A CNRS és az ELKH együttműködésével új távlatok nyílhatnak meg a francia–magyar tudományos és technológiai kapcsolatok előtt

Együttműködési keretmegállapodást írt alá a franciaországi Nemzeti Tudományos Kutatóközpont (CNRS) és az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) Titkárságának vezetősége 2021. március 29-én. A megállapodás célja a két intézmény közötti tudományos együttműködés megerősítése és továbbfejlesztése.

Közel egyéves előkészítő munka eredményeként született meg az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat és a franciaországi alapkutatási szervezet, a CNRS közötti stratégiai jelentőségű együttműködési megállapodás. A megállapodás aláírása részben virtuálisan, részben személyes jelenléttel valósult meg: Magyarország párizsi nagykövetségén a CNRS, a budapesti francia nagyköveti rezidencián pedig az ELKH képviselőinek részvételével. Francia részről Pascale Andréani nagykövet, magyar részről pedig Habsburg György nagykövet méltatta a megállapodást; az aláírók Maróth Miklós elnök (ELKH) és Alain Schuhl főigazgató (CNRS) voltak.

A tudomány képviselői egyetértettek abban, hogy a megállapodás aláírása új távlatokat nyithat a francia–magyar tudományos és technológiai együttműködések előtt, valamint tovább bővítheti a felek nemzetközi kapcsolatrendszerét is. Az ELKH és a CNRS küldetése szinte azonos: a haza fejlődésének elősegítése a tudomány eszközeivel. E cél eléréséhez, továbbá a magyar gazdaság innovációs képességének növeléséhez elengedhetetlen a sikeres nemzetközi példák átvétele.

Maróth Miklós, az ELKH elnöke az aláírási ceremónián elhangzott beszédében kiemelte: a CNRS a hálózati felépítése, stratégiai működési modellje, finanszírozási rendszere, felsőoktatási intézményekkel fenntartott együttműködési kapcsolatai, illetve a kutatási eredmények gazdasági hasznosítása területén végzett munkája alapján a nemzetközi tudományos világ egyik meghatározó referenciapontja, mely így a hazai kutatás-fejlesztés előmozdításában is iránytűként szolgálhat.

Alain Schuhl méltatta a két ország már meglévő, jó kutatási és innovációs kapcsolatait, külön kiemelve a folyamatban lévő konkrét közös kutatási témákat az ELKH érintett kutatóintézeteivel. Emellett reményét fejezte ki a kutatási együttműködések további szélesítése iránt.

Megválasztották az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat három, 2021. április 1-jei hatállyal önállóvá váló kutatóintézetének igazgatóját

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Irányító Testülete megválasztotta a kutatási hálózathoz tartozó három, 2021. április 1-jétől önállóvá váló kutatóintézet igazgatóját. Az Irányító Testület a döntései meghozatalakor figyelembe vette a pályázatok elbírálása céljából létrehozott eseti bizottságok jelentését is.

Az újonnan megválasztott vezetők:

Állatorvostudományi Kutatóintézet (ÁTKI): Magyar Tibor igazgató, korábbi igazgató

Magyar Tibor állatorvos, az MTA doktora, az állatorvos-tudomány kandidátusa, a Légzőszervi bakteriológia témacsoport vezetője. Fő tudományos területei: állatorvosi mikrobiológia, bakteriológia, járványtan, légzőszervi megbetegedések és sertésegészségügy.

Balatoni Limnológiai Kutatóintézet (BLKI): Erős Tibor igazgató, korábbi megbízott igazgató

Erős Tibor okleveles biológus, az MTA doktora, az intézet Hal- és Konzervációökológiai Kutatócsoportjának vezetője. Fő tudományos területei: halökológia, közösségökológia, természetvédelmi biológia, biológiai vízminősítés, monitorozás.

Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet (FI): Wesztergom Viktor igazgató, korábbi megbízott igazgató

Wesztergom Viktor okleveles geofizikus, szakközgazdász, a földtudomány kandidátusa, habilitált doktor, egyetemi magántanár. Fő tudományos területei: geofizika, Nap–Föld fizikai kapcsolatok, geomágnesség, elektromágneses mélyszerkezet-kutatás.

Az Energiatudományi Kutatóközpont is részt vesz a Lunar Gateway Hold körüli űrállomás megépítésében

Magyar műszer kerül Hold körüli pályára

Az emberiség újabb nagy lépésre szánta el magát a világűr kutatásában és hasznosításában. Évtizedünk közepén nemzetközi együttműködésben űrállomás épül Hold körüli pályán, Lunar Gateway néven.

Az Európai Űrügynökség döntése nyomán az ELKH Energiatudományi Kutatóközpont Űrkutatási Laboratóriumában fejlesztett TRITEL dózismérő lesz az űrállomás belső sugárzásmérő rendszerének egyik eleme.

A Külgazdasági és Külügyminisztérium egyrészt pénzügyi támogatást nyújtott a TRITEL rendszer fejlesztéséhez, másrészt az Európai Űrügynökség opcionális programjait megnyitva lehetővé tette a 2015-ben a szervezethez csatlakozott Magyarország számára, hogy magyar kutatóintézet induljon e pályázaton.

 

TRITEL dózismérő

Fő az űrhajósok védelme

Az űrállomás belső sugárzásmérő rendszere (IDA) az űrállomás lakó- és logisztikai moduljában (HALO) fogja mérni az űrállomás falán átjutó és abban keletkező ionizáló sugárzás dózisát és jellemzőit az idő függvényében. Tekintve, hogy az űrhajósok átlagosan évente 250-szer akkora sugárterhelésnek lesznek kitéve az űrállomás fedélzetén, mint a Föld felszínén, egészségük érdekében a sugárdózismérés kiemelten fontos szerepet játszik. A Gateway külső platformján elhelyezkedő sugárzásmonitorozó rendszer (ERSA) mérési adatait is felhasználva lehetőség nyílik arra, hogy megvizsgáljuk, mennyire hatékony védelmet nyújt az űrállomás fala az űrbéli sugárzásokkal szemben.

Amellett, hogy a TRITEL lesz hazánk hozzájárulása a Hold körüli űrállomáshoz, az Európai Űrügynökség (ESA) – meghívásos pályázat keretében – felkérte az Energiatudományi Kutatóközpontot arra, hogy az IDA központi egységét kifejlessze, és elkészítse annak prototípusát. Ez lesz az az (interfész) egység, amelyen keresztül az IDA rendszer detektorai az űrállomás tápellátó és kommunikációs rendszeréhez csatlakoznak. Az IDA központi egységének prototípusát, valamint a TRITEL dózismérő rendszert az EK által alapított űripari cég, a REMRED Kft. fogja legyártani.

Az átjáró

A Gateway harmad-negyed akkora méretű lesz, mint a több mint húsz éve a Föld körül keringő Nemzetközi Űrállomás (ISS), és nem lesz állandóan lakott, azonban fontos szerepe lesz a Hold felszínére leszálló, újabb emberes küldetésekben.

Az állomás ugyanakkor nem egy cél, hanem egy megálló a Hold jobb megismerése, illetve az emberes Mars-utazás felé vezető úton. A Hold körüli térségben gyűjtött tapasztalatokat ugyanis a jövő Mars-küldetéseiben kívánják hasznosítani, ezzel is biztosítva az űrhajósok egészégét és biztonságát.

A közel 40 tonnásra tervezett űrállomás a Holdhoz legközelebb 3000 km-re, a legtávolabb pedig 70 000 km-re fog keringeni.

Több mint 40 éves tapasztalat

Hazánk bő négy évtizedes tapasztalattal rendelkezik az űrhajósok űrbéli sugárterhelésének vizsgálatában. Az Energiatudományi Kutatópontban (korábban KFKI, ill. MTA KFKI AEKI) számos aktív és tápellátást nem igénylő, úgynevezett passzív dózismérő rendszert fejlesztettek, melyekkel emberes űreszközök és mesterséges holdak fedélzetén végeztek méréseket. Tavaly volt negyven éve, hogy az első magyar fejlesztésű dózismérő műszer, a Pille feljutott a világűrbe, amellyel Farkas Bertalan űrhajós végzett méréseket a Szaljut-6 űrállomás fedélzetén. Amerikai, ESA- és orosz együttműködések keretében a rendszer különböző változatai azóta is számos űreszköz fedélzetére eljutottak. A Pille legújabb változata – az orosz szegmens szolgálati rendszerének részeként – 2003 óta folyamatosan és megbízhatóan üzemel az ISS fedélzetén. Legutóbb 2018 júniusában helyeztek üzembe újabb Pillét az ISS-en. Az EK emellett passzív dózismérőivel 2009 óta részt vesz az ESA DOSIS, illetve DOSIS-3D dózistérképező programjában az európai Columbus kutatómodulban, valamint szilíciumdetektoros dózismérő rendszerével, a TRITEL-lel a Columbus és az orosz Zvezda modulban végzett méréseket.

A hazai űripar fellendülése

Magyarország 2015-ben csatlakozott az Európai Űrügynökséghez. A magyar űrtevékenység koordinációs feladatai a Kormány döntése értelmében 2018 nyarától a Külgazdasági és Külügyminisztérium feladatkörébe tartoznak, ahol a területért illetékes miniszteri biztost neveztek ki, illetve megalakult az Űrkutatásért és Űrtevékenységért Felelős Főosztály. Az ESA 22 tagállamának miniszterei 2019 végén találkoztak a „Space 19+” miniszteri tanácsülésen, ahol Magyarországot Szijjártó Péter miniszter képviselte. Az ülésen a hazánk számára előnyös, választható programok közül az űrrepülési, mikrogravitációs és Naprendszer-kutatási programokra is feliratkoztunk. Ennek a keretében magyar kísérletek, illetve szolgálati rendszerek kerülhetnek a Nemzetközi Űrállomásra vagy épp a tervezett, Hold körül felépítendő Gateway-re. Az ESA más programjaiban is egyre több sikerrel szerepelnek a magyar résztvevők: a navigáció, a földmegfigyelés és az orvostan területén a hétköznapi használatba átültethető műszerekben, eljárásokban megvalósuló kutatás-fejlesztést végeznek a kutatóhelyeken és iparban dolgozó fejlesztőink.

Megválasztották az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat nyolc kutatóhelyének a vezetőjét

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Irányító Testülete 2021. március 1-jei hatállyal megválasztotta a kutatóhálózathoz tartozó hat kutatóközpont, egy önálló kutatóintézet, továbbá a mintegy 150, egyetemeken, illetve egyéb közintézményekben működő önálló kutatócsoport adminisztrációját ellátó Támogatott Kutatócsoportok Irodája intézményvezetőjét. A kutatóhely-vezetői pályázatok kiírására az előző intézményvezetők megbízatásának lejárta miatt került sor.

Az Irányító Testület a döntései meghozatalakor figyelembe vette a pályázatok elbírálása céljából létrehozott eseti bizottság jelentését is, mely bizottságnak tagja volt az adott kutatóhely egy képviselője is.

Hat intézmény esetében a hosszú távú kutatói, illetve széles körű vezetői tapasztalatokkal rendelkező korábbi intézményvezetők újraválasztására került sor. Egy intézménynél a korábbi főigazgató nyugdíjba vonult, itt a szintén hosszú távú kutatói és vezetői tapasztalatokkal rendelkező eddigi tudományos főigazgató-helyettes kapott főigazgatói megbízást. Ez a folytonosság biztosítja a kutatóhelyek működésének stabilitását. A Támogatott Kutatócsoportok Irodája esetében a közigazgatás terén jelentős vezetői tapasztalatokkal rendelkező szakembert választottak meg az iroda vezetésére.

Az újonnan megválasztott vezetők:

1.    Bölcsészettudományi Kutatóközpont (BTK): Balogh Balázs főigazgató, korábbi tudományos főigazgató-helyettes

2.    Energiatudományi Kutatóközpont (EK): Horváth Ákos főigazgató, korábbi főigazgató

3.    Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (KOKI): Nusser Zoltán igazgató, korábbi megbízott igazgató

4.    Közgazdaság- és Regionális Tudományi Kutatóközpont (KRTK): Fertő Imre főigazgató, korábbi megbízott főigazgató

5.    Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK): Nagy Ferenc főigazgató, korábbi főigazgató

6.    Természettudományi Kutatóközpont (TTK): Buday László főigazgató, korábbi megbízott főigazgató

7.    Wigner Fizikai Kutatóközpont (Wigner FK): Lévai Péter főigazgató, korábbi főigazgató

8.    Támogatott Kutatócsoportok Irodája (TKI): Ács Attila igazgató

Szegedi kutatók legfejlettebb mesterséges intelligencián alapuló egyedülálló új eljárása lehetővé teszi az agysejtek működésének minden eddiginél alaposabb vizsgálatát

Napjainkban az élettudományi kutatások területén egyre nagyobb hangsúly helyeződik a sejtek egyedi tulajdonságainak feltérképezésére. Ennek azért van rendkívül nagy jelentősége, mert a különféle szervek és szövetek építőköveinek egyedi jellemzői fontos információkkal szolgálnak a hibás működések hátterének jobb megismeréséhez, illetve a kórfolyamatok mielőbbi felismeréséhez. A Szegedi Biológiai Kutatóközpont és a Szegedi Tudományegyetem kutatói a világon egyedülálló új módszert dolgoztak ki az agysejtek élettani működésének vizsgálatára. Saját fejlesztésű, mesterséges intelligenciával vezérelt, automatizált mikroszkóprendszerükkel képesek az élő szövetmintán belül bármilyen sejtet megtalálni, az előzetesen definiált jellemzőkkel rendelkező sejteket stimulálni, továbbá a válaszfolyamatok rögzítése révén biológiai információkat gyűjteni. A most kidolgozott módszer új távlatokat nyithat olyan világszerte elterjedt betegségek korai diagnosztikájában, illetve kórfolyamatainak megértésében, mint az Alzheimer-kór vagy a Parkinson-kór, ezzel is támogatva a hatékony terápiák kifejlesztését.

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózathoz tartozó Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biológiai képfeldolgozó és gépi tanulási munkacsoportja dr. Horváth Péter bioinformatikus vezetésével,  valamint dr. Tamás Gábor neurobiológus professzor, a Szegedi Tudományegyetem Agykérgi Neuronhálózatok Kutatócsoportjának vezetője több éve dolgoznak együtt olyan rendszermikroszkópiai megoldásokon, amelyek új utakat nyitottak az egyedi sejtek vizsgálatában. Legújabb fejlesztésük az Autopatcher névre hallgató, mesterséges intelligencia segítségével működő elektrofiziológiai eljárás, amelyet a nagy presztízsű Nature Communications folyóiratban ismertettek február 10-én. A módszer több tekintetben is egyedülálló: a sejtvizsgálatok natív (festés vagy egyéb jelölés nélküli) agyszöveti mintákon történnek, gépi látás és mesterséges intelligencia felhasználásával. A mélytanulási algoritmusokra épülő, több ezer kép elemzése alapján kidolgozott szoftver a kamerakép alapján képes a mikroszkópba integrált mikropipetta helyének automatikus meghatározására, valamint a pipetta precíz mozgatására, és ennek révén a célsejtek automatikus felismerésére, illetve a célzott sejtek térbeli elmozdulásának észlelésére. A mesterséges intelligenciával vezérelt rendszer a vizsgálat céljától függően minden egyes célsejtet úgy választ ki, hogy a mérés sikeressége a lehető legnagyobb legyen. Az új technológia hozzájárul többek között új emberi sejttípusok felfedezéséhez vagy az agyi idegsejtek kapcsolatainak részletes megismeréséhez. Tamás Gábor professzor hasonló módszerrel fedezett fel korábban egy új emberi agysejttípust, így a most kifejlesztett új eljárás további nagy jelentőségű felfedezések reményét vetíti előre.

Gépi látás és automatizálás

A gépi tanulásra – vagyis mesterséges intelligenciára, illetve ennek egyik válfajára, az úgynevezett mélytanulásra (deep learning) – épülő algoritmusok a mikroszkóprendszerbe épített kamera képei alapján vezérlik a mikropipettát. Ez az úgynevezett gépi látás az emberi szemnél jóval precízebb, mikrométer pontosságú célzást biztosít. A gépi tanulás fázisa után a rendszer már az ismeretlen agyszöveti mintában is képes felfedezni a meghatározott sejttípusokat. A kiválasztott sejt membránjához irányított pipettába épített miniatűr elektróda egyenként képes ingerelni a sejteket. A finoman szabályozható stimulációra adott válaszreakció követésével fontos információk nyerhetők az élettani sejtaktivitásról anélkül, hogy a beavatkozás károsítaná a sejtet. Más esetekben a pipettába épített légnyomás-szabályozó rendszer segítségével akár a sejtmag és a citoplazma eltávolítására, ez alapján pedig molekuláris egysejt-analízisre is lehetőség van, ami például génszekvenálással összekapcsolva fontos genetikai információforrás lehet – magyarázza dr. Koós Krisztián, a kutatócsoport által publikált közlemény első szerzője. A kutatómunka és a mikroszkóprendszer fejlesztésének távlati alkalmazási lehetőségei szintén komoly potenciált hordoznak: új alapokra helyezheti például a gyógyszer-kipróbálásokat azáltal, hogy lehetővé teszi a sejtszintű gyógyszerhatások követését az élő szövetmintán. Újabb mikropipetta beépítésével a rendszer lehetőséget teremthet az idegsejtek közötti kapcsolatok újszerű vizsgálatára: a stimulációra adott sejtválasz karakterisztikájának meghatározására, az ingerületterjedés befolyásolásának elemzésére.

Jelölés nélküli, precíz sejtanalízis

A sejtek jelölés nélküli (label-free) vizsgálata a szegedi fejlesztés szintén fontos újítása. A sejttípusok azonosítására széles körben használt festési eljárások (pl. fluoreszcens festés) az élő szövetekben szükségképpen a sejtek pusztulását okozzák, így a sejtműködéssel kapcsolatos vizsgálatokat eleve kizárják. Léteznek ugyan másféle, kevésbé drasztikus sejtjelölési eljárások is (pl. génmódosításon alapuló fluoreszcens sejtjelölési módszerek), ezek alkalmazása azonban számos sejttípus esetében nem megoldható. A natív (festés nélküli) sejtvizsgálat tehát számos olyan hátrányt kiküszöböl, ami eddig gátat szabott az egyes sejtek vizsgálatának.

Az automatizált rendszermikroszkóp működését jól szemlélteti ez a videó.

A rendszer megtervezi a pipetta útvonalát, amelyen haladva a célsejtet megközelíti, az esetleges akadályokat pedig kikerüli. (Forrás: Nature Communications)

Hatékonyabb lehet az ELKH és a hazai innovációs szereplők közötti tudás- és technológiatranszfer a MISZ és az ELKH együttműködésével

Együttműködési megállapodást írt alá a Magyar Innovációs Szövetség (MISZ) és az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) Titkársága 2021. január 27-én. Az együttműködő felek közös célja az ELKH kutatóhelyeinél keletkező tudományos eredmények gazdasági és társadalmi hasznosulásának elősegítése, az ELKH és az innovációban érdekelt többi szereplő közötti együttműködések erősítése. Az együttműködési szándék kinyilvánítása mellett a felek kialakították a 2021. évi közös munkatervet, amelyben rögzítették az együttműködés első évének tervezett tevékenységeit.

Szabó Gábor, a MISZ elnöke kijelentette: − „Az ELKH intézetei közül több közvetlenül is tagja a MISZ-nek, és például a K+F Tagozatunk működésében kiemelt szerepet játszanak. Az eddigi, intézeti együttműködést kívánjuk magasabb szintre emelni az ELKH-val megkötött szerződés, illetve a kidolgozott munkaterv révén. Meggyőződésünk, hogy tovább fokozható az alapkutatástól a piacig tartó folyamat. Az ilyen típusú tevékenységet külön is díjazzuk a MISZ által minden évben kiírt Magyar Innovációs Nagydíj pályázat keretében.˝

A megállapodás aláírása kapcsán Maróth Miklós, az ELKH elnöke elmondta: − „Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat méreténél és minőségi kutatóállományánál fogva meghatározó eleme a magyar tudásalapú innovációs tevékenységnek. Az ELKH küldetésének tekinti a magyar kutatóhálózat megerősítését és kiválósági elveken alapuló fejlesztését, valamint a kutatói szféra kapcsolatainak élénkítését a gazdaság és a társadalom többi szereplőjével. A MISZ mint az innováció ügyének elismert és felelős hazai képviselője hatékonyan tudja támogatni az ELKH-t ezen tevékenységeiben, többek között a tudományos kutatás, a fejlesztés és az innováció gazdasági és társadalmi hatásának fokozásában.”

A felek együttműködésének középpontjában a hazai innovációs szereplők közötti tudás- és technológiatranszfer-folyamatok katalizálása áll. A két szervezet közös célja, hogy az ELKH kutatóhelyeinél keletkező tudományos eredmények nemzetgazdasági hasznosítása mellett hozzájáruljanak a kutatói utánpótlás és tehetséggondozás biztosításához, az egyetemek és a kutatóhálózat közötti együttműködéseken alapuló regionális tudásbázisok megerősítéséhez, valamint a magyar ipar, mezőgazdaság és szolgáltatási szektor innovációs és jövedelemtermelő képességének növeléséhez.

A KOKI kutatóinak világszinten egyedülálló módszertani újításai tovább növelik a rágcsálókon végzett kognitív kísérletek megbízhatóságát és hatékonyságát

Az ELKH Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (KOKI) Hangya Balázs által vezetett Lendület Rendszer-neurobiológia kutatócsoportja egy világszínvonalú, automatizált szoftvervezérlésű berendezést, és ennek alkalmazásával egy új módszert dolgozott ki, amely jelentősen megnöveli a kognitív működés – köztük a tanulás, a memória, a figyelem, a tervezés és a döntéshozás – megértését célzó rágcsálókísérletek megbízhatóságát és hatékonyságát. A módszertani újításokról a közelmúltban jelent meg tanulmány a Springer Nature lapcsoport egyik folyóiratában, a Scientific Reports-ban.


A döntéshozók egyre szélesebb köre ért már egyet abban, hogy az agyi funkciókat érintő idegrendszeri megbetegedések megelőzése, illetve kezelése alapvető társadalmi érdek. A megelőzéshez és a hatékony kezelési módok kifejlesztéséhez azonban meg kell ismernünk az emberi gondolkodás mechanizmusait, és ebben kulcsszerepet töltenek be a rágcsálókon végzett idegrendszeri kísérletek. A kutatók kísérleti egereknek, illetve patkányoknak tanítanak be különböző tanulási, figyelmi és egyéb kognitív feladatokat, eközben pedig folyamatosan ellenőrzik a rágcsálók idegsejtjeinek a működését.

Ez nemcsak nagyon időigényes, nehezen standardizálható tevékenység, de az állatok számára olyan stresszforrást is jelenthet az emberekkel való közvetlen kapcsolat, amely lényegesen befolyásolhatja a kísérletek hatékonyságát és eredményét. Ezen segít az ELKH Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetében dolgozó Hangya Balázs és csoportjának legújabb fejlesztése. A kutatók egy olyan automatizált „lakó–tanító-rendszert” dolgoztak ki, amely lehetővé teszi, hogy az egerek a lakódobozukból meghatározott időközönként átmehessenek egy szomszédos „tanítódobozba”, ahol automatizált szoftvervezérléssel zajlik a tréning. A kísérletek egyértelműen bizonyították, hogy a hagyományos „kézi vezérlésű” tanításhoz képest az egerek az automatizált szoftvervezérlésű rendszerben sokkal gyorsabban sajátítják el a feladatokat, és a stresszhormonjaik szintje is megegyezik a kontrollegerekével. Az új módszerrel emellett rengeteg kutatói munkaórát is meg lehet takarítani, hiszen az egerek akkor is tanulnak, amikor a kísérletező nincs is jelen, esetleg épp konferencián vesz részt, vagy a járvány miatt karanténba kerül. Fontos szempont továbbá, hogy azzal, hogy a kísérletező személye által okozott tényezők kizárhatók, két egér viselkedése megbízhatóan összehasonlíthatóvá válik.

A korábban elérhető néhány automatikus tanítórendszerhez képest a most kialakított berendezés újdonsága, hogy szabadon programozható kognitív rágcsálótesztek egész tárházára, viszonylag olcsó, és automatizált vezeték nélküli optogenetikai kísérletekkel is kombinálható. Az is fontos tényező, hogy nyílt forráskódú, azaz bárki szabadon fejlesztheti, alakíthatja saját kísérleti céljainak megfelelően.

Hangya Balázs és kutatócsoportja már több éve dolgozik az agy normális és kóros működésének a pontosabb megértését támogató eszközök és módszerek fejlesztésén. Idén szeptemberben mi is hírt adtunk arról, hogy a Nature Communications-ben közölték azt a módszerüket, mely már a kísérlet megkezdése előtt lehetővé teszi az egéragyba beültetett mérőeszközök helyének CT-, illetve MRI-mérésekkel történő, nagy pontosságú meghatározását.

A cikk szerzői és forrása:

Eszter Birtalan, Anita Bánhidi, Joshua I. Sanders, Diána Balázsfi, Balázs Hangya

Efficient training of mice on the 5‐choice serial reaction time task in an automated rodent training system

https://doi.org/10.1038/s41598-020-79290-2

Egyetemi együttműködések keretében indultak új kutatási projektek az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Titkársága összesen 540 millió forintos támogatásával

2020-ban az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) Titkárságának kezdeményezésére összesen öt egyetemi együttműködési megállapodás jött létre: a Széchenyi István Egyetemmel (SZE), a Szent István Egyetemmel (SZIE), a Szegedi Tudományegyetemmel (SZTE), a Pécsi Tudományegyetemmel (PTE), illetve az Óbudai Egyetemmel (ÓE). Az öt egyetemi együttműködés keretében 2020. december 1-jétől különféle kutatási projektek indultak, amelyekhez az ELKH Titkárság a 2021. november 30-ig tartó időszakra összesen 540 millió Ft-os támogatást biztosított.  

A SZE és az ÓE együttműködést a Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet (SZTAKI), a SZTE együttműködést a Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK), a SZIE együttműködést az Agrártudományi Kutatóközpont (ATK), a PTE Szentágothai János Kutatóközpont (SZKK) együttműködést pedig a Természettudományi Kutatóközpont (TTK)  vezeti. 

A program fontos küldetése, hogy az eddigi sikeres Kiválósági Együttműködési Programok (KEP) szakmai értékelésére és tapasztalataira építve tudomány- és kutatásszervezési szempontból hatékonyabb kereteket biztosítson a bevont intézmények kutatói által javasolt témák kidolgozásához. Emellett a tervek szerint kiterjesztik a programot a hazai kutatóegyetemek körül kibontakozó innovációs ökoszisztémára is azzal a céllal, hogy támogassák az ELKH egyetemekhez közeli kisebb, ám bizonyos területeken jelentős eredményeket elérő kutatócsoportok integrálását.

A kísérleti program fő célja, hogy növelje azoknak a nemzetgazdasági szempontból is fontos, ugyanakkor az ELKH kiemelt tudományos tématerületeibe jól illeszkedő kutatási projekteknek a számát, amelyekben előtérbe helyezik az eredmények hasznosulását. Ez fokozhatja a versenyt, és növelheti a KFI-együttműködések színvonalát is.

Az ELKH–SZTAKI–SZE együttműködés keretében 150 millió Ft-os támogatással indult projekt Számítógépes hálózati kommunikáció révén megvalósuló információfeldolgozási protokollok alkalmazása mobil ágensek elosztott irányításában címmel. A kutatási program a nagy sebességű, alacsony késleltetésű kommunikációs technológiák (5G és 6G) társadalmi elfogadottságának növelésére, továbbá az iparban történő technológiai alkalmazásuk bővítésére irányul. A járműirányítási rendszerek megbízhatóbbá tételével, valamint a közlekedési információk intelligens módon történő megosztásával és felhasználásával jelentősen javítható a közlekedésbiztonság. A közlekedési rendszereknek a projektben kutatott technológiákkal történő támogatása további optimalizálási potenciált rejt, mivel a közlekedésre felhasznált energia csökkentése révén hozzájárul az Európai Unióban is az elsődleges célok közé sorolt szén-dioxid-kibocsátás, és így a környezetterhelés csökkentéséhez.

Az ELKH–SZTAKI–ÓE együttműködésben 100 millió Ft-os támogatással indult el a Kibermedikai rendszerek fejlesztése mesterségesintelligencia- és hibridfelhő-módszerekre alapozva című projekt. Ebben öt különböző élettani, biológiai alkalmazási területen történik pilot alkalmazásfejlesztés, melyek mindegyike jelentős hasznosítási potenciállal rendelkezik a népegészségügy, az élelmezésipar és a nemzetgazdaság különböző területein. A projekt öt kulcsterülete: a cukorbetegek döntéstámogatása, az étkezési célú gombatermesztés automatizálása, tremordetektálás, mikrohemodinamikai képalkotó eljárás, és a fogszabályzó-használat monitorozása. Az eredmények nagymértékben erősítik az Óbudai Egyetemen újonnan létesítendő Technológia Centrum portfólióját. Emellett egy további lehetséges kooperációról zajlanak egyeztetések a Siemens hazai képviseletével a projektben felvázolt öt kutatási terület eredményeinek széles körű hasznosítására vonatkozóan.

Az ELKH–SZBK–SZTE együttműködés keretében 120 millió Ft támogatással két projekt indult, 60-60 millió Ft-os kerettel: az egyik Ultragyors természetes és mesterséges fotokémiai reakciókomplexek működésének modulálása nagy erősségű statikus és tranziens elektromos terekkel; fotonikai alkalmazások, a másik Idegsejtek fenotipizálása és kommunikációjuk vizsgálata mesterséges intelligencia és automatizált „patch clamp” rendszer segítségével címmel.

A fotokémiai témájú alapkutatási program célja, hogy tisztázza a fotokémiai rendszerekben kialakuló nagyon erős és gyorsan változó lokális elektromos terek, valamint a hozzájuk kapcsolódó dielektromos relaxációs folyamatok szerepét, és segítsen megérteni a dielektromos környezet mesterséges és biohibrid molekuláris rendszerek fotokémiai aktivitására kifejtett hatását is.

Az idegsejtekkel kapcsolatos projektben a kutatók egy olyan módszertan létrehozását tűzték ki célul, amely a humán in vivo agykérgi szövetekben a sejtek típusainak feltárását és a közöttük történő kommunikáció megértését szolgálja. Ennek eléréséhez egy olyan, idegtudományi kutatásokra használható hardver- és szoftverrendszert fejlesztenek ki, amely mesterséges intelligencia segítségével rekonstruálja az agysejteket a szövetben, ezt követően pedig előrejelzést (predikciót) ad azok megjelenésére (fenotípusára) nézve. Az így létrehozott módszer segítségével az emberi agy működésének pontosabb megértésén felül fontos orvosi kérdések megválaszolására nyílik lehetőség, többek között az Alzheimer- vagy Parkinson-betegség optimális, személyre szabott terápiáját illetően.

Az ELKH–TTK–PTE–SZKK együttműködés keretében négy olyan kutatási projektet választottak ki, amelyek a TTK és a Szentágothai János Kutatóközpont részben már elindított együttműködési területeire építenek.

Az első projekt az NGS[1]-illesztési referenciaprojekt, melynek célja az újgenerációs szekvenálási adatok (NGS) kiértékeléséhez használt illesztési referencia-adatbázisok felállítása, két témára fókuszálva. Az NGS illesztési referenciaprojektben olyan újszerű adatelemzést végeznek majd, melynek során mindkét résztvevő kutatócsoport (a TTK, illetve a PTE részéről) egymástól függetlenül feldolgozza az összes rendelkezésre álló adatot. A kutatások eredményét közvetlenül is tudják majd csatlakoztatni az Európai Unió által 5 millió euróval támogatott, összesen 22 ország részvételével zajló ELIXIR CONVERGE projektben kidolgozott standardokhoz.

A második projekt az Új fájdalomcsillapító, antidepresszáns, neuroprotektív/retinoprotektív és memóriajavító célmolekulák, gyógyszerjelöltek azonosítása (neurofarmakológia) címmel indult el, és nagyon ígéretes, új gyógyszerfejlesztési irányt jelent. Egyedülállóan széles spektrumot felölelő metodikai lehetőségek állnak rendelkezésre a transzlációs neurofarmakológiai kutatások valamennyi fázisához, ezekhez pedig elengedhetetlenül fontos a résztvevők erős klinikai háttere, illetve a Szentágothai János Kutatóközpont (SzKK) modern műszerparkja. A projekt a gyógyszercélpont-azonosításra irányuló teljes vizsgálati spektrumot lefedi, emellett a gyógyszerhatástani, toxikológiai, farmakokinetikai, gyógyszertechnológiai, gyógyszerészi kémiai, biotechnológiai, és transzlációs klinikai kutatásokhoz szükséges kompetenciákat is felvonultatja. A partnerek több KKV-val, valamint a Richter Gedeon Nyrt.-vel is szoros együttműködésben állnak. Ehhez a projekthez kapcsolódik a beadásra tervezett Transzlációs Klinikai Idegtudományi Nemzeti Laboratórium elnevezésű pályázat, amely elsősorban neuropeptid-mediátorokra és receptoraikra, illetve a kismolekulájú agyi transzmitterekre irányul, valamint a Gyógyszerkutatás és -Fejlesztés Nemzeti Laboratórium is.

A harmadik projekt a Bioimpedancia-alapú tumordiagnosztika, amelynek célja a megbízható, korai diagnózis felállítása daganatos betegségek esetében. A kifejlesztett új módszer ígéretes lehet tumorszűrésekben, valamint a kezelés hatékonyságának monitorozásában is. Az interdiszciplináris K+F+I-projekt keretében a tumorok (elsősorban emlőtumor, melanoma, esetleg prosztata karcinoma, oszteoszarkóma) komplex állatkísérletes modellekben történő validációját, jellemzését, optimalizálását tervezik, ipari partnerek későbbi lehetséges bevonásával. Ehhez a kutatáshoz kapcsolódik az Óbudai Egyetem Kiberorvosi Kompetenciaközpont (NKFIH, 2020−) projektje Innovációs szolgáltatóbázis létrehozása diagnosztikai, terápiás és kutatási célú kiberorvosi rendszerek fejlesztésére címmel, melynek célja egy Kiberorvosi Kompetenciaközpont létesítése az Óbudai Egyetemen.

A negyedik projekt A zsírszövet sejtes és molekuláris biológiai jellemzése az elhízással, illetve az öregedéssel összefüggésben címmel valósul meg. Ez az elhízás világszerte jelentős egészségügyi problémájával kapcsolatos, amely miatt jelentősen megnőtt a zsírszövet, illetve a hozzá kapcsolódó általános anyagcsere molekuláris biológiai szintű vizsgálatának a fontossága. A zsírszöveti differenciáció mindkét fő irányát (fehér és bézs/barna zsírsejtek) különböző modellrendszerekben kutatják majd, ilyen például a tímusz (csecsemőmirigy) elzsírosodásának tanulmányozása génhiányos egérmodellek felhasználásával. A projekt további célja az öregedéshez köthető adipogenezis hátterében álló folyamatok feltérképezése, valamint olyan fehérjecélpontok megtalálása, amelyek képesek lehetnek késleltetni az öregedést.

Az ELKH–ATK–SZIE együttműködés keretében 70 millió Ft támogatással indult el a Precíziós nemesítés a biztonságos élelmiszer-alapanyagért kutatási program, melynek célja különféle génszerkesztésen alapuló technológiák alkalmazása. Három növényt vizsgálnak – burgonya, búza, szilva – annak érdekében, hogy gyakorlati megoldást találjanak a három fő kórokozóféle – vírus, baktérium és gomba – káros behatásaival szemben. A projekt eredményes kivitelezése egy új Nemzeti Laboratórium létrehozását is megalapozhatja. A most induló kutatások folytatásával egy úgynevezett transzlációs mezőgazdaság alapjait lehetne lefektetni hosszabb távon, ami – a transzlációs medicina mintájára – a tudomány eredményeinek a termelésbe történő átültetését, valamint az innovációt szolgálja, illetve gyorsítja fel.

[1] Next Genaration Sequencing – Új Generációs Szekvenálás – DNS

Nagyenergiás csillagászati megfigyeléseket tesz lehetővé a CSFK kutatóinak vezetésével, nemzetközi együttműködésben épített legújabb kisműhold

November végén az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetében magyar−japán−szlovák együttműködés keretein belül elkészült az első magyar vezetésű, kimondottan asztrofizikai kutatásokat végző műhold. A tudományos világ a gravitációs hullámok 2015-ös felfedezése óta fokozottan érdeklődik az Univerzum legenergikusabb kitörései iránt. Ám a gravitációs hullámok forrásának megtalálása és beazonosítása a mai napig kihívást jelent, hiszen a gravitációshullám-detektorok a források irányát nem igazán tudják beazonosítani, jóllehet a jelenség hátterében álló objektumok – pl. összeolvadó fekete lyukak vagy neutroncsillagpárok – méretét pontosan meg tudják mérni. Az irány meghatározásárának egyik egyszerű módja azoknak a látható tartományba eső, vagy más elektromágneses hullámoknak a megfigyelése lehet, amelyek a neutroncsillagok összeolvadásakor keletkeznek: a helymeghatározás legjobb eszközét talán a gamma-sugárzás észlelése jelenti.

A magyar műhold szerelésének pillanatai a detektor kiolvasó moduljának rögzítése az adatgyűjtő egységhez.

Noha magukat a gamma-kitöréseket már az 1960-as évektől kezdve észlelik, a hozzájuk kapcsolódó jelenségek a – gravitációs hullámoktól függetlenül is – sok nyitott kérdést hordoznak magukban. Ezeknek a kutatásoknak az elősegítésére indult ez a hazai fejlesztés, azzal a céllal, hogy a későbbi, műholdflották fejlesztésére irányuló projektek alapjait is megvethesse. A Csillagászati Intézet munkatársainak vezetése mellett, a Hirosimai Egyetem, illetve az ELTE TTK Fizikai Intézetében dolgozó kollégák bevonásával tervezték és építették meg azt a detektort, mely képes ilyen kis méretű, az úgynevezett CubeSat szabványhoz illeszkedő rendszeren belül is megvalósítani a gamma-sugárzás mérését. – „A detektor lelke egy cézium-jodid kristály, amely a gamma-sugárzás hatására látható fényt bocsát ki. Ezt érzékeny, fotonszámlálónak nevezett szenzorokkal érzékeljük, majd a jel erősítése és digitalizálása után a csillagászati szempontból gyanús jeleket helyben letároljuk, vagy közvetlenül egy rádiómodul felé továbbítjuk” – mondta Pál András, aki a rendszer fejlesztését vezeti a Csillagászati Intézet részéről.

Csoportkép a majdnem elkészült műholddal, balról jobbra: Mészáros László − ELKH CSFK Csillagászati Intézet; Masanoni Ohno – Hirosimai Egyetem, ELTE Fizikai Intézet; Pál András – CSFK Csillagászati Intézet

„A projekt rendkívül jó példája annak a nemzetközi együttműködésnek, amelyben japán és magyar kutatók egy olyan csillagászati műszert fejlesztenek közösen kisműholdra, amely azelőtt csak nagy műholdakon repülhetett” – nyilatkozta Masanori Ohno, aki a projekt miatt egyenesen Hirosimából (Japán) költözött Budapestre. – „Nagy kihívás volt a teljes detektort úgy megtervezni, hogy ebben a kis térfogatban is elférjen” – egészítette őt ki Mészáros László, aki többek közt a detektor mechanikai vonatkozásaiért volt felelős. – „A kristályfóliákba történő csomagolás és összeszerelés során sokszor hihetetlenül óvatos kézi munkára volt szükség” – tette hozzá Jakub Řípa asztrofizikus.

Ez a kisműhold méreteit tekintve megegyezik az első, teljesen magyar építésű műhold, a MaSat-1 méreteivel: a mintegy 10x10x11 centiméteres kis „kockában” található a tápegység, a rádióadóvevő-modul, a fedélzeti számítógép, és a pontos időmérést lehetővé tévő GPS-vevő mellett maga a detektor is. Noha a detektor a műhold térfogatának körülbelül egyharmadát teszi ki, súly szempontjából azonban majdnem a felét, hiszen a gamma-detektorokban alkalmazott kristályok nagy sűrűségűek, emellett a fényérzékelő szenzorokat is védeni kell egy kis extra ólomborítással. A kisműhold fedélzeti rendszereit a szlovák Spacemanic és a Needronix cég készítette a Kassai Műszaki Egyetem Repülőmérnöki Karának munkatársaival és a magyar csoporttal együttműködésben – a szintén 10x10x11 centiméter méretű, sikeres SkCube projekt továbbfejlesztéseként.

Az elkészült GRBAlpha kisműhold, tetején a gamma-detektorral.

Ez a magyar kisműhold az első lépés egy későbbi műholdflotta megvalósítása felé. Amennyiben a detektorkoncepció sikeresnek bizonyul, a nagyobb – mintegy 10x10x34 centiméter méretű –, de a CubeSat szabványnak továbbra is megfelelő műholdakon nemcsak a precízebb mérés lesz lehetséges, hanem a források irányát is nagyon pontosan meg lehet majd határozni a flotta egyes tagjaihoz beérkező sugárzás észlelési időpontjának a különbségéből.

„Ezzel új út nyílik meg az asztrofizikában, és a miénk lehet az első olyan CubeSat-detektor, amely gamma-felvillanást érzékel” – mondta Werner Norbert, az ELTE és a brnói Masaryk Egyetem munkatársa, aki a detekor műholdvázba történő beépítését koordinálja. – „ Ezért is lett a műhold neve GRBAlpha” – tette hozzá Kiss László, a CSFK főigazgatója.

Így tehát a nanoműholdak hamarosan felvehetik a versenyt a klasszikusnak mondható nagyműholdas projektekkel is, amelyek időközben már a tervezett élettartamuk vége felé közelednek. Frei Zsolt, az ELTE most alakuló Űrtudományi Centrumának vezetője, az ELTE LIGO-tagcsoportjának vezető kutatója, kijelentette: – „A magyar műholdflotta teszi majd képessé a LIGO-t a következő években a neutroncsillagpárok mint gravitációshullám-források helyének meghatározására, azaz a sokcsatornás csillagászat következő kulcsfontosságú lépésének a megtételére”.

A projektet bemutató szakcikk elérhető: https://arxiv.org/abs/2012.01298

Feltár, igazol, előremutat: a magyarországi COVID-járványt meghatározó vírusváltozatok genetikai vizsgálata

A koronavírus-fertőzés terjedési láncának visszakövetésében és a klinikai fejlesztés alatt álló vakcinajelöltek várható hosszú távú hatékonyságának előrejelzésében is segíthet az a vírusgenom-kutatási program, amely konzorciális együttműködéssel, szegedi, pécsi, debreceni és budapesti kutatóintézetek és klinikák közreműködésével valósul meg, és bekapcsolja hazánkat a COVID-kutatás nemzetközi kollaborációjába. A vírus teljes genetikai állományának (genomjának) vizsgálata más járványtani elemzésektől független információforrás, amellyel reprodukálható a COVID-19-járvány tavaszi-koranyári hulláma, és megtudható, milyen vírusváltozatok terjednek jelenleg az országban.

A COVID-19 megbetegedést okozó SARS-CoV-2 vírus klinikai mintákból izolált változatainak genetikai elemzése az Eötvös Loránd Kutatási Hálózathoz tartozó Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) vezetésével, a Pécsi Tudományegyetemhez tartozó Virológiai Nemzeti Laboratóriummal együttműködésben zajlik, több klinikai diagnosztikai laboratórium bevonásával. A projekt legfrissebb eredményei alátámasztják, hogy a SARS-CoV-2-ként (SARS-CoV-2: súlyos akut légúti tünetegyüttest okozó koronavírus 2-es típusa) számon tartott, új típusú koronavírus-fertőzés hazai második hulláma független a tavaszi itthoni járványterjedéstől: a jelenlegi járványügyi helyzet nem a tavasszal kialakult és lappangva terjedő fertőzési láncok folytatása, hanem a nyár közepén történt újbóli behurcolások eredménye. A genomszekvenálással (a vírus örökítőanyagának precíz feltérképezésével) feltárt vírusváltozatok összehasonlító elemzése arra is egyértelműen rámutat, hogy amíg a hatékony korlátozások következtében a tavaszi első fertőzéshullám hazánkban lokális maradt, addig az őszi szakaszban már országos kiterjedésű fertőzési láncolat is létrejött, ami megerősíti a belföldi széthurcolás szerepét és alátámasztja, hogy a járványügyi korlátozások kulcsfontosságúak a fertőzés terjedésének megakadályozása, illetve lassítása szempontjából.

Lényeges, hogy a SARS-CoV-2 koronavírus genetikai állománya ugyan folyamatosan változik, de ez a változás viszonylag lassú folyamat más vírusok (például az influenzavírus) genetikai módosulásaihoz képest – tájékoztat prof. dr. Jakab Ferenc a Virológiai Nemzeti Laboratórium (VNL) vezetője, és dr. Kemenesi Gábor, a VNL munkatársa. A vírus örökítőanyagának természetes változásai (mutációi) ugyanakkor fontos szerepet játszhatnak a kórokozó életképességében és fertőzőképességében, a mutációk időbeli és térbeli mintázata pedig fontos információt ad a járvány terjedéséről.

A vírusváltozatok genetikai vizsgálata alapján kirajzolódó ún. evolúciós törzsfát elemezve megállapítható, hogy az első észlelt magyarországi behozatalok jellemezen február végén és március első felében történhettek – abban az időszakban, amikor az első fertőzések felütötték a fejüket Nyugat-Európában. Ez a megállapítás egyben azt is igazolja, hogy hibás az az általános népvélekedés, miszerint a vírus már korábban is terjedt volna hazánkban – mutatnak rá a genomszekvenciák bioinformatikai elemzését végző kutatók, dr. Ari Eszter és dr. Vásárhelyi Bálint Márk.

A Magyarországon jelenleg terjedő fertőzési láncokat kialakító vírusváltozatok alapvetően megegyeznek az Európában terjedő vírusvariánsokkal: a mostani járványhullámot olyan változatok dominálják, amelyek a tavasz során más európai országokban alakultak ki. A konzorciális együttműködéssel folyó hazai tudományos munka célja, hogy a kutatócsoportok evolúciós és bioinformatikai tudására építve a hazai koronavírus-genomok gyors, valós idejű vizsgálatával új információt nyerjenek a járvány magyarországi terjedéséről és az új vírusváltozatok felbukkanásáról – összegzik a projektet vezető dr. Kintses Bálint és dr. Papp Balázs, az SZBK és a Magyar Molekuláris Medicina Kiválósági Központ (HCEMM) munkatársai a tudományos munka fő célkitűzését. A hazai vírusváltozatokkal kapcsolatos adatok a nemzetközi vírusmonitorozásnak is fontos elemei, mivel a kórokozóval kapcsolatos ismeretek bővítése révén segítik a jövőbeli járványügyi helyzetekre való felkészülést, lehetővé téve a veszélyesebb vírusváltozatok hazai megjelenésének észlelését. Mindezek mellett a vírusmódosulások folyamatos követése annak is fontos eszköze, hogy minél precízebben lehessen megítélni a védőoltási programok és a terápiák várható hatékonyságát.

A teljes elemzés, amely magában foglalja a ma Magyarországon terjedő vírusváltozatok kiértékelését, elérhető itt.

Aktuális statisztikák

Azóta, hogy 2019 decemberében felütötte fejét a SARS-CoV-2-ként (SARS-CoV-2: súlyos akut légúti tünetegyüttest okozó koronavírus 2-es típusa) számon tartott, új típusú koronavírus, világszerte rendkívüli ütemben nő a fertőzöttek száma. Az Egészségügyi Világszervezet december 1-jei statisztikai adatai szerint világviszonylatban közel 63 millió fertőzöttet tartanak nyilván, és csaknem 1,5 millió haláleset következett be a koronavírus-fertőzés szövődményei miatt. Összehasonlításként, a védőoltással megelőzhető szezonális influenzavírus-fertőzéssel összefüggő éves halálozást világviszonylatban 650 000 körülire becsülik, és a 2009-ben világjárványt (pandémiát) okozó H1N1 influenzavírus első éves halálozási száma sem haladta meg a 400 000 főt. Hazánkban a regisztrált koronavírus-fertőzöttek száma megközelíti a 220 ezer főt, a mostanáig elhunytak száma pedig majdnem 5000.