„Meet the scientist” esemény a Toldy Ferenc Gimnáziumban
9 perc olvasás
A „Meet the scientist" programsorozat aktuális rendezvénye 2014. február 26-án zajlott a budapesti Toldy Ferenc Gimnáziumban. Az ismert rendezvénysor 2010-es indítója az Amerikai Egyesült Államok budapesti Nagykövetsége, ill. az USA Külügyminisztériuma, együttműködő partnere a Magyar Fulbright Bizottság, lebonyolítója a Magyar Innovációs Szövetség (MISZ).
A „Meet the scientist" programsorozat aktuális rendezvénye 2014. február 26-án zajlott a budapesti Toldy Ferenc Gimnáziumban. Az ismert rendezvénysor 2010-es indítója az Amerikai Egyesült Államok budapesti Nagykövetsége, ill. az USA Külügyminisztériuma, együttműködő partnere a Magyar Fulbright Bizottság, lebonyolítója a Magyar Innovációs Szövetség (MISZ).
A program célja a műszaki és természettudományok, ill. az amerikai tanulmányi lehetőségek népszerűsítése magyar középiskolások körében. A program az idei tanévben összesen kilenc (fővárosi és vidéki) középiskolában folytatódik.
Porogi András, a sok neves személyiséget útnak indító, 160 éve alapított iskola igazgatója üdvözölte a vendégeket és az érdeklődő diákokat, majd átadta a szót az Amerikai Nagykövetség kapcsolatépítésért felelős (PA, public affairs) igazgatójának, Karyn Posner-Mullen úrnak, aki a program további támogatásáról biztosította a megjelenteket.
Dr. Sarkadi Balázs, az MTA doktora, biológus, az Országos Vérellátó Szolgálat kutatója, korábbi Fulbright-ösztöndíjas Sejtek – őssejtek dióhéjban címmel tartott előadást.
Az előadó utalt rá, sokan tanulnak ma már mélyebb megközelítésben kémiát, biológiát, ezen belül sejtbiológiát, esetleg genetikát is, kialakulhatott egy kép ezekről a tudományágakról, de érdemes rávilágítani arra is, mi az amit nem tudunk.
Tudjuk, hogy legkülönbözőbb sejtjeink életü(n)kben alakulnak, osztódnak, (feladatra) differenciálódnak, felveszik sajátos szöveti, szervi formájukat, de hogy ezek a sejtek azt honnan tudják, hogy melyiküknek mivé kell alakulni, arról kevés ismeretünk van. Ismerjük a genetikának azon alapjait, hogy minden egyes sejtünkben a sejtmagban, feltekeredett formában, a teljes genetikai a teljes genetikai információ benne van. Tehát, elvileg minden egyes sejtünkből lehetne akár egy egész ember, egy egész élőlény, de ez a lehetőség valamilyen okból szigorúan korlátozva van. Azokat a különleges sejteket, amelyeknek mégis szabad akármilyen szövetet, akármilyen sejtet létrehozni, azokat nevezzük őssejteknek. A genetikai információ lefordítódik, a DNS-ből RNS keletkezik, az RNS-ből fehérjék, ezek elutaznak a legkülönbözőbb területekre, a sejt arra a formára alakul, amilyenre szükség van szervezetünkben.
Erről a genetikáról most már nagyon sokat tudunk. A 2000-es évek elejére a teljes emberi genom ismertté vált.Ez három milliárd bázispárt jelent, ami a DNS-ben feltekeredve jelen van, ezek pontos sorrendjét tulajdonképpen már ismerjük. Az viszont kiderült, hogy ezek 95%-áról fogalmunk sincs, hogy mire való, mert abban nem gének vannak. Valamit szabályoznak, de hogy mit, arról keveset tudunk.
A gének kifejeződése adja meg az egyes sejtnek a formáját, működését. Ez a kifejeződés nagyon szigorúan szabályozott. A genetikának új korszaka indult el, amit epigenetikának nevezünk. (http://hu.wikipedia.org/wiki/Epigenetika ) A gének egyes szakaszaihoz különböző fehérjék kapcsolódnak, azok határozzák meg, hogy egy-egy szakasz, egy-egy gén, az adott sejtben hogyan fog kifejeződni, megjelenni, milyen fehérjék fognak elkészülni, s így végül az egész sejt hogyan fog hatni. Tehát, hiába ismerjük a teljes bázis sorrendet, a DNS alapsorrendet, nagy részéről fogalmunk sincs, mire való, de azt sem tudjuk, hogyan szabályozza ennek a megjelenése, hogyan fordítja le a sejt ezt az üzenetet. Ez az a bizonyos epigenetika, ami ma nagyon sok kutatót izgat, s amiről keveset tudunk. Tudunk néhány fehérjéről, hogy ezek hogyan szabályoznak, vannak elképzeléseink arról, hogy mi történik a DNS osztódása, javítása során, majd kifejeződése során, de hogy melyik sejt honnan tudja, hogy mit kell szabályozni, az ma is rejtély.
Annak idején az első emberi DNS sorrendjének megállapítása 15 évig tartott. Belekerült pár milliárd dollárba.
Az interneten ma napi hirdetés szól arról, hogy egy nap alatt megállapítják valakinek a teljes genomját 2 ezer dollárért. Megkaphatja valaki saját, teljes szekvenciáját, de ezzel semmit sem ér, mert ebből nem tudja meg, hogy a sejtjei hogyan működnek. A mintából alapvető hibák, mutációk kiderülhetnek, de hogy az egész hogyan működik, az nem.
Mára ott tartunk, hogy az epigenetika lenne igazán fontos, azaz, mi szabályozza ezeknek a géneknek a megjelenését. Ehhez kapcsolódóan, az orvoslásban és biológiában kiderítették, hogy vannak olyan sejtjeink, amelyek nincsenek így korlátozva. Ezek közé tartozik a női petesejt és a hím ivarsejt, amelyek egyesülésekor kialakul az igazi, mindent-tudó őssejt. Ebből egy egész ember kialakulhat, s ez még igaz az első néhány osztódása utáni helyzetre is, minden egyes sejtből a teljes ember kialakulhat. Ez a sejt még mindent tud és mindent szabad neki.
Utána jön a korlátozódás, már az embrió egyedfejlődése során egy-egy sejtnek egyre kevesebbet szabad tudnia, és egyre kevesebb sejtté szabad válnia. A korai embriókból (állatokból és emberekből is) kinyerhetünk olyan sejteket, amelyek laboratóriumban tenyészthetők, s megtartják ezt az őssejt tulajdonságot, ezeket hívjuk pluripotens őssejteknek. Nagyon sok mindent tudnak, gyakorlatilag valamennyi szövetünket, sejtünket létre tudják hozni. Ezekkel már kísérletezni is tudunk, az igazi legnagyobb őssejt a strucc-tojás, ez is egy megtermékenyített őssejt, egy egész strucc létrejöhet belőle. Ma már a laboratóriumban ki is tudunk tenyészteni ilyen pluripotens emberi őssejteket. Ezek a sejtek még mutatják az őssejt jelleget, még mindenféle sejt lehet belőlük. Nagyon nehéz őket ilyen formában megtartani, szeretnének differenciálódni valamilyen irányban. A laboratóriumban ilyen formában létrehozhatók emberi ideg, szívizom, stb. sejtek, ezekből az őssejtekből. Azt kéne megtudnunk, mi is történik ilyenkor, mi szab határt a mindent-tudó őssejt szabad választásainak a célzott szöveteknél. Sokáig azt gondoltuk, ez a korlátozódás folyamatosan történik és visszafelé már nem lehetséges, egy bőrsejt, izomsejt már soha sem lesz őssejt, nem szabad azzá lenni, mert akár daganat is keletkezhet belőle, ez veszélyes a szervezet számára.
Mára kiderült, ez sem így van. Adott körülmények között, a laboratóriumban visszafordítható ez a folyamat, egy szöveti sejtből, pl. egy bőrsejtből megint létre lehet hozni egy mindent-tudó őssejtet, s ezután megin tel lehet indítani differenciálódási folyamatát. Ezt a csodálatos lehetőséget egy japán, Yamaha nevű kutató fedezte fel, s génmutált pluripotenciának nevezte el, Nobel díjat kapott eredményeiért.
Mi lehet ennek a folyamatnak a magyarázata? Ezt az egész epigenetikai szabályozást tudjuk visszavinni az őssejt állapotba, amikor még nem szabályozott a változás lehetősége. A folyamatot létre tudjuk hozni, de nem igazán tudjuk, hogy hogyan megy végbe, hogy pontosan mi történik a sejtben. Ma az egyik legizgalmasabb kérdés, hogyan lehet ezt az epigenetikus memóriát törölni, mint egy számítógépben. Izgalmas téma ma ez a sejtbiológiában és az őssejt-kutatásban, hogy mit szabad és mit nem szabad tudniuk a sejteknek. Azt reméljük, hogy az őssejtek alkalmasak lesznek szövetek, szervek helyreállítására.
Ma egyesek beültetnek őssejtet mindenféle gyógyító és pénzkeresési szándékkal, s inkább csak baj lesz belőle, mert nem igazán tudjuk, hogyan fog beilleszkedni, javítani fog-e vagy sem…Az őssejt-gyógyászat nagyon izgalmas új terület, de nagyon veszélyes is.
A gyakorlatban be tudunk vinni a kiválasztott sejtekbe az őssejtekre jellemző géneket, olyan jellemző fehérjéket, amelyeket az őssejtek termelnek, ez mondja meg a sejtnek, hogy ő őssejt legyen. Ezeknek a géneknek az aktivált formáit be tudjuk vinni pl. egy bőrsejtbe, s az ilyenkor azt hiszi, hogy ő őssejt és letörli az összes többi, fontos fehérjének a kifejeződését és visszamegy egy őssejt állapotba. Ez az eljárás az első technológiák közé tartozik, de mindez nagyon bonyolult manipulációval zajlik, s nagyon kevés őssejt keletkezik belőle, minden tízezredik lesz ilyen sejt. Naponta jelennek meg azonban ennél fejlettebb, újabb technikák. Visszaprogramozást illetően, a közelmúltban jelent meg hír arról, hogy ha ilyen őssejteket Ph 5, Ph 6 jellegű savanyú oldatba helyezünk, s rázogatjuk egy ideig, akkor nagy részük elpusztul, de a túlélők nagy részéből őssejt lesz. A valószínű magyarázat; a csaknem halálos sejt-stressz törli a sejt memóriáját, de az alapok megmaradnak.
Csontvelő átültetéskor is az őssejtek tapadnak meg, s hozzák létre újra az egész vérképző rendszert. Ez már húsz éve alkalmazott technológia.
Érképzés és porcképzés irányába is zajlanak őssejt kutatások, de ezek nagy óvatosságot igényelnek, mert daganatos szövetek kialakulásának veszélye is fennáll.
A köldökzsinór vérben rengeteg őssejt van, elsősorban vérképző típusú, ezért csontvelő átültetésnél alkalmazható,
de tudnivaló, saját célra nem érdemes saját köldökzsinór vért tartalékolni, inkább közösségi őssejt bankokban szokás ezt eltárolni, ez a jövő.
A DNS-ben lévő ismeretlen célú szekvenciák valószínűleg evolúciós tartalékot jelentenek, vagy epigenetikus szabályzásban játszhatnak szerepet, ill. elhalt vírus-részek, DNS-darabok, amelyek már nem működnek. Az ember kb. 150 ezer vírus-génnel van tele. Ezt az emberi genom valószínűleg evolúciós tartalékként használja, szabályzó megoldásként. Ezen DNS darabok 50%-a vírus-gén, s egyszer, ha az evolúció számára hasznos dolgot produkálhatnak, akkor felhasználásra is kerülhetnek. Rák kialakulásában ezek nem játszhatnak szerepet, azért elsősorban a saját többszörös génhibáink, mutációink felelősek; ráknál ezek egyike elszabadítja az osztódást, a másik pedig meggátolja a gátlódást.
Az előadást követően a Csodák Palotája munkatársa látványos kísérleteket mutatott be a fiataloknak.
http://www.meetthescientist.hu/eloadasok/2014_02_26_sarkadi.pdf
Harmat Lajos
