Növényi vasháztartás-vizsgálatok Grenoble-ban

A franciaországi Európai Szinkrotronsugárzási Intézet pályázatán nyert el 4-szer 24 óra mikroszkópos röntgenfluoreszcencia-leképezéses (mikro-XRF) és mikroszkópos röntgenabszorpció-spektroszkópiai (mikro-XANES) műszerhasználati időt Solti Ádám habilitált egyetemi docens és kutatócsoportja. A kutatók e módszerek segítségével azt szeretnék kimutatni, hogy az öregedés megindulásával a vas mely sejtalkotókban és milyen kémiai formákban halmozódik, majd szabadul fel a levelekben.

Solti Ádám és munkatársai az ELTE Növényélettani és Molekuláris Növénybiológiai Tanszékén található, alacsonyabb felbontású és érzékenységű XRF készüléken már kaptak előzetes eredményeket, illetve áprilisban a trieszti ELETTRA kutatóközpontban is végeztek méréseket. A különleges grenoble-i műszeren való vizsgálathoz a kutatási témát röviden bemutató műszeridő-pályázatot kellett benyújtaniuk, a kutatáshoz az ESRF a műszerhasználat mellett három kutató kiutazásának és kint tartózkodásának költségeivel is hozzájárult. 

A 4x24 órás műszeridő a minták helyszíni előkészítésével és a mérések utáni “leszereléssel” együtt valójában nyolc napos utazást jelentett. 

A mérések éjjel-nappal zajlottak, a négyfős csoport tagjai egymást váltották a műszerek kezelésében.

„A munkához interdiszciplináris csapatra volt szükség. A mikroszkópos mintaelőkészítésekben, a fény- és transzmissziós elektronmikroszkópos vizsgálatokban Solymosi Katalin, a Növényszervezettani Tanszék biológusa nyújtott tapasztalataival nagy segítséget, Maria Gracheva fizikus, az ELKH Energiatudományi Kutatóintézet munkatársa, egyben az ELTE Magkémiai Laboratóriumának vegyész doktorandusza a Mössbauer-spektroszkópiában és elemanalitikában szerzett jártasságával erősítette a csapatot. Nagy szükség volt doktoranduszomra, Sági-Kazár Mátéra a növényélettan és a műszeres mérések mellett az informatikai jártassága miatt is” – meséli Solti Ádám, a mérések ötletgazdája és a témához kapcsolódó OTKA pályázat (Szeneszcencia, autofágia és vas-felszabadulás a plasztiszokból: A vas allokációjának átrendeződése növényekben) témavezetője.

Luis Carlos Colocho Hurtarte és Sági-Kazár Máté mintát helyeznek be a műszerbe.

„Már a minták előkészítése is kihívás volt – magyarázza Sági-Kazár Máté. – A folyamatot Hiram Castello-Michel és Luis Carlos Colocho Hurtarte, az ESRF műszerekért felelős munkatársai segítették Zoomon, valamint szakcikkekkel és videókkal. A mintákat már több héttel az utazás előtt elkészítettük, lefagyasztva szállítottuk a helyszínre, ahol kriomikrotómmal megmetszettük. Ez a különleges eljárás tette lehetővé, hogy a vasvegyületek az élő sejtekre jellemző helyen és kémiai formában őrződjenek meg." 

„A kutatói élet izgalmas része, amikor új területekre merészkedünk, és új intézményekben új módszerekkel ismerkedünk meg, miközben elhagyjuk a komfortzónánkat” – hangsúlyozta Solymosi Katalin adjunktus. – PhD-hallgatók számára egy ilyen tapasztalat kiváló lehetőség önmaguk fejlesztésére, és egyben annak is végső próbatétele lehet, vajon valóban megállják-e a helyüket önálló kutatóként. E téren mindkét velünk utazó fiatal kutató kiválóan vizsgázott. Külön büszkeség, hogy a fogadó laboratórium munkatársai is nagyon elégedettek voltak a méréssel, a diákjaink önállóságával és a csoportunk munkájával, és

bátorítottak bennünket más témákban történő újbóli pályázásra 

és az együttműködés folytatására.”

A növényi anyagcserében a vasvegyületeknek (pl. vas-kén centrumoknak) kiemelkedő jelentőségük van, ennek ellenére a vasnak a leveleken és a levél sejtjein belüli lokalizációjáról, a jelátviteli folyamatokban betöltött szerepéről és pontos kémiai formáiról máig viszonylag keveset tudunk. A kutatócsoport a vonatkozó szakirodalmi adatokat 2022 elején a Journal of Experimental Botany folyóirat különszámához felkérésre készült szemlecikkében ismertette. 

A mérések során számos elem (K, Ca, Mg, Mn, Fe, Ti) elhelyezkedését és a vas kémiai formáit sikerült a levelek sejtjeiben azonosítani. A műszeres méréseket még hosszú elemzések, számolások és más módszerekkel kapható eredményekkel való összevetés követi, azonban már az előzetes adatok alapján is egyértelmű, hogy a grenoble-i kutatómunka sikeres volt, és a tudomány számára új eredményekkel szolgált. Solti Ádám kutatócsoportjának munkájáról itt olvashat bővebben. 

Forrás: ELTE TTK
Borítókép: A kutatócsoport az ESRF épületének főbejárata előtt (Sági-Kazár Máté, Solti Ádám, Solymosi Katalin és Maria Gracheva)