A MAGYAR BIOFIZIKAI TÁRSASÁG XVII. VÁNDORGYŰLÉSE
Debrecen, 1995. július 2-5.

A Magyar Biofizikai Társaság szokásos, kétévenként megrendezésre kerülő vándorgyűlésének szervezési munkáit a Debreceni Orvostudományi Egyetem PET Centrumának kollektívája vállalta Trón Lajos, Márián Teréz és Emri Miklós irányításával. A vándorgyűlés célja - a korábbi években tartott eseményekhez hasonlóan - most is az volt, hogy a résztvevők megismerjék a különböző hazai műhelyekben folyó biofizikai kutatások újabb eredményeit, tudományos munkájuk részleteit egymással megvitassák, segítve ezzel önmaguk és az egész tudományág fejlődését. Magyarország biofizikával foglalkozó kutatói közül körülbelül 130-an jelentek meg a vándorgyűlésen. A debreceni kutatók népes táborral képviseltették magukat a DOTE különböző intézeteiből. A szegedi biofizikusok többnyire az S2BK intézeteiből és a JATE Biofizikai Intézetéből, Pécsről a Pécsi Orvostudományi Egyetemről, a budapesti Orvostudományi Egyetemről, főleg a Biofizikai Intézetből jelentkeztek, egy kutató érkezett az Élettani Intézetből. A fenti nagyobb létszámú csoportokon kívül, a témakör határterületi jellegének megfelelően megjelentek kutatók az Országos Sugárbiológiai és Sugáregészségügyi Kutató Intézetből, a Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetemről, az Országos Hematológiai Vértranszfúziós és Immunológiai Intézetből, az ELTE tanszékeiről, az MTA kutatóintézeteiből, az MH KÖKKI Kórélettani Kutató Osztályáról, a GAMF Műszaki Főiskoláról és a Pannon Agrártudományi Egyetemről is. Az egyes intézetek nemzetközi kapcsolatai révén - mint az előadások, illetve poszterek társszerzői - külföldi (belga, holland, német, olasz, svéd, ukrán, amerikai és japán) kollegáink is képviseltették magukat. A konferenciára összesen 40 előadást és 50 posztert jelentettek be.

A vándorgyűlést július 2-án este nyitotta meg Debrecen város polgármestere és a Debreceni Orvostudományi Egyetem rektorhelyettese a DOTE-n.

A konferencia nyitó előadását a Magyar Biofizikai Társaság elnöke, Keszthelyi Lajos tartotta. Előadásában a biomolekulák aszimmetriájának eredetével foglalkozott, feltéve a kérdést: egységes-e az élő és élettelen világ aszimmetriája és mivel magyarázható világunknak ez a - Pasteur által már 1860-ban felfedezett- tulajdonsága? Okozhatja-e a mindenütt jelenlévő gyenge kölcsönhatás, amely (mint 1956-ban kiderült) aszimmetrikus fizikai kölcsönhatás, vagy a királis aminosav- és cukormolekulák L és D izomerjeinek az élő szervezetekben talált eloszlása (csak L aminosav és csak D cukor) a kémiai evolúció során bekövetkezett véletlen jelenség eredménye, melyet az élő szervezet folyamatosan reprodukál, nem hagyva esélyt a racemizáció során bekövetkező, szimmetriára vezető kémiai folyamatoknak. Ez az elmélet magában hordozza azt a feltételezést is, hogy az élettelen anyagból az élő rendszer nagyon rövid idő alatt, a racemizáció idejénél sokkal gyorsabban alakult ki. Természetesen időtartama annak is függvénye, hogy az élet aminosav vagy ribonukleinsav alapon jött-e létre, hiszen az aminosavak és az RNS-ben található cukrok - melyek e fontos molekula aszimmetriáját okozzák - racemizációs folyamata nem azonos sebességű, a cukrok esetében ez az átalakulás sokkal rövidebb idő alatt megy végbe. A kérdés még nyitott, elméletek mindkét elgondolás mellett állnak, de a bizonyítás még várat magára.

Molekuláris és szupramolekuláris rendszerek tanulmányozása: Az élő szervezetek alapegységei molekulák, illetve az azok kölcsönhatásai révén kialakuló szupramolekuláris rendszerek, melyeknek kémiai felépítése és szerkezete alapvetően meghatározza fizikai tulajdonságaikat (dipólusmomentum, optikai gerjeszthetőség, emisszió képesség, stabilitás, mágneses tulajdonságok stb.) és ilyen módon a biológiai folyamatokban betöltött szerepét. A biofizika e tudományterületével foglalkozó kutatók éppen ezeket a fizikai paramétereket próbálják különféle biológiai rendszerekben kulcsfontosságú molekulák esetén meghatározni, segítve ezzel a biológiai folyamat molekuláris szintű mechanizmusának megfejtését. Az utóbbi időben, a technikai eszközök fejlődésének köszönhetően, lehetőség van a statikus megközelítési módok mellett olyan kísérletek végzésére is, melyek a molekulák dinamikai tulajdonságaira is szolgáltatnak adatokat.

A fényenergia egyes lépéseinek felderítése érdekében a fotoszintézist végző rendszerekből (baktériumok, növények tilakoid, illetve etioplasztisz membránja) nyert fehérje komplexeket különböző módon kezelik (például a pH megváltoztatása, ligandum vagy oldallánc helyettesítés, aminosav sorrend felcserélése, különböző energiájú fénnyel való besugárzás, pontmutáció létrehozása stb.). Az eredeti és a módosított rendszerrel végzett mérések eredményeit tanulmányozva képet alkothatunk a fotoszintézis lefutását befolyásoló fizikai tényezőkről, és ezek ismeretében a mechanizmus részleteiről. Igen érdekes, és molekuláris részleteiben még nem teljesen ismert a kémiai energia mechanikai energiává alakítása az izomműködés során. Molekuláris szintű kutatások folynak a miozin és alegységei funkciójának, illetve az ATP kölcsönhatás részleteinek tisztázására.

A különböző energiák átalakulási folyamatai mellett, a biológiai struktúrákban az energia vezetése, terjedése is központi kérdés a rendszer működése, a biológiai funkció ellátása szempontjából. A molekuláris rendszereket vizsgáló kutatók másik csoportja az energiaátadást követő reakciók mechanizmusát, kinetikáját vizsgálja. Ilyen például bizonyos membránfehérjék (bakteriorodopszin illetve halorodopszin) fotoindukált konformáció változásának követése, kinetikájának feltérképezése. Az élő szervezetben (tilakoid membrán) a természetes vagy mesterséges eredetű stressz károsító hatását is tanulmányozzák, mérve a stressznek kitett rendszerben keletkező szabad gyökök mennyiségét. A fluoreszcencia élettartam mérések információ tartalma is felhasználható különböző fehérjék (például humán szérumalbumin) szerkezetének vizsgálatára, figyelembe véve, hogy atriptofán-fluoreszcencia lecsengésének ideje nagy mértékben függ a triptofán környezetében lévő aminosavaktól és azok elrendeződésétől, a hőmérséklet függés vizsgálatokból pedig fotoindukált relaxáció esetleges szerepére is fény derülhet.

A környezetvédelemmel kapcsolatos biofizikai kérdések most kaptak először önálló szekciót. A biofizikával foglalkozó kutatóknak óriási szerepe van az ok-okozati viszonyok felderítésében, a környezeti hatás természetének vizsgálatában és a mérési elvek és technikák kidolgozásában egyaránt. A kutatók egy csoportja - a napjainkban egyre inkább az érdeklődés középpontjába kerülő-ultra ibolya sugárzást tanulmányozza. Az UV sugárzásnak különösen a 280 - 320 nm-es tartománya (UV-B) veszélyes az élő világra, s a sztratoszferikus ózonréteg csökkenésének következtében várható, hogy ez a tartomány növekvő mennyiségben jut a Föld felszínére. Fontos tehát az UV-B sugárzás biológiai hatásának ismerete, a hatás kvantitatív jellemzése, és a biológiailag hatásos UV dózis mérése. A másik csoport tudományos érdeklődését a radioaktív sugárzásokkal kapcsolatos kérdések kötik le. A bioszférát érő radioaktív sugárzás forrása lehet napjainkban - az állandóan jelenlévő háttérsugárzás mellett - az atomerőművek által a légtérbe kibocsátott radioaktív bomlástermék (¹⁴C, ³H, ⁸⁵Kr, ³⁹Ar), illetve a nem megfelelően tárolt radioaktív hulladék. A radioaktív sugárzás minimális szinten tartása érdekében ismernünk kell azokat a folyamatokat, melyek segítségével a radioaktív izotópok légkörbe jutását megakadályozzuk, olyan méréstechnikával kell rendelkezni, mely alkalmas a kibocsátás kis mennyiség változásait érzékenyen követni, hogy az esetleges beavatkozásra időben kerülhessen sor. A hazai atomerőmű ilyen jellegű kérdéseivel foglalkozó kutatók megnyugtató helyzetről számolhattak be. Tisztában kell lenni mindazon korróziós folyamatokkal akár mikroorganizmusok által indukáltakkal is -, melyek a radioaktív hulladék tároló tartályok anyagában változást okozhatnak és így előidézhetik a radionuklidok mobilizációját.

Az ionizáló sugárzások alkalmazási lehetőségei és az alkalmazás feltételei. Az ionizáló sugárzások speciális típusait az orvostudomány különböző területein diagnosztikai és terápiás célra régóta alkalmazzák. A debreceni vándorgyűlésen a Pozitron Emissziós Tomográfiai Centrum (Debrecen) munkáját ismertették.

A PET egyike a legfejlettebb in vivo képalkotó eljárásoknak, melyek segítségével szöveti biokémiai és különféle funkcionális biológiai jellemzőket vizsgálhatunk. Az eljárás radiofarmakonjai pozitron kisugárzással bomló izotópokat tartalmaznak (¹⁵O, ¹³N, ¹¹C, ¹⁸F). A rövid felezési idejű izotópok alkalmazása miatt magfizikai gyorsító közelsége is szükséges a működtetéshez. A PET az izotóp bomlását a pozitron elektron-szétsugárzás során keletkező fotonok segítségével, a koincidencia elvét használva detektálja. A szervezetben való eloszlás képi megjelenítése (két vagy három dimenziós) e jelek felhasználásával történik. A PET lehetőséget nyújt az élő rendszerben lejátszódó folyamatok vizsgálatára, funkcionális sajátságok feltérképezésére. Érzékenysége több nagyságrenddel meghaladja a ma alkalmazott egyéb képalkotó eljárások érzékenységét. A jelenlegi vizsgálatok három területen folynak: a szöveti véráramlás tanulmányozása, a szubsztrát metabolizmus követése (agyszövet, szívizom), illetve receptorok például hormon és neurotranszmitter kötőhelyek vizsgálata. Az elhangzott előadásokat kiegészítette a PET Centrumba szervezett látogatás.

Az ioncsatornák kialakulásának, működésének és a membránon keresztül történő jelátviteleknek a kutatása. A sejtek működésének megismerése és megértése elképzelhetetlen a sejtet határoló membrán tulajdonságainak ismerete nélkül. Milyen módon alakulhatnak a sejt anyagcsere folyamatai, milyen hatások idézik elő, és milyen mértékben a sejtmembrán potenciáljának változását? Hogyan hat a sejtmembrán potenciál megváltozása a különböző ionok transzport folyamataira? Milyen szerepe lehet a membránalkotó fehérjéknek az ioncsatornák kialakulásában és funkciójában? Befolyásolható-e, és hogyan a membrán fehérjék működése különböző típusú szubsztrát molekulákkal? Milyen fiziológiai változásokat eredményezhet a sejtek szubsztrát molekulákkal való kezelése? Felhasználható-e az ilyen típusú kezelés patologiás rendszerek esetén? Az előadásokban találkoztunk a fluoreszcens jelzéses koncentráció mérési eljárással, az izotópos nyomjelzés felhasználásával, példákat látunk a fluoreszcens vagy akár a lézer-scanning mikroszkóp, a "patch clamp", illetve "voltage clamp" technikák alkalmazására.

Biofizikai módszerek alkalmazása a sejtanalitika területén: A legújabb technikai eljárások már lehetővé teszik a különféle sejtalkotók, illetve sejtfelszín alkotók topológiai vizsgálatát is a funkcionális vizsgálatok mellett. A sejtfelszíni receptorok donor molekulák hatására bekövetkező topológiai és konformációs változásai követhetőek például speciális fluoreszcencia rezonancia energia transzfer (FRET) módszerekkel (áramlási citometriai változat [FCET], “photobleaching" technika [pFRET]), különösen, ha pásztázó lézer mikroszkóppal kombinálva alkalmazzák. A sejkek szerkezetéről három dimenziós kép állítható elő, ha a lézersugár pásztázó mikroszkóppal a konfokális letapogatás elve alapján készült felvételeket, megfelelő szoftver segítségével, számítógépen jelenítik meg. Ez a módszer elsődlegesen a fluoreszcens festékekkel megjelölhető, vagy saját fluoreszcenciát mutató sejtalkotók tanulmányozására alkalmas. Az 1990-es évek elején kifejlesztett “Atomic Force Microscope" (AFM) alkalmazásával az atomi méreteknek megfelelő felbontás érhető el. Működési elve a minta felszín atomjai és a letapogató tű között kialakuló intermolekuláris erőt használja ki. Roncsolásmentesen vizsgálható segítségével a biológiai struktúrák (lipidek, membránfehérjék, DNS molekula stb.) felülete, akár folyadék réteg alatt is, így a módszernek óriási jelentősége van a topológiai ismeretek bővítésében és a funkció és szerkezet közötti összefüggések vizsgálatában egyaránt.

A fenti témakörök láttán arra következtethetünk, hogy a hazai biofizikai kutató laboratóriumok tudományos érdeklődése a biofizika tudományterületén belül bizonyos mértékig átalakult, megváltozott, a korábbi évekhez viszonyítva. Ez a hangsúlyeltolódás töményszerű velejárója a tudományos haladásnak, hiszen a kutatási folyamatokban feltárt ismeretek, immár a kutatást segítő eszközökké válva, újabb kérdések megválaszolásában lesznek segítségünkre. A műszerparkban bekövetkezett változások hatására a biofizika hazai műhelyeiben is lehetőség van olyan technikák alkalmazására, melyeknek segítségével a korábbi kutatási területeket fejleszteni, szélesíteni lehetett.

A magyar biofizikai kutatásokban bekövetkezett témaváltást, illetve témafelfutást mutatja az is, hogy az MBFT elnöksége elfogadta a Molekuláris Biofizika Szakosztály, az Ioncsatorna és Transzmembrán jelátvitel Szakosztály és a Sejtanalitikai Szakosztály létrehozását. Az Ioncsatorna és Transzmembrán Jelátvitel Szakosztály és a Sejtanalitikai Szakosztály alakuló ülésén szekcióelnöknek Gáspár Rezsőt (DOTE), illetve Szöllősi Jánost (DOTE), titkárnak Krasznai Zoltánt (DOTE), illetve Mátyus Lászlót (DOTE) választották. A Molekuláris Biofizika Szakosztály az 1996 november végén esedékes Szegedi SZBK-Napokon rendezi meg alakuló ülését.

Az MBFT "Oktatás Fejlesztési Pályázat"-án első díjat GARAB GYŐZŐ (SZBK), HOLLÓSI MIKLÓS (ELTE) és ZIMÁNYI LÁSZLÓ (SZBK) kapta a lineáris és cirkuláris dikroizmus spektroszkópia biológiai alkalmazásáért. Második díjat kapott NAGY LÁSZLÓ (JATE) a fotoszintézis során keletkező oxigén polarográfiás módszerrel történő mérésének kidolgozásáért, KÁLMÁN LÁSZLÓ (JATE) a fotoszintézist végző baktériumok reakciócentrumában lejátszódó folyamatok mérésére szolgáló gyakorlat leírásáért. A harmadik díjat TANDORI JÚLIA (JATE) nyerte, aki szintén a fotoszintézis vizsgálatára alkalmas gyakorlat kidolgozásával foglalkozik. A bíráló bizottság Ringler András (JATE) dolgozatát dicséretben részesítette. A “Fiatal Biofizikusok Kutatási Pályázat" díjnyertes pályamunkáit ismertették 20 perces előadások keretében. Első díjat nyert TOKAJI ZSOLT (MTA SZBK Biofizikai Intézet) “A bakteriorodopszin molekulák kooperativitásának és magas pH-s fotociklusának jellemzése" című pályamunkájával. Második helyezést két dolgozatnak ítéltek: KÁLMÁN LÁSZLÓ és MARÓTI PÉTER (JATE Biofizikai Tanszék) “Protonfelvétel bíborbaktériumok reakciócentrumában" valamint ARADI ILDIKÓ és GRÖBLER TAMÁS (MTA KFKI Részecske és Magfizikai Kutatóintézet) “Káosz és tamtlás a bulbus olfactoriusban" című munkája kapott. A harmadik díjat HORVÁTH GÁBOR (ELTE Atomfizikai Tanszék) “Sima vízfelszínek tükröződési polarizációs mintázata és a vízi rovarok fénypolarizáció-érzékelésében játszott szerepe" című művével nyerte.