Magyar kutatók új eljárásával jelentősen növelhető az agyműködés jobb megértésére irányuló kísérletek hatékonysága

Az ELKH Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet és a Semmelweis Egyetem kutatói egy olyan, világszinten is új, egyedülállónak számító eljárást dolgoztak ki, amely lehetővé teszi, hogy az agy normális és kóros működésének megértésére irányuló kísérletekhez az egéragyba beültetett mérőeszközök helyét CT-, illetve MRI-mérésekkel már a kísérlet megkezdése előtt nagy pontossággal meg lehessen határozni. A képalkotó módszeren alapuló új eljárás jelentősen megnöveli az egérkísérletek hatékonyságát, és ezáltal nagymértékben gyorsíthatja az idegrendszeri kutatásokat. A Király Bálint, Hangya Balázs, Szigeti Krisztián, Máthé Domokos és munkatársaik által kidolgozott új eljárást a nagy presztízsű, nyílt hozzáférésű (Open Access) Nature Communications lap hasábjain mutatták be.

Az agy normális és kóros működésének pontosabb megértése rendkívül fontos feladat, amely közelebb vihet az emberiséget érintő olyan súlyos betegségek hatékonyabb kezeléséhez, mint például az Alzheimer- és a Parkinson-kór. Ehhez szükség van olyan egérkísérletekre, amelyek során akár a hajszálnál is vékonyabb mérőeszközöket – például elektródákat vagy optikai szálakat – ültetnek be az egerek agyába. Az egéragy kis mérete miatt azonban ez az eljárás még tapasztalt sebészek számára is komoly kihívást jelent.

Korábban annak megállapítását, hogy a mérőeszközök beültetése az egéragyban a megfelelő helyre történt-e, a kísérleteket követően alkalmazott szövettani ellenőrzéssel végezték el. A szövettani ellenőrzés pontosságával egyenértékű új eljárásnak köszönhetően azonban már a kísérletek megkezdése előtt gyorsan és pontosan megtörténhet ez az ellenőrzés, ez pedig növeli az egérkísérletek hatékonyságát, így jelentősen gyorsíthatja az idegrendszeri kutatásokat. A strukturális kisállat CT-MRI és a neurofiziológiai módszerek mélyreható ismerete alapján kialakított új eljárás fontos jellemzője, hogy a beültetett mérőeszközök helyének meghatározása úgy történik, hogy közben a CT-mérésekkel járó sugárterhelés a biztonságos szint alatt marad.

A kutatók az új eljárás széles körű alkalmazásának lehetőségeit is felmérték. Az orvosi és biológiatudományok területén meghatározó angol és amerikai egyetemek többségénél elérhetők az új eljáráshoz szükséges eszközök, mi több, ez a magyar orvosi egyetemek esetében is így van.

A Nature Communications szaklapban megjelent cikk bírálói többek között azt is kiemelték, hogy CT-MRI adataik megosztásával a szerzők más kutatók számára is lehetőséget biztosítottak egyebek mellett arra is, hogy különféle agyterületek alakjának egyéni variációit vizsgálhassák.

Szerzők:

Bálint Király, Diána Balázsfi, Ildikó Horváth, Nicola Solari, Katalin Sviatkó, Katalin Lengyel, Eszter Birtalan, Magor Babos, Gergő Bagaméry, Domokos Máthé, Krisztián Szigeti & Balázs Hangya: In vivo localization of chronically implanted electrodes and optic fibers in mice.

https://www.nature.com/articles/s41467-020-18472-y

KÉPEK

Az egéragy háromdimenziós MRI-képe // 3 dimensional MRI image of the mouse brain

Az egér agykamráinak háromdimenziós MRI képe // 3 dimensional MRI image of the ventricles of the mouse brain

dapiMRI — Szövettani metszet mikroszkópos képe (bal) összehasonlítva az élő állatból mért megfelelő MRI-képpel (jobb).
// Comparison between a histological slice under microscope (left) with the MRI image of the corresponding slice from the live animal (right)

Megválasztották az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Titkársága főtitkárát és főtitkárhelyettesét

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) Irányító Testülete 2020. szeptember 1-jei ülésén jelentős többséggel dr. Zalányi Viktória Esztert az ELKH Titkársága főtitkárának, Hegedüs István Andrásnét az ELKH Titkársága főtitkárhelyettesének választotta, megbízatásuk öt évre szól.

Dr. Zalányi Viktória Eszter 2011-ben szerezte jogi diplomáját a Pázmány Péter Katolikus Egyetem Jog- és Államtudományi Karán. Széles körű szakmai tapasztalatait a központi közigazgatás terén szerezte, ahol közel tíz évig jogászként dolgozott különböző területeken és beosztásokban. Tárgyalóképes szinten beszél angolul.

Hegedüs István Andrásné 1999-ben diplomázott a Pázmány Péter Katolikus Egyetem Bölcsészettudományi Karán, történelem-szociológia szakon. A kinevezését megelőző közel húsz évben államigazgatási szerveknél, illetve pénzügyi területen szerzett kiterjedt szakmai és igazgatási ismereteket. 2020. február 1-jétől az ELKH Titkársága elnöki titkárságvezetőjeként dolgozott. Közigazgatási szakvizsgával, angol nyelvtudással rendelkezik.

70 éves a KFKI

Pontosan 70 éve, 1950. szeptember 1-jén kezdte meg működését a Központi Fizikai Kutatóintézet, a KFKI, amely máig a hazai tudományos élet egyik legjelentősebb fellegvára.

Az intézetet – a mindenkori körülményekhez igazodva, a lehetőségekhez optimalizálva – többször átalakították, hol több, hol kevesebb részre osztották, majd újraegyesítették. Az elődök örökségét megőrizve, a csillebérci telephelyen dolgozó kutatók célja a mai napig a legmagasabb színvonalú tudományos kutatás végzése, mely törekvést az elmúlt 70 évben számtalan világszínvonalú eredmény fémjelez. Rengeteg híres külföldi tudós is látogatást tett a kampuszon, és megszámlálhatatlanul sok történet született a természetes erdei környezetben.

A KFKI mint telephely jelenleg a két legnagyobb hazai fizikai kutatóintézet, az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) égisze alatt működő Energiatudományi Kutatóközpont és a Wigner Fizikai Kutatóközpont székhelye. Ez a két intézmény folytatja tovább az egykori „fizikai kutatóban” elkezdett magas színvonalú munkát, emellett a KFKI számos technológiai vállalkozás otthona is egyben.

A KFKI-t egy Minisztertanácsi rendelet alapján hozták létre 1950. augusztus 18-án. A második világháborút követően, az atombomba bevetése után a politikusok is felismerték a fizika fontosságát, amely abban az időben eléggé elhanyagolt tudományterület volt. Az előkészítő bizottság megfogalmazása szerint „A KFKI célja a magyar fizikai kutatást eddigi, a többi tudományághoz képest is messze elmaradt állapotából kiemelni, és lehetővé tenni a termékeny tudományos kutatást a fizika minden területén, melyek a tudomány fejlesztése és alkalmazása szempontjából elsősorban fontosak.”

Megalakulásakor az intézet egyik elsődleges célja a magfizikai és anyagvizsgálati kutatások elindítása volt, azonban szintén hangsúlyos szerepet kapott például a sugárzások minél pontosabb mérése és hatásainak megismerése, így az atomfizikai, a radiológiai és a kozmikus sugárzási osztály már a kezdetektől a KFKI fontos részét képezte. Később a kutatási területek még sokszínűbbé váltak: a 60-as évektől már a szilárdtestfizika, az optika, a részecskefizika, az anyagtudomány, a reaktorfizika, majd később az űrkutatás terén is folytattak kutatásokat.

1959-ben kezdte meg működését a Budapesti Kutatóreaktor, amely azóta is fontos szerepet tölt be többek között a radioaktív izotópok gyártása, illetve a roncsolásmentes anyagvizsgálatok területén. A szovjet építésű, eredetileg 2,5 MW teljesítményű Budapesti Kutatóreaktort 1990-ben újították fel hazai tervezésben és kivitelezésben, és azóta – számos modern berendezéssel kiegészítve – 10 MW-on üzemel. A reaktor tudományos hasznosítására létrejött Budapesti Neutron Centrum (BNC) a mai napig a legjelentősebb hazai kutatási infrastruktúra, amely nemzetközi felhasználói rendszerben működik. A reaktornál született a Mezei Ferenc által 1972-ben feltalált neutron-spin-echo elv és módszer, amely világszerte széleskörűen alkalmazott spektroszkópiai eljárássá vált. A felfedezést Marx György a 20. századi hazai kísérleti fizika legjelentősebb eredményeként értékelte.

A Központi Fizikai Kutató Intézet (KFKI) Szilárdtestkutató Intézetében az 1960-as évektől komoly optikai kutatások is zajlottak, amelyek eredményeként megépülhetett például az első hazai gázlézer (1963) és az első hazai szilárdtestlézer (1964).

1968-ban épült az első TPA számítógép, amely a nyugati DEC gyártmányokat utánozta, azonban több szempontból azoknak fejlettebb változata volt. „Ez akkora siker volt, hogy az eladott gépekből származó nyereség akkoriban fedezte a teljes magyar tudományos büdzsé 20 százalékát” − mesélte Gyulai József, a Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet korábbi igazgatója. 1990 végéig 1490 TPA számítógépet építettek.

1971-ben – két TPA számítógépért cserében – a KFKI-ban üzembe helyezték az IC-technológia egyik legfontosabb eljárásának lebonyolításához használt implanterberendezést.

A moszkvai Kurcsatov Intézet T-15 jelű tokamak kísérleti berendezésének mérésautomatizálási rendszere volt a KFKI Mérés- és Számítástechnikai Kutató Intézet legnagyobb méretű és legösszetettebb számítógépes vállalkozása. A projekt prototípusa a szintén Csillebércen telepített MT-1 tokamak mérőrendszere volt.

Az előkészítő munkákkal együtt tíz évig tartott a megvalósítás. A rendszer méretére jellemző, hogy 14 TPA-1148 számítógép 51 mikroprocesszoros géppel és 1479 CAMAC modullal volt összekötve saját helyi hálózaton keresztül. Értéke közel 18 millió rubel volt, ami akkori árfolyamon (1986) több mint ötszázmillió forintot ért. Ez a közel 70 számítógépből álló, hálózatba kapcsolt alkalmazás komplexitásában nem maradt el a nyugat-európai fúziós kutatások JET (Joint European Torus) számítógépes rendszerétől.

Simonyi Károly már 1959-ben értekezett a fúziós energiatermelés gyakorlati megvalósításának kérdéseiről, de a fizikai kísérletek csak a 70-es években kezdődtek meg. Ezeknek az volt a célja, hogy jobban megismerjék a nukleáris fúzió jelenségét, és ezzel elősegítsék az energiatermelő fúziós erőművek megvalósítását. Az egyetlen itthoni tokamak kísérleti berendezésen, az MT-1-en szerzett tapasztalatokból kiindulva a magyar fúziós közösség komoly tudást és tapasztalatot gyűjtött a plazma tulajdonságainak mérése terén, aminek egyik nagy eredménye, hogy 2015-ben a világ legnagyobb sztellarátorának elindulását magyar fejlesztésű kamerákon keresztül láthatta a világ.

Az 1978-ban kifejlesztett Pille dózismérő volt az első, fedélzeten is kiolvasható sugárzásmérő eszköz, amelyet űrrepülése során Farkas Bertalan is használt. 1984-ben Sally Ride, az első amerikai űrhajósnő is sikeresen alkalmazta a berendezést a Challenger űrrepülő fedélzetén; ez volt az első, amerikai űrhajón használt magyar eszköz. A Pillét a mai napig használják a Nemzetközi Űrállomáson.

A nyolcvanas évek elején indult a máig egyik legnagyobb magyar űrfizikai vállalkozás, a Vénusz─Halley (VEGA) programban való részvétel, amelynek során a felbocsátott űrszonda egy nagy sebességgel mozgó üstököst közelített meg. A csúcsidőszakban mintegy 400 fő dolgozott a programon a KFKI-ban Szabó Ferenc és Szegő Károly vezetésével. 1986 márciusában a két VEGA szonda nagyjából 8000 km-re közelítette meg az üstököst. A szondák műszereinek egyharmada Magyarországon, ezen belül jelentős hányada a KFKI-ban készült. A Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetben tervezett és épített kamerarendszer nemcsak képeket közvetített az üstökösről ─ a történelemben először kaptunk képeket egy üstökös magjáról ─, hanem önállóan, földi utasítások nélkül megkereste és folyamatosan nyomon követte az üstökös fényes magját, illetve ráirányította a szondák műszereit. Ez volt az űrkutatás történetében az első eset, amikor valós idejű képfeldolgozás alapján történt autonóm vezérlés. A másik, tudományos szempontból még eredményesebb műszer, az Atomenergia-kutató Intézetben tervezett Plazmag-diagnosztika volt, amely a világon először mérte meg az üstökösmagból kiáramló gáz összetételét, energiaspektrumát és a napszéllel való kölcsönhatását.

A 2004-ben startoló Rosetta-misszióban az Energiatudományi Kutatóközpont és a Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói is jelentős részt vállaltak. Ez volt az első olyan küldetés, ahol egy űreszköz egy üstökösön landolt.

A KFKI kutatói abban is jelentős szerepet játszottak, hogy Magyarország 1992-ben csatlakozhatott az Európai Nukleáris Kutatási Szervezethez, a CERN-hez. A magyar kutatók először az Oroszországban található dubnai Egyesített Atomkutató Intézetben kezdtek dolgozni, majd egy megállapodásnak köszönhetően lehetőségük nyílt a genfi CERN-ben folytatni a munkát. Innen egyenes út vezetett ahhoz, hogy Magyarország 1992-ben a CERN teljes jogú tagjává vált, majd ezt követően a magyar kutatók számos világszínvonalú eredmény létrejöttéhez járultak hozzá, így a Higgs-bozon és a kvark-gluon plazma felfedezéséhez is. A CERN-nel való együttműködés eredményeként épült fel 2012-ben a Wigner Adatközpont, amely ma is a tudományos kutatás magas színvonalú IT-kiszolgálását biztosítja.

Napjainkban a gravitációs kollégák egy csoportja a LIGO/VIRGO együttműködés keretében a gravitációs hullámokat tanulmányozzák, rutinszerűen elemzik a félévente detektált eseményeket.

Számos világhírű tudós is megfordult a telephelyen. Az egyik legérdekesebb személyiség Stephen Hawking volt, de járt itt például Roger Penrose is, mindketten relativitáselméleti műhelymegbeszéléseken vettek részt. A tudomány mellett a KFKI-ban mindig is pezsgő társadalmi, illetve kulturális élet folyt. Volt rá példa, hogy a Magyar Rádió szilveszteri kabaréját is itt vették fel.

Az Energiatudományi Kutatóközpont és a Wigner Fizikai Kutatóközpont Facebook-oldalaikon még több érdekes fotóval emlékeznek meg a hét folyamán a KFKI létrejöttének 70. évfordulójáról.

Sajtókapcsolat:

Energiatudományi Kutatóközpont:

Szabolics Tamás, szabolics.tamas@energia.mta.hu, +36 30 388 6770

https://www.facebook.com/EnergiatudomanyiKutatokozpont

Wigner Fizikai Kutatóközpont:

Dovicsin-Péntek Csilla, pentek.csilla@wigner.hu, +36 30 487 9869

https://www.facebook.com/WignerFK

Források:

  • Jéki László KFKI című könyve
  • Jéki László: A Központi Fizikai Kutatóintézet A Természet Világa különszáma, 2006.01.24.
  • Bekény István, Dányi Dezső: Magyarország a XX. században

Mozgó kép albumom-1958-egy atom reaktor építéseforrás filmhíradó

Közzétette: Ferenc Tóth – 2019. július 3., szerda

Épül a Budapesti Kutatóreaktor

 

Számítástechnika a KFKI-ban 

 

Az egyetlen magyar fúziós kísérlet színes gyorskamerás felvételei

A fejlődő idegrendszerben a magzatkárosító hatások kivédésében kulcsszerepet játszó alapvető szabályozást fedeztek fel az ELKH KOKI kutatói

A magyar kutatók által „fejlődési otthontalanság”-nak nevezett jelenséget az Eötvös Loránd Kutatási Hálózathoz tartozó Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (ELKH KOKI) Katona István által vezetett Lendület Molekuláris Neurobiológia munkacsoportja ismerte fel, és igazolta jelentőségét a fejlődő idegrendszert érő magzatkárosító hatások kivédésében.

Sejtjeink többsége szoros molekuláris kapcsokkal összekötve a számára ideális szöveti mikrokörnyezetben működik. Ha egy hibás sejt kapcsolatait elveszíti és kiszakad a szöveti mikrokörnyezetéből, akkor beindul a programozott sejthalál speciális típusa, a görög szavak alapján képzett „anoikis”, ami „otthontalanságot” jelent. A folyamatosan osztódó őssejtek esetében az anoikis – azaz az otthontalanná válás – különösen fontos. Jól ismert tény, hogy a daganatos áttétek képződése során a tumorsejt „meg tud szökni” az anoikis folyamata elől. Nyitva maradt azonban az a kérdés, hogy azok az egészséges sejtek – mint például az egészséges idegsejtek –, amelyeknek osztódás után messzebbre kell vándorolniuk születési helyüktől, vajon hogyan kerülik el az anoikist? Ráadásul a fejlődő agyban kizárólag csillagászati számokkal jellemezhető a sejtosztódások száma, ezért elkerülhetetlenek a véletlenszerű, illetve a környezeti hatások, mint amilyenek például az anyai alkoholfogyasztás által kiváltott osztódási és vándorlási hibák.

Az ELKH KOKI kutatói azt feltételezték, hogy léteznie kell egy védekező mechanizmusnak a fejlődő agyban, amely megakadályozza, hogy az osztódó idegi őssejtek rossz helyre kerüljenek, és további osztódásukkal hibás sejtcsomók – úgynevezett heterotópiák –, vagy akár tumorok kialakulását okozzák. László Zsófia, a Semmelweis Egyetem doktorandusza, és Lele Zsolt, az ELKH KOKI kutatója kidolgozott egy egérmodellt, amelynek segítségével bizonyították a fejlődési anoikis jelenséget, és felfedezték, hogy a jelenség kulcsszereplője egy eddig ismeretleanoikin feladatú fehérje, az ABHD4 enzim. Sikerült azt is feltárniuk, hogy az ABHD4 által közvetített „fejlődési anoikis” nélkülözhetetlen az anyai alkoholfogyasztás hatására kialakuló sejthalálhoz az embriók agyában. Eredményük ezért a magzati alkohol szindrómával együtt járó „kisfejűség” jelenségének megértéséhez is jelentősen hozzájárul.

A László Zsófia és Lele Zsolt megosztott elsőszerzőségével megjelent tanulmány a hivatalos bírálói szerint „új koncepció a fejlődés-neurobiológiában”, és „új utakat nyit az idegsejtek keletkezésének kutatásában”.

A munka a Nature tudományos lapcsalád nyílt hozzáférésű (Open Access), nagy nemzetközi presztízsű folyóiratában, a Nature Communications-ban jelent meg.

Elérhetőség:
*László Z, *Lele Z, Zöldi M, Miczán V, Mógor F, Simon GM, Mackie K, Kacskovics I, Cravatt BF és Katona I (2020) ABHD4-mediated developmental anoikis safeguards the embryonic brain. Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-020-18175-4.

A kutatást többek között a Nemzeti Agykutatási Program, az NKFIH „Élvonal” pályázata, valamint a Semmelweis Egyetem EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00009 kódszámú programja támogatta.

Kapcsolat: Dr. Katona István, katona[at]koki.hu, mobilszám: +36 20 423 0651.

Képek

Az egészséges idegsejtek osztódás után felvándorolnak az agykéreg felső rétegeibe, miközben az ABHD4 enzim szintje lecsökken. A hibás sejtekben azonban az ABHD4 segítségével beindul az anoikis típusú sejthalál jelensége.

A kép készítője Balogh Kata

A domináns N-cadherin elektroporálása megnövekedett sejthalált okoz (f és g panel), ami az ABHD4 génkiütött állatokban nem jelentkezik (h és i panel). Az ABHD4 visszajuttatása a génkiütött állatokba helyreállítja a megnövekedett sejthalált.

Az ABHD4 expressziója (lila színnel jelölve) az fejlődő agykéreg osztódó zónáiban. Az e. panelen, ami egy ABHD4 génkiütött állatból készült, látszik a jelölés specifikussága

Az adherens kapcsolatok (lilával jelölve) lebomlása a domináns negatív N-cadherin (zöld GFP markerrel jelölve) elektroporálása után (b és d panel) a csak GFP elektroporálásához képest (a és c panel).

Az anyai alkoholfogyasztás megnövekedett sejthalált okoz a vad típusú embriók agyában (a és c panel). Ezzel szemben az ABHD4 génkiütött állatokban (d panel) ez a növedés nem látható), ami bizonyítja, hogy az ABHD4 jelenléte szükséges a sejthalálszint emelkedéséhez.

A teljes tanulmány angol nyelven a nature.com-on érhető el.

Az EU rendkívüli forrásokat biztosít a SZTAKI vezette nemzetközi COVID-projektre

A SZTAKI vezetésével 21 tagú EU-s projekt indul, melynek célja az európai gyártórendszerek és beszállítói láncok rugalmasabbá tétele, illetve az átállás megkönnyítése orvosi eszközökre, ha ezt egy világjárvány vagy akár a COVID-19 további hullámai szükségessé teszik.

Az ELKH tagintézménye, a SZTAKI „CO-VERSATILE” elnevezésű pályázata nyert az Európai Unió Horizon 2020-as keretprogramban a COVID elleni küzdelemre kiírt rendkívüli felhívásán. Az EU még májusban öt altémában hirdetett meg pályázati lehetőséget, végül összesen 23 projekt kapott támogatást a 454 benyújtott kezdeményezésből. A téma sürgőssége miatt mindössze egyetlen hónap állt rendelkezésre az előkészítésre és konzorciumépítésre, az eredményeket is soron kívül hirdették ki.

A CO-VERSATILE projekt célja az európai gyártóipar alkalmazkodási képességének, rugalmasságának növelése, kifejezetten a létfontosságú orvosi eszközökre és védőfelszerelésekre összpontosítva. Az eredmények elősegíthetik, hogy világjárvány esetén Európa felkészült legyen, és gyorsan tudjon reagálni a hirtelen megjelenő igényekre.

A projekt vezetője dr. Lovas Róbert, a SZTAKI igazgatóhelyettese. A SZTAKI koordinálásával a CO-VERSATILE kutatás-fejlesztési projektben olyan digitális környezetet és folyamatokat alakítunk ki a partnerek segítségével, amivel rugalmasan, akár 48 óra alatt átállíthatók, átcsoportosíthatók – az egyébként más termékeket előállító – gyártási kapacitások, ha rendkívül nagy mennyiségű orvosi berendezésre, védőeszközre lenne szükség. További cél, hogy olyan, úgynevezett Digitális Technopole jöjjön létre, amivel nemcsak kiszolgálhatók a sürgős igények, hanem az ott alkalmazott fejlesztéseket, megoldásokat Európa-szerte is át tudják venni más gyártók.

A 24 hónapos futamidejű nemzetközi projektre 5,4 millió euró támogatást ítélt meg az EU. A projektet a SZTAKI koordinálja – ilyen szerepet a COVID-19 elleni küzdelemben egyedüliként Magyarország kapott az Európai Unióhoz 2004 után csatlakozott tagországok (EU13) közül. A 21 résztvevős konzorciumnak tagja többek között a német Fraunhofer IGD (Institute for Computer Graphics Research) és IML (Institute for Material Flow and Logistics) kutatóközpont, az EIT Manufacturing, illetve a Leibniz Universität és a University of Westminster, valamint több európai gyártó és digitális innovációs központ.

A SZTAKI a koordináció mellett felhőalapú megoldásokkal, valamint szimulációs modellek kidolgozásával és adaptálásával járul hozzá a Digitális Technopole kialakításához. Így a COVID elleni küzdelemben az intézet nemcsak a hazai tudományos közösség és a víruskutató csapatok számára biztosít K+F hátteret, informatikai szakértelmet és erőforrásokat, hanem az európai ipari szektor számára is.

Fontos hazai tagja még a konzorciumnak az Innomine, amely digitális innovációs központként a terület különböző szereplőit – többek között a beszállítókat, az egyetemeket és kutatóintézeteket, a kis- és középvállalatokat és a befektetőket – fogja össze, hogy előmozdítsa a digitális ökorendszer további fejlődését és erősödését. Az Innomine egyik fő feladata a kifejlesztett megoldások piaci népszerűsítése és elterjesztése lesz, ennek keretében többek között egy egész Európára kiterjedő networking eseményt (matchaton) fog szervezni.

További információk:

Sajtókapcsolat:

Laza Bálint
laza.balint@sztaki.hu

Minden eddiginél érzékenyebb módszert fejlesztettek ki szegedi kutatók a koronavírus kimutatására

A Szegedi Biológiai Kutatóközpontban fejlesztett RT-qPCR tesztelési eljárás rendkívül nagy érzékenységű, költséghatékony és tömegtesztelésre alkalmas

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózathoz (ELKH) tartozó Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) Genetikai Intézetének munkatársai Vilmos Péter vezetésével egy minden eddiginél érzékenyebb, a SARS-CoV-2 vírus orrváladékból történő kimutatására szolgáló laboratóriumi tesztet fejlesztettek. A kutatás-fejlesztési projekt együttműködő partnerei a Szegedi Tudományegyetem Orvosi Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézete és az I. sz. Belgyógyászati Klinikájának Infektológia Osztálya, Burián Katalin, illetve Hajdú Edit vezetésével, valamint az ELKH Rényi Alfréd Matematikai Kutatóintézet. Az új módszer már ismert, ugyanakkor a saját újítások felhasználásával ötvenszeresére növeli a napjainkban világszerte alkalmazott RT-qPCR diagnosztikai eljárás gyorsaságát, amelynek köszönhetően lehetővé válik a megbízható, akár teljes lakosságot lefedő tömegszűrés. Ez teljesen új távlatot nyithat a védekezésben, melyet a Covid-19 járvány várható újabb fertőzési hulláma különösen időszerűvé tesz.

Az eljárás legjelentősebb tulajdonsága, hogy egyetlen reakcióban egyszerre 50 személy egyesített mintájának vizsgálatát lehet vele elvégezni, a megbízhatóság csökkenése nélkül. A módszer másik fontos jellemzője, hogy minden fertőző személy azonosítására alkalmas – beleértve a tünetmentes betegeket is –, ezáltal lehetővé teszi a járvány terjedésének hatékony kontrollálását. A teszt ráadásul olcsóbb hazai alapanyagokkal is végrehajtható, ami a járvány következtében megdrágult reagensek világszerte kialakult hiánya miatt rendkívüli előnyt jelent. Mindezeken túl, az új tesztelési protokoll nem csak a SARS-CoV-2 vírus kimutatására használható, hanem a jövőben fellépő újabb járványok esetén könnyen adaptálható bármilyen kórokozó terjedésének a nyomon követésére, amely lehetővé teszi a járvány kézben tartását.

Az új módszer a SARS-CoV-2 vírus örökítőanyagának rendkívül nagy érzékenységű detektálásán alapul, amelynek révén akár öt darab kórokozó kimutatására is képes nagyszámú orrminta összekeverése esetén is. Ezt az eredményt a jelenleg világszerte használatban lévő tesztelési eljárás több ponton való módosítása tette lehetővé. Az új tesztelés során két lépésben egyesítik az 50 orrmintát, ami végül csak tízszeres hígulást jelent az akár egyetlen pozitív orrmintából származó vírusokra nézve. A több SARS-CoV-2 gén egyidejű, legegyszerűbb módon történő detektálása és a kimutatás alapját jelentő reakció megismétlése jelentősen megnöveli az új eljárás hatékonyságát és specifitását, és ezek nagymértékben ellensúlyozzák a mintaegyesítésből adódó érzékenységvesztést.

A fejlesztés laboratóriumi szakasza lezárult, a módszer készen áll a tömeges tesztelésben való kipróbálásra. Az eljárás minden bizonnyal jelentős nemzetközi érdeklődésre is számíthat, mivel az Amerikai Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerfelügyeleti Hivatala (FDA) június 16-án kiadott nyilatkozatában a tömegtesztelés céljára kidolgozandó új, mintaegyesítésen alapuló eljárások fejlesztésének és elismerésének felgyorsítását ígérte.

Stratégiai együttműködési megállapodást írt alá a Szent István Egyetem és az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Titkársága

Stratégiai együttműködési megállapodás jött létre a Szent István Egyetem (SZIE) és az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) Titkársága között. Az aláírási ünnepségre 2020. július 29-én került sor a SZIE Budai Campusán, ahol az Egyetem képviseletében Palkovics László rektor és Tóth Edit kancellári jogkörben eljáró kancellárhelyettes, az ELKH Titkársága képviseletében Maróth Miklós, az ELKH elnöke írta alá a megállapodást.

Stratégiai együttműködési megállapodás

A Szent István Egyetem és az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat közötti együttműködés az Egyetem oldaláról az élelmiszer-biztonsági szakterülettel foglalkozó Élelmiszertudományi Kar vezetésével, a Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar bevonásával valósul meg, és az ELKH kutatóhálózatának egészére kiterjed. A felek az előzetes szakmai egyeztetések során az együttműködési lehetőségek széles körét határozták meg, a Horizon Europe egészséggel összefüggő céljain belül az élelmiszer-biztonsághoz, valamint a környezeti és biztonsági célokon belül a biztonságos élelmiszer-ellátáshoz kapcsolódó kutatások területén. A partnerségnek szintén fontos eleme a kutatói utánpótlás, az oktatás és a kooperatív PhD-képzés területén történő együttműködés, továbbá a vállalkozói partnerekkel, a hatósággal (NÉBIH) és a kapcsolódó szakmai kutatóhálózattal (NAIK) való együttműködés.

A stratégiai partnerség számos kölcsönös előnnyel jár a felek számára, és a kutatás-fejlesztési és innovációs ökoszisztéma tagjai közötti együttműködés ösztönzése révén támogatja az alapkutatási eredmények minél szélesebb körű társadalmi és gazdasági hasznosulását. 

Újabb világszenzáció a Gömböc egyik felfedezőjétől

Magyar és amerikai kutatók igazolták Platón több ezer éves feltevését, miszerint a föld kockákból épül fel.

Domokos Gábor alkalmazott matematikus, az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat egyetemi kutatócsoportjaihoz tartozó MTA-BME Morfodinamika Kutatócsoport vezetője, Kun Ferenc (Debreceni Egyetem) és Török János (BME) elméleti fizikusok, valamint az amerikai Pennsylvania Egyetem kutatóprofesszora, Douglas Jerolmack geofizikus közel négyéves kutatómunkájuk eredményeként igazolták Platón több mint két és félezer évvel ezelőtti állítását, amely szerint a világ alapvetően kockákból épül fel.

Platón, az egyik legnagyobb ókori görög filozófus kései munkáiban úgy vélte, a világmindenséget alkotó négy elem – a föld, a víz, a tűz és a levegő – mindegyike szabályos testekből épül fel, ezek közül a föld hexaéderekből, vagyis kockákból.

A három magyar és egy amerikai tudósból álló kutatócsoport igazolta, hogy ha véletlenszerűen választott síkokkal kellően sokszor vágunk ketté egy testet, akkor a folyamat eredményeként keletkező testek (poliéderek) lapjainak, csúcsainak és éleinek átlaga rendre 6-hoz, 8-hoz és 12-höz tart, vagyis az „átlagos alakzat” egy kocka lesz. A csoport nagy léptékű számítógépes kísérletekkel megvizsgálta a kőzetekben a természetes aprózódást előidéző feszültségmezőket, és igazolta, hogy a természetben előforduló, töredezést okozó leggyakoribb feszültségmezők a testeket kettérepesztik, és ezáltal átlagos értelemben kockákat hoznak létre. Így tehát a Földön (és más égitesteken) fellelhető töredezett sziklák és kövek geometriai átlaga maga a kocka.

A bizonyítási eljárás négyéves, bravúros matematikai, fizikai és geofizikai kutatás eredménye. A felfedezés jelentőségét tükrözi, hogy azt a világ legkiemelkedőbb tudományos folyóiratai között számon tartott 2020.07.17-én publikálta:https://www.pnas.org/content/early/2020/07/16/2001037117.

„A Világegyetem tele van különböző méretű kövekkel, sziklákkal, amelyek szüntelenül aprózódnak. Ez a cikk olyan szemszögből mutatja be ezt az univerzális folyamatot, ahogy azt korábban még soha nem láthattuk” – mondta Domokos Gábor. − „Az aprózódásnak ez a geometriát a mechanikával összekötő modellje új távlatokat nyit, hiszen nemcsak a bolygó felszínén megjelenő repedési mintázatokat, hanem az aprózódással létrejött kövek formáját is összeköti az ezeket létrehozó geofizikai és planetológiai folyamatokkal. Így a Földön és más égitesteken jelenleg megfigyelt természeti formákból következtethetünk keletkezésük történetére. Az új elmélet az aprózódásra épülő ipari folyamatok (ilyen például az ércek feldolgozása) tervezésében és ellenőrzésben is segítséget nyújthat.”

A most záruló kutatás eredményeként Domokos Gábor és társa, Várkonyi Péter másik munkája, a Gömböc, most természettudományos értelemben is a helyére került. A Gömböc már a bemutatásakor tudományos szenzáció volt, mivel ez a találmány az első olyan ismert homogén test, amelynek egy stabil és egy instabil, azaz összesen két egyensúlyi pontja van, és bárhogy tesszük le, mindig a stabil egyensúlyi pontjába tér vissza. Bizonyítható, hogy ennél kevesebb egyensúlyi helyzettel rendelkező test nem létezhet.
A magyar kutatóknak korábban azt is sikerült igazolniuk, hogy a természetben fellelhető testek a kopás során folyamatosan veszítik el egyensúlyi helyzeteiket, és ebben az értelemben a Gömböc felé tartanak – bár ezt a végső állapotot sosem érik el. A Gömböc tehát az alakfejlődési folyamatok láthatatlan végállomása, míg a most záruló kutatás szerint a kocka a – szintén láthatatlan – kezdete ugyanezen folyamatoknak. „Platón barlanghasonlatában fejtette ki, hogy a tökéletes formáknak, az ideáknak csak tökéletlen árnyékait látjuk a fizikai világban. Ezt a plátói gondolatot illusztrálja a mostani eredmény, mely szerint a fizikai fragmensek szemünk elé táruló formavilága nem más, mint egy plátói szabályos test, a kocka statisztikus, torz árnyéka” – fogalmazott Domokos.

A Gömböc egyedi, számozott példányai a test tudományos jelentőségének köszönhetően ma már a világ számos pontján megtekinthetők: természettudományi múzeumok, híres egyetemek állandó kiállítási tárgyai.

 

Világújdonságnak számító módszert fejlesztettek ki szegedi kutatók a koronavírus-fertőzés diagnosztikájára

A Szegedi Biológiai Kutatóközpontban fejlesztett, mesterséges intelligenciára és automatikus mikroszkópiára épülő szerológiai tesztelési modell nagy pontosságú, gyors és költséghatékony.

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózathoz tartozó Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) Biomag Kutatócsoportja Horváth Péter vezetésével, együttműködésben a Szegedi Tudományegyetem Mikrobiológiai és Immunológiai Intézetével, a Helsinki Egyetem két kutatócsoportjával és a Single-Cell Technologies Kft. spinoff céggel, egy világújdonságnak számító – így még Magyarországon sem alkalmazott –, a SARS-CoV2 vírus kimutatására használható szerológiai tesztet fejlesztett.A mesterséges intelligenciára és automatikus mikroszkópiára épülő módszer nagy pontossággal azonosítja a már gyógyult fertőzötteket, megbízható visszajelzést ad a védettség szintjéről, és alkalmas lehet az újonnan fertőződöttek azonosítására is. A módszert már több mint ezer eseten validálták, és közel 100%-os precizitást mértek. A módszer igen nagy áteresztőképességű, már jelenleg is alkalmas napi 5-10 000 vizsgálat elvégzésre, tehát egy második, illetve további fertőzéshullámok esetén eredményesen használható lenne tömeges tesztelésre, azaz a betegségen már átesettek és az új fertőzöttek azonosítására.

A gyorsaság – 6-8 óra –, a megismételhetőség és a költséghatékonyság mellett a módszer további fontos jellemzője a magas érzékenység, ami a fertőzés kimutatását még enyhe immunitás esetén is lehetővé teszi. A módszer az egészséges minták esetében nem mutat hamis pozitív eredményeket, és további nagy előnye, hogy könnyen adaptálható bármilyen vírus fehérjéire, így gyorsan alkalmazható más vírusok okozta fertőzéshullámok esetében is.

A modell elméleti alapja az emberi szervezet által termelt ellenanyagok – immunoglobulinok – kimutatására épül, mivel a termelt ellenanyagok a vérből már a fertőzést követő néhány nap után, majd ezt követően még hónapokig kimutathatók. A teszt során a vérmintát speciálisan módosított sejtekhez adják, majd a sejtekről nagy érzékenységű, nagy áteresztőképességű automatizált mikroszkóppal felvételeket készítenek. Végezetül a mesterséges intelligencián alapuló módszerrel minden egyes sejtben megállapítják az ellenanyag jelenlétét vagy annak hiányát.

Az automatizált mikroszkóppal készített képek mesterséges intelligencia segítségével történő elemzése Horváth Péter kutatócsoportjának egyik fő profilja. Erre a mesterséges intelligencia egy új ágából származó, úgynevezett „deep learning” – mélytanulásos – algoritmusokat alkalmazzák. Ilyen algoritmust használtak a SARS-CoV2 vírus kimutatására kifejlesztett új tesztelési modelljükben is arra, hogy a képeket automatikusan és megbízhatóan kiértékeljék. Érdekességképpen elmondható, hogy ezeket a mélytanulásos algoritmusokat használják az önvezető autók számos funkciójánál – pl. zebrán áthaladó gyalogos észlelése, autók előzése során –, illetve a közösségi médiában, például az arcfelismerésnél is.

Jelentős többletforrás az ELKH számára – történelmi lehetőség előtt a magyar tudomány

Palkovics László Innovációs és Technológiai miniszter és Maróth Miklós, az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat elnöke közös sajtótájékoztatót tartott, ahol bejelentést tettek az ELKH fejlesztésére szánt jelentős mértékű többletforrásról. A többletforrások megoszlása: idén a második félévben egyszeri 11 milliárd forint, 2021-től beépülő jelleggel évi plusz 22 milliárd forint, továbbá összesen 36,5 milliárd forint infrastrukturális beruházásokra.

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat feladata és célkitűzése, hogy a kutatói szabadság erősítése mellett biztosítsa az államilag finanszírozott kutatóintézet-hálózat átláthatóbb, hatékonyabb és eredményesebb működését, a kiválósági szempontok szem előtt tartásával. A kutatóhálózat finanszírozására jelenleg összesen rendelkezésre álló évi 22 milliárd forint kiegészítése évi 22 milliárd forint beépülő többletforrással 2021-től, továbbá a 36,5 milliárd forint többletforrás az infrastrukturális beruházásokra jó alapot biztosít a hálózat fejlesztéséhez, a hatékonyságának és az eredményességének növeléséhez kapcsolódó célkitűzések támogatására.

A fejlesztések három fontos cél érdekében valósulnak meg. Az első a kiválóságra épülő kutatói életpályamodell kialakítása, amely a kutatói bérek rendezése mellett segít megtartani és bevonzani a tehetséges kutatókat, illetve támogatja a kutatói utánpótlást. A második egy három pillérre épülő új, belső finanszírozási modell bevezetése, amelynek keretében a kutatási tevékenységekre, a közcélú kutatási szolgáltatásokra és a működésre célzottan nyújtott források elosztása az intézményvezetőkkel közösen meghatározott feladatok és az elért teljesítmény figyelembevételével történik, az eddigi statikus, bázisalapú elosztás helyett. A harmadik elem az együttműködés kiszélesítése és erősítése hazai és nemzetközi egyetemi és ipari partnerekkel, amely növeli a kutatásfinanszírozás terén a külső források bevonását, valamint támogatja a létrejövő szellemi alkotások eredményesebb társadalmi és gazdasági hasznosulását.