2012. augusztus–szeptember: jegyzet, portré, tudomány, biotechnológia, innováció, egyetem, disszemináció, ipari automatizálás, agrárium, közlekedés, építés, zöldkörnyezet, it
2012. augusztus 2.

Szerző:
Szegedi Imre

Biofizika, a befogadó tudományág

„A magyar biofizika megítélésem szerint egy kicsit jobb, mint általában a dolgok Magyarországon, és jövője is van, ami nem független attól, hogy miként alakul az ország erkölcsi és anyagi helyzete a jövőben” – nyilatkozta magazinunknak Závodszky Péter, a Magyar Biofizikai Társaság (MBFT) elnöke, aki szerint több, nemzetközileg is versenyképes biofizikai iskola működik az országban.


Tavaly augusztusban Budapesten tartották az Európai Biofizikai Társaságok Szövetségének (EBSA) kongresszusát, idén novemberben Pécsen rendeznek egy újabb jelentős biofizikai konferenciát. Ilyen erősek vagyunk ezen a területen?

Závodszky Péter

– A magyar biofizika, amelynek reprezentatív megjelenítője a Magyar Biofizikai Társaság, nemcsak az egyik legrégebbi és Európában a legnagyobbak közé tartozó szakmai testület, de a hagyomány és a létszám mellett eredményeit illetően sincs okunk a szégyenkezésre. A magyar biofizika – hasonlóan a nemzetközi biofizikai közösségekhez – sok diszciplínát ölel fel, és multidiszciplináris jellegéből fakadóan nagyfokú átfedést mutat mind tárgyában, mind művelőinek személyében, számos más élettudományi szakterülettel. Ez lehet a magyarázat arra, hogy az utóbbi években is sok jelentős tudományos eredmény született magukat biofizikai műhelyként definiáló hazai laboratóriumokban. S a kérdés maga is rámutat az „erőre” vagy inkább az elismertségre, aminek bizonyítéka az, hogy rendre hazánkat választják jelentős biofizikai tárgyú nemzetközi konferenciák színhelyéül. Egy-egy nemzetközi rendezvény megtartásáért rendszerint nagy a versengés, a tavaly ősszel Budapesten rendezett Európai Biofizikai Kongresszus helyszínének kiválasztásánál is nagy volt a „tolongás”, és a döntés komoly elismerés a Magyar Biofizikai Társaságnak. Visszatekintve, megnyugodva és elégedetten mondhatom, hogy sikerült jó hírünket megerősíteni. A visszajelzések és a köszönő levelek sokasága azt mutatja, hogy mind a rendezés technikai oldala, mind a tartalom jól ítéltetett meg, szívesen jöttek Budapestre és elégedetten távoztak a szakma jelesei. A sikerben jelentős szerepe volt a szervezőbizottság elnökének, Mátyus Lászlónak és segítőinek.

Európában az elsők között, 1961-ben alakult meg a Magyar Biofizikai Társaság. Megelőztük a korunkat, vagy nevet adtunk egy létező és erős kutatási ágazatnak?
– A magyar biofizika természetesen jóval a társaság megalakulása előtt is létezett, de a korábbi körülmények nem kívánták meg a szervezett formában történő megjelenést. Ötven évvel ezelőtt jól megfért egy társaságban – a Magyar Élettani Társaságban – a biokémia, a biofizika, a genetika, a biológia és a fiziológia. A tudományos közösség bővülése hozta magával az új, szűkebb szakmai szervezetek létrehozásának szükségét. Miután több, kifejezetten biofizikai karakterű kutatócsoport működött az országban, sőt Pécsen Ernst Jenő Biofizikai Tanszék néven szervezett tudományos iskolát, magától értetődő volt, hogy ez a közösség, rögtön azután, hogy 1960-ban létrejött az International Union of Pure and Applied Biophysics (IUPAB), megalakította a Magyar Tudományos Akadémia kebelében a Magyar Biofizikai Társaságot. Ernst Jenő és Tigyi József alapítóknak köszönhetően így a világ egyik legelső ilyen társaságával büszkélkedhetünk, s Európában csak a Brit Biofizikai Társaság jött létre – s az is csupán néhány hónappal – korábban, mint a magyar. A visszaemlékezést megkönnyíti, hogy 1961-ben, amikor Debrecenben, fizikusként a diplomamunkámat készítettem az MTA Atommagkutató Intézetében, kezdtem egyre inkább érdeklődni a komplex, vagyis élő rendszerek fizikája iránt. Környezetemben is volt néhány kutató, aki bábáskodott az MBFT születése körül, így figyelemmel kísértem az eseményt és részt vehettem a társaság második, debreceni vándorgyűlésén 1962-ben. Akkor lettem biofizikus, és tevékenységem alapján azóta is annak tartom magam. A társaság alapításkori alapszabályát átnézve, megnyugvással látom, hogy a mai napig annak szellemében működünk, s a társaság pozitív mérleggel tud elszámolni az eltelt ötven évvel. A biofizika Magyarországon virágzó és nemzetközileg elismert tudományág, amely súlyának megfelelően van képviselve az egyetemi oktatásban, a tudományos eredményekben, az Akadémia tagjai sorában, nemzetközi szervezetekben, s mindenhol, ahol ezt e tudomány jellege megkívánja. A társaság létszámában gyarapszik, koreloszlása optimizmusra ad okot a jövőt illetően.
A Magyar Biofizikai Társaság esetében az idő igazolta az alapítókat, és igazolja a közreműködőket, a jelen tagságot is. Jókor, jól indítottak útnak bennünket, s az utódok rendre jól sáfárkodtak a rájuk bízott értékekkel. Nyilvánvaló, hogy társaságunknak van létjogosultsága és van jövője.

Mit értettek ötven éve biofizikán, és mit jelent most ez a tudományág?
– A biofizika mint tudományterület határait soha nem jelölték ki élesen. Ma sem tesszük. Ez egy befogadó közösség, ahol mindenki otthonra talál, aki biofizikusnak vallja magát és munkája kielégíti a tudományosság szigorú követelményeit. A természettudományok és benne a biofizika sokat fejlődtek az elmúlt fél évszázadban, s a molekuláris megközelítés előtérbe került a klasszikus komplex élő rendszereket leíró területek mellett. Tekinthetjük ezt úgy is, hogy a kezdeti rendszer szintű megfigyelések ma már a molekulák és részecskék világában fellelt törvényszerűségek alapján nyernek mechanisztikus, tudományos magyarázatot. Ez tudásunk bővülésének és a mérőeszközök fejlődésének köszönhető. A szemlélet és a tudományág önmeghatározása szempontjából fontos szerepe van annak, ahogy a biofizika művelésének kerete változott az idők során. Kezdetben az orvosképzésben és az orvostudományban kapott helyet a fizikai szemlélet, s kerültek alkalmazásra egyértelműen fizikai módszerek. Az orvostudományi karokon alakultak meg az orvos-fizikai intézetek, és ezek elsősorban a sugárfizika és mechanika eszköztárához nyúltak. Átértékelve és megújulva, ezek a kérdések ma is „forró területeket” jelentenek a biofizikai kutatásokban – gondoljunk a modern képalkotó eljárásokra (NMR, röntgen tomográfia), a korszerű, precíz sugárterápiás eszközökre, amelyekre a mai a modern diagnosztika és a gyógyítás épül. Ezek mind a biofizikusok és orvosok együttműködéséből születtek. Ma már elképzelhetetlen korszerű élettudományi kutatómunka a fizika eszköztára és elveinek alkalmazása nélkül. Megjelentek és fejlődnek a biofizikai tanszékek az egyetemek természettudományi karain is. S akkor még nem esett szó a bio-nano technológiáról, a molekuláris méretű, biológiai alapú szenzorokról, a korrekciós orvostudományban egyre terjedő protézisekről és bioszenzorokról. Ezeken a területeken a biofizika összefonódik a technológiával és a műszaki tudományokkal is.

A 21. század húzóágazataként szokták emlegetni a na­no­technológiát. Mit ad a nanotechnológiának a biofizika és milyen megoldásokat vár el attól?
– Az élő szervezetek valójában nanotechnológiát alkalmaznak, alulról építkeznek. Bennünk fehérjékből és nukleinsavakból felépülő molekuláris gépezetek működnek. Itt van tehát az orrunk előtt egy, a négymilliárd éves evolúció során tökéletesedett, kiválóan működő nanotechnológia. Van honnan ellesnünk az alapvető szerveződési és működési elveket. Az élő szervezetekben található „nanogépezetek” szerkezeti és funkcionális tulajdonságainak megértésében meghatározó szerepet játszik a biofizika. A nanotechnológiának a biofizika számos olyan módszert (például atomerő mikroszkópia) köszönhet, amelyek lehetővé teszik a biológiai rendszerek molekuláris szintű vizsgálatát. A nanotechnológia által létrehozott újfajta anyagokat (funkcionális nanorészecskék, szén nanocsövek, mikro- és nanochipek) is széles körben alkalmazzák a modern technológiákban. A mikrofluidika, „lab on a chip” technológia egyre szélesebb alkalmazásra lel a high-tech iparágakban. A nanotudományokban éppen azt érzem különlegesnek, hogy találkozási pontot jelentenek a fő természettudományos területek között. A nanotudományok területén működő kutatók között ezért egy különleges párbeszéd, közös, termékeny gondolkodás zajlik. Fontos hangsúlyozni, hogy a nanotudomány akkor lesz nanotechnológia, ha megbízható, reprodukálható módon képes termékek előállítására, ám ezen a területen még sokat kell fejlődni. A biofizika rendkívül fontos szerepet játszik a nanotudományok, nanotechnológia alakulásában, talán éppen amiatt, mert az egyik legjelentősebb interdiszciplináris tudomány. A biofizika elsősorban különleges módszerek fejlesztésével és a fizikai modellépítésre való törekvésével segíti legmarkánsabban a nanotechnológia fejlődését.

Graféncső

Hol a helye Európának a nemzetközi versenyben? Itt is igaz az, hogy a vén kontinens lemaradt az Egyesült Államok és több távol-keleti ország mögött?
– Nem szeretem ezt a fajta szembeállítást. A gazdasági és pénzügyi területhez hasonlóan, igazság szerint már azt megelőzően, a természettudomány globalizálódott. Az amerikai és a távol-keleti sikerekből Európa is profitál vagy legalábbis profitálhat, ha rendelkezik megfelelő tudással és infrastruktúrával. Én a biofizika tudományának művelésében és új elvi eredmények feltárásában nem látok aggasztó lemaradást. A különbség elsősorban a kutatási eredmények hasznosításának hatásfokában és sebességében van. Ennek elsősorban szemléleti, magatartásbeli okai vannak. A hasznosításnak nincsenek meg a hatékony társadalmi keretei. Európában mindenekelőtt az új eredményekre „vadászó” kockázatitőke-befektetők és a bármi áron meggazdagodni akaró, kockázatvállaló kutatók száma nem elegendő.

Hol áll a nemzetközi versenyben a magyar biofizika?
– Nem áll rosszul, különösen nem, ha a hasonló méretű és fejlettségű országokkal vetjük össze. Vannak területek, amelyeken a magyarok nemcsak állják a versenyt, hanem eredményeik meghatározóak a tudomány fejlődése szempontjából. Feltétlenül ezek közé tartozik az izom- és citoszkeletális biofizika, a fotobiofizika és a szerkezeti biológia. Hozzáteszem azonban, hogy jómagam a biofizikát és a természettudományt nem a hagyományos értelemben vett versenypályának képzelem el. Mint a tudomány más területein, itt is elsősorban együttműködésre épül a kutatás, és mi sikeres nemzetközi biofizikai együttműködésekkel büszkélkedhetünk.

Hol folynak az országban nemzetközileg is jelentős biofizikai kutatások?
– Sok nemzetközileg is versenyképes biofizikai iskola működik az országban, ezért mindig nehéz konkrét felsorolásba kezdeni, mert egy ilyen felsorolás nem terjedhet ki mindenre, amit fontosnak tartok. Ugyanakkor a felsorolás hasznos, mert megmutatja a magyar biofizika sokoldalúságát akkor is, ha néhány terület és kutatócsoport kimarad. A Szegedi Biológiai Központ mindenképpen az élre kívánkozik. Keszthelyi Lajos örökségét tovább víve, Ormos Pál körül ultragyors spektroszkópia laboratórium jött létre. Ez a csoport az utóbbi években az egyre nagyobb gyakorlati jelentőségű mikrofluidika területén is úttörő munkát végez. Ez a technológia lehetővé teszi egy egész diagnosztikai laboratórium elhelyezését egy mikrochipen, közvetlenül a betegágy mellé hozva a laboratóriumi diagnosztikát. Az ugyancsak Szegeden dolgozó Garab Győző laboratóriumát is meg kell említeni, ahol a mesterséges fotoszintetikus fénybegyűjtő antennával kapcsolatos kutatások hoztak nemzetközi sikert. Különösen sikeres membrán biofizikai kutatások folynak Debrecenben, ahol a Damjanovich Sándor teremtette műhelyben Szöllősi János és Mátyus László értek el újabb eredményeket.
A nano-biotechnológiában Veszprémben Vonderviszt Ferenc iskoláját, Budapesten a SOTE-n Kellermayer Miklós tanszékét, a Természettudományi Kutatóközpontban pedig Bársony István környezetét kell megemlíteni mint sikeres biofizikai kutatóhelyet. Nem maradhat említés nélkül a magyar sugárbiofizika. Ezen a tradicionális területen nagy szolgálatot tesz az országnak az ilyen jellegű egészségügyi, nemzetbiztonsági és ipari feladatok megoldásában a Sugárbiológiai és Sugáregészségügyi Kutató Intézet.

A hazai biofizika eredményei között szokás emlegetni az itthon kifejlesztett analitikai ultracentrifugát, amely az egész világon sikert aratott. Más eszközt is fel tudunk mutatni?
– Szerencsére nem csak a régi dicsőségről beszélhetünk, a Szegedi Biológiai Központban Groma Géza olyan ultragyors spektroszkópiai laboratóriumot alakított ki, amely a femtobiológiai mérések lehetőségét nyitotta meg. Ugyancsak itt fejlesztette ki Garab Győző a differenciál polarizációs lézersugár-pásztázó mikroszkópot, amely nemzetközi innovációs kiállításokon kapott aranyérmet. A biofizika területén is vannak egyéb új fejlesztések, találmányok, hazai kidolgozású módszerek és műszerek. Ezek között hadd említsek meg egyet: a multifoton mikroszkópiában egy fiatal magyar orvos-fizikus, Rózsa Balázs csoportja ért el igen jelentős fejlesztési eredményeket. Az általa alapított vállalkozás, a Femtonics, immár a világ számos országába szállít saját fejlesztésű és gyártású multifoton mikroszkópokat, amelyek nemcsak a modern biofizika, hanem a neurofiziológia és más biológiai területek fontos eszközeivé váltak.

„Lab on a chip” technológia

Ha már eszközökről beszélünk, köztudott, hogy a kísérletes természettudomány nem lehet versenyképes modern berendezések nélkül. Professzor úr milyennek látja a hazai kutatóhelyek műszerezettségét?
– Az utóbbi években a magyar tudomány – anyagi okokból – nem tartott lépést a világ egyre gyorsuló fejlődésével a műszerek területén. Az eszközállomány nagy része az egyetemeken és a kutatóintézetekben elavult. Természetesen vannak kivételek és jól felszerelt szigetek. De az egész állományra az elavultság jellemző. Talán most az Akadémia elnöke, Pálinkás József határozott fellépése némi változást hoz e téren. Az első jeleket, az új infrastrukturális akadémiai pályázat formájában már látjuk. Reméljük, lesz folytatás is. Hagyományosan a laboratórium műszerezettségét tartják az egyik legfontosabb tényezőnek a tudományos kutatásban. Úgy vélem azonban, hogy ennél sokkal fontosabb maga a kutató, aki képes használni, alkalmazni a kifinomult műszerparkot. Mellesleg egy jól képzett tudományos kutatócsoport fenntartása ma már jóval több anyagi ráfordítást igényel, mint maga az eszközpark. El kell szakadni attól a hazánkban sajnos kialakult rossz szokástól, hogy a műszer képviseli az értéket, amelyet óvni kell a nem beavatott felhasználóktól. Emiatt valójában sok jó műszer van, alacsony kihasználtsággal. Az új beszerzések mellett arra is kell ügyelnünk, hogy legyen megfelelő számú kiművelt emberfő, akik alkotó és termékeny módon tudják a műszerparkot kihasználni.

Az agyelszívás alól a magyar biofizikusok sem lehetnek kivételek. Az Akadémia Lendület Programja számukra kínál olyan feltételeket, hogy visszatérjenek a szülőföldjükre?
– Nagy örömmel fogadta a biofizikus közösség és magam is a Lendület Program útnak indítását. Sokat jelent az agyelszívás kivédésében, de természetesen az alaphelyzetet, a hazai tudományos élet sok évtizedes és a társadalom mélyében eredő problémáit nem oldja meg. Arra mindenesetre jó, hogy a programnak köszönhetően néhány tehetséges kutató hazatér vagy itt marad, s arra is alkalmas, hogy bizonyos abszurditásokat, a kutatók életkörülményeivel és munka­lehetőségével kapcsolatban felszínre hoz.

A biofizika területén is vannak konkrét példák. Ilyen az, hogy Galajda Péter, aki baktériumok kollektív viselkedésével foglalkozik, hazatért az SzBK-ba és Horváth Róbert külföldön kezdett, általam jelentősnek ítélt, nano-biotechniológiai jellegű kutató-fejlesztő munkáját folytathatja itthon az MTA Természettudományi Kutatóközpontjában.

A tavaly augusztusi kongresszuson a kémiai Nobel-díjas izraeli Ada Yonath a riboszómák, a fehérjék sejten belüli felépítésében döntő szerepet játszó anyag szerkezetéről beszélt. Ennek apropóján azt is mondta, hogy most jutott odáig a tudományos világ, most állnak rendelkezésre olyan szerkezetfeltáró eszközök, melyekkel megismerhetjük a molekulák legfinomabb részleteit, a kapcsolódási pontok ismeretében részben módosítani tudjuk a sejtek működését, többet megértünk a kóros állapotokról, például a daganatképződés jelátviteli mechanizmusai­ról. Mit gondol erről a lehetőségről? Nem tart attól, hogy ahogy az őssejtekkel kapcsolatos kutatások során felmerültek etikai aggályok, úgy a „molekulaszabászat” is kiválthatja a politika vagy az egyházak ellenkezését?
– Az Ada Yonath által bemutatott szerkezeti biológiai eredmények valóban fontos biofizikai sikerekre, módszertani fejlesztésekre épülnek. Attól azonban még messze vagyunk, hogy az élő sejt belsejében is pontosan érzékeljük a molekulák pontos helyzetét és főleg dinamikáját, azaz hogy egy adott időpillanatban éppen milyen állapotban vannak, mit is csinálnak. Az életet jómagam tisztelem és védem, ezért én sem tartom elfogadhatónak azt a kutatást, amely az emberi élet bármilyen veszélyeztetésével jár. Úgy gondolom, hogy a molekuláris genetikai beavatkozások lehetősége miatt kialakult esetleges vitás pontok hosszú távon mindenképpen feloldhatóak. Meggyőződésem, hogy az egyházak is az igazság keresői és védelmezői, ezért megfelelő dialógussal, megértésre törekvéssel és az emberi élet minden körülmények között való védelmével közös álláspontok kereshetőek. A politika azonban érdekérvényesítésre épül. Ha a politika is rájön arra, hogy az igazság keresése, tisztelete és védelme az emberiség és minden lokális közösség legjobb hosszú távú érdeke, akkor úgy vélem, hogy a politikummal való együttműködés is problémamentes lesz.

A biofizika lenyűgöző eredményekkel szolgált az elmúlt évtizedekben, éppen ezért kérdezem, hogy milyennek látja a tudományág hazai jelenét és jövőjét?
– Világéletemben optimista voltam: szeretem a jelent és hiszek a jobb jövőben. Mivel a biofizika területén tevékenykedem és ezt itthon tettem és teszem – egyéb lehe­tő­ségeim mellett és ellenére –, ezzel, azt hi­­szem, véleményt is mondtam. A magyar biofizika megítélésem szerint egy kicsit jobb, mint általában a dolgok Magyaror­szá­gon, és jövője is van, ami nem független attól, hogy miként alakul az ország erkölcsi és anyagi helyzete a jövőben. Ez nagyrészt attól függ, lesznek-e rátermett és elkötelezett emberek elegendő számban, akik képesek az ország és benne a biofizika felemelésére. Ha körülnézek, a hazai biofizikában számos ilyen fiatalembert látok, remélem, ott is vannak ilyenek, ahova az én szemem nem lát el.•

 
Innotéka