosságában tehát mindannyian egyetértünk, de van, akinek ez teher, van, aki pedig kimondottan szereti megosztani a tudását, szívesen beszél arról, ami érdekli. Szerencsére sok ilyen kutató van, én is közéjük tartozom.
Az Élő adás szervezését úgy kezdtem el, hogy tarthatatlannak éreztem, hogy a Biológiai Intézetnek nincs saját sorozata, miközben a fizikusoknak és a kémikusoknak van. Először elméleti és evolúcióbiológiai témájú előadásokat szerveztem, majd kollégák segítségével született meg a biológia minden területét lefedő és ma is futó Élő adás, ami már az ötödik évét kezdte idén.
Milyen előadásokra számíthatnak az érdeklődők ebben az évadban?
Az idei évadban három előadásunk lesz: az egyik a nagyvadak tájformáló ökológiai szerepéről szól, a második tumorbiológiával foglalkozik, a harmadik pedig szintén orvosi vonatkozású, a kötőszöveti meszesedés hátterét és újonnan felfedezett terápiás lehetőségét mutatja be. Természetesen az adott témától is függően ingadozik az előadások látogatottsága, de az évek során kialakult egy stabil közönség, és néha egy nagy előadót is megtölt a hallgatóság. A legnépszerűbb előadásaink eddig az ember eredetével, a barátság etológiájával, és a marihuánával foglalkoztak. Remélem, az idei előadásainkra is sokan jönnek el.