Tudomány hírei



Kémiai Nobel-díj 2015

Éva Dobóné Tarai, 2015. okt. 10. 0:55

A DNS-javító mechanizmus tanulmányozásáért hárman kapták a 2015-ös kémiai Nobel-díjat

A 2015-ös kémiai Nobel-díjat Tomas Lindahl, Paul Modrich és Aziz Sancar kapta azért, mert molekuláris szinten feltérképezték, hogyan javítja a sejt a károsodott DNS-t, és őrzi meg ily módon a pontos genetikai információt. A három tudós munkája alapvető tudást adott arról, hogyan működik az élő sejt, és megnyitotta a gyakorlati alkalmazás lehetőségét is, például új rákkezelési módszerek kifejlesztéséhez.

A DNS-ünket mindennap károsítja az ultraibolya sugárzás, a szabadgyökök és más rákkeltő anyagok, de a DNS-molekula még e külső támadások nélkül is eredendően instabil. A sejt genomjában több ezer spontán változás következik be naponta.

Ráadásul hibák keletkezhetnek akkor is, amikor a DNS sejtosztódáskor lemásolódik (replikáció). Ez a folyamat pedig több milliószor játszódik le az emberi testben naponta.

Molekuláris rendszerek ellenőrzik és javítják a DNS-t

Egyetlen oka van annak, hogy genetikai anyagunk nem esik szét és nem következik be teljes kémiai káosz: egy sor molekuláris rendszer folyamatosan ellenőrzi és javítja a DNS-t.

Báziskivágó javítás

Az 1970-es évek elején a kutatók még azt hitték, hogy a DNS rendkívül stabil molekula, azonban Tomas Lindahl kimutatta, hogy a DNS olyan ütemben bomlik le, ami eredendően lehetetlenné tette volna az élet kialakulását a Földön.Ez a meglátás vezette őt egy molekuláris mechanizmus, az úgynevezett báziskivágó javítás felfedezéséhez, ami folyamatosan megakadályozza a DNS-ünk összeomlását.

Forrás: Johan Jarnestad

A DNS-javítási mechanizmusok vázlatos rajza. Balról jobbra a báziskivágó javítás, a nukleotidkivágó javítás és az oda nem illő párok javítása

Nukleotidkivágó javítás

Aziz Sancar az úgynevezett nukleotidkivágó javítást térképezte fel. Ezt a mechanizmust használja a sejtaz ultraibolya sugárzás miatt bekövetkezett DNS-károsodások javítására.Napfény hatására bőrrák alakul ki azokban az emberekben, akik e javító rendszer hibájával születnek.

A sejt még többek közt a mutagén anyagok által okozott hibák javítására is használja a nukleotidkivágó javítást.

Össze nem illő párok javítása

Paul Modrich azt mutatta ki, hogyan javítja ki a sejt a DNS-replikáció hibáit, amelyek a sejtosztódáskor következnek be. Ez a mechanizmus – az úgynevezett össze nem illő párok (mismatch) javítása – nagyjából ezredrészére csökkenti a DNS-replikáció folyamán bekövetkezett hibák gyakoriságát.A mismatch javításának vele született hibája felelős például a vastagbélrák egyik örökletes formájáért.

A kutatókról

A svéd Tomas Lindahl 1938-ban született Stockholmban. 1967-ben szerezte doktori fokozatát a Karolinska Institutetben. 1978 és 1982 között a Göteborgi Egyetemen az orvosi és élettani kémia professzora. A Francis Crick Intézet nyugalmazott csoportvezetője és a brit Clare Hall Laboratory rákkutató intézetének nyugalmazott igazgatója.

Az egyesült államokbeli Paul Modrich 1946-ban született. Doktori fokozatát 1973-ban szerezte a Stanfordi Egyetemen. Jelenleg a Howard Hughes Orvosi Intézet felügyelője, és a Duke Orvosi Egyetem biokémia-professzora.

Aziz Sancar amerikai és török állampolgár. 1946-ban született a törökországi Savurban. 1977-ben doktorált a Texasi Egyetemen. Jelenleg az Észak-Karolinai Orvosi Egyetem biokémia- és biofizika- professzora.

A kitüntetettek megosztva 8 millió svéd koronával (266,3 millió forintos összeggel) gazdagodnak, a díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik.

(Az Origo cikkének rövidített változata. A cikk eredetije itt olvasható.)

Kis "színesek" a festékek köréből

Éva Dobóné Tarai, 2013. szept. 5. 0:09   [ 2013. szept. 5. 0:34 frissítve ]

A barlang festményeiről híres Lascaux-barlangot 2001-ben megtámadták a fehér Fusarium solani gombák. A mikrobiológiai támadás ellen gombaölő szerrel (benzalkonium-kloriddal) próbáltak meg védekezni. A fehér színű Fusarium telepek eltűntek ugyan, de helyükön újabb, nagyobb, ráadásul fekete színű telepeket képező gomba szaporodott el. 2008-ban egy új fajt is felfedeztek a telepek között, amelyet a barlangról Ochroconis lascauxensis-nek neveztek el. 2011-ben újabb, a Herpotrichiellaceae családba tartozó gombafajok tűntek fel. Azóta is nő a gombák biodiverzitása a világhíres barlangban, amit a kezdeti gombaölőszeres kezelésre vezetnek vissza. A barlang értékeinek védelmére újabb, körültekintőbb beavatkozásokra lesz szükség.

(Environ. Sci. Technol. 46, 3762. (2012)

 

Brómatomok a légkörben

Éva Dobóné Tarai, 2013. aug. 31. 12:17

„Már régebben is ismert volt. hogy az Északi-sark környékén a tengervíz bromidion tartalmából jelentős mennyiségben elemi bróm és brómatom keletkezik, amelyek aztán nagyrészt a levegőt szennyező anyagokkal reagálnak tovább, így egyfajta öntisztító hatást fejtenek ki a légkörben. A jelenség okát azonban csak nemrégiben sikerült megtalálni. Laboratóriumi eredmények szerint az elemi bróm a hó felszínén keletkezik, a folyamathoz a napfény szükséges, az ózon jelenléte pedig gyorsító hatással van rá. A feltételezések szerint a mechanizmusban a hó felszínén fény hatására keletkező hidroxilgyököknek is nagy szerepük van. Így aztán a sarkvidékek hótakarójának a zsugorodása a levegő tisztaságát is kedvezőtlenül befolyásolhatja.”

Forrás: Nat. Geosci. 6, 351. (2013) alapján Magyar Kémikusok Lapja, LXVIII., 6-7. 245 (2013)

A hónap molekulája 2013. augusztus

Éva Dobóné Tarai, 2013. aug. 31. 12:15   [ 2013. aug. 31. 12:16 frissítve ]

A biszpirin (C27H21BiO12), az acetilszalicilsav bizmut (III) sója két korábbról ismert gyógyszer előnyeit egyesíti. Az aszpirint gyulladáscsökkentő gyógyszerként használják, de sajnálatos mellékhatásaként esetenként bélrendszeri vérzések is előfordulhatnak. A bélrendszeri vérzések Helicobacter pylori baktériumfertőzés esetén is jelentkezhetnek, amit mostanáig bizmut karboxilátokkal kezeltek. A biszpirin várhatóan egyszerre fejti ki mindkét hatást, új szer hozzáadása nélkül is.

Forrás: Chem. Commun.49, 2870. (2013) alapján: Magyar Kémikusok Lapja LXVIII., 7-8, 245 (2013).

Humor a tudományban - Könyvajánló

Éva Dobóné Tarai, 2012. jan. 28. 14:03   [ frissítve: 2012. jan. 28. 23:06, felhasználó: Gábor Siegler ]

"A humor tudományáról sok mű született már, ám a tudomány humoráról most jelenik meg első ízben átfogó munka. Már maga az alapötlet is érdekes, hiszen hajlamosak vagyunk úgy vélni: a tudományok művelői komoly arcú, szakállas tudósok, akik sosem mosolyognak - hacsak azért nem, mert éppen erről írnak tanulmányt. Beck Mihály könyvéből azonban kiderül, hogy a tudomány nagyon is emberi dolog, ahol mindig van min nevetni: ironikus díjakon, humoros koholmányokon, a tudományos elnevezések vicces vonatkozásain, esetleg bolondos vagy képtelen találmányokon, szabadalmakon.

A Humor a tudományban nemcsak azért fontos könyv, mert a tudomány új, közvetlenebb oldalát mutatja meg, hanem azért is, mert tréfás történeteivel, tanulságos anekdotáival közelebb hozza az olvasóhoz a tudósok távolinak, merevnek hitt világát. S ha egy világot vonzónak találunk, az érdeklődést ébreszt bennünk; a tudomány iránt érdeklődni pedig jó dolog, sőt - ahogy azt olvasás közben megtapasztaljuk - kifejezetten szórakoztató is."

Beck Mihály: Humor a tudományban. (Akadémiai Kiadó) Humor a tudományban - Könyvajánló

Száz kémiai mítosz. Tévhitek, félreértések, magyarázatok - Könyvajánló

Gábor Siegler, 2012. jan. 28. 8:22   [ 2012. jan. 28. 23:04 frissítve ]

  "Tudásunk nem jelentéktelen hányadát képezik a különböző tévhitek. Ezek olyan tudományosan nem helytálló ismeretek, melyek alapvetően befolyásolják a világról alkotott képünket, mindennapi cselekedeteinket. Tévhiteink nagyon is „emberiek”: a mindennapi megismerés hiányosságai (túláltalánosítás, szelektív észlelés, pontatlan megfigyelés), a számunkra elviselhetetlenül bonyolult problémák egyszerű megoldásába vetett hit és a csodavárás legalább annyira okai, mint a félretájékoztatás, félrevezetés, legyen az szándékos vagy akár jó szándékú is. És tévhiteink megannyi veszélyt hordoznak magukban: gyakran pénztárcánk, nem ritkán egészségünk látja kárát."

Kovács Lajos, Csupor Dezső, Lente Gábor, Gunda Tamás: Száz kémiai mítosz. Tévhitek, félreértések, magyarázatok (Akadémiai Könyvkiadó)

Előadások a könyv anyagából:

Csupor Dezső: Van benne valami? A homeopátiáról szkeptikusoknak és hívőknek http://www.youtube.com/watch?v=GGoH8exU0mE

Gunda Tamás: Károsak, rákkeltőek-e az élelmiszerfestékek? Mindig jobbak-e a "biozöldségek"? Minden élelmiszeradalék veszélyes anyag? http://www.youtube.com/watch?v=ZRhK7h1sKss

Kovács Lajos: Tényleg másfél millió ember fogyaszt arzénnel szennyezett ivóvizet Magyarorszagon? http://www.youtube.com/watch?v=o-qemPNghew

Lente Gábor: Felfrissít-e az ózondús levegő? Lyukas-e az ózonpajzs? http://www.youtube.com/watch?v=dOr8e26_uuQ


Programozható molekuláris robot

Gábor Siegler, 2012. jan. 27. 12:40   [ 2012. jan. 27. 12:43 frissítve ]

  Az Oxfordi Egyetem Fizika Tanszékén mesterséges DNS alapú molekuláris robotot készítettek Andrew J. Turberfield és munkatársai. A robot a DNS által meghatározott útvonalon képes bizonyos pontok érintésével, vagy elkerülésével eljutni A-ból B pontba, nanométeres skálán (1 nanométer = 10-9m). További céljuk, hogy olyan robotot fejlesszenek, amely felismeri az elágazásokat és a programtól függően képes a jobb, vagy bal elágazást kiválasztani, az egyenes irányú elmozdulás helyett. A megoldás kulcsa egy olyan „hajtű” molekula kifejlesztése, ami részben üzemanyagként szolgál a robot számára a benne tárolt kémiai energia felhasználása révén, másrészt pontos információt szolgáltat az útirányról és az esetleges elágazásokról.
  A tökéletesített robotokkal lehetővé válna például a lehető legkisebb szükséges mennyiségű gyógyszer akár sejtszintű célba juttatása, ami a gyógyszeres kezelés hatékonyságát növelné, és minimálisra csökkentené a gyógyszerek esetleges káros mellékhatásait.

 Dobóné Dr. Tarai Éva

 Forrás: Amerikai Kémia Társaság, Nano Levelek,  2011, 11 (3), 982–987.o.

A 2011-es kémiai Nobel-díj

Gábor Siegler, 2012. jan. 27. 12:34   [ 2012. jan. 27. 12:37 frissítve ]

Amikor 1982-ben az addig ipari szempontból teljesen haszontalannak tartott magas mangán tartalmú alumínium ötvözeteket kezdte vizsgálni Dan Shechtman (Technion Műszaki Egyetem, Haifa, Izrael), olyan kép tárult a szeme elé, ami a valóságban nem is létezhetett. Ezek voltak az úgynevezett kvázikristályok. Mindeddig a kémia- és kristálytan tankönyvek azt tanították, hogy a szilárd anyagok két formában, amorf, vagy kristályos állapotban fordulhatnak elő. Előbbi a belső rendezettség szinte teljes hiányát jelenti, ilyen anyag pl. az üveg. A kristályos szerkezetű anyagokra a részecskék szabályos és periodikusan ismétlődő elrendeződése jellemző. A Shechtman által vizsgált alumínium-mangán ötvözetben korábban soha nem tapasztalt és kizártnak tartott ötös és tízes szimmetriát tapasztalt, de szabályos ismétlődést nem. Innen származik Shechtman elnevezése: Kvázikristály (mint ha-, alig kristály).

Az 1982-es első közlés nem keltett különösebb visszhangot a tudós társadalomban, sőt inkább merev elutasításra talált. 1984-től kezdődően azonban egyre több laboratórium erősítette meg Shechtman felfedezését. Újabb húsz évnek kellett eltelnie ahhoz, hogy kiderüljön, a felfedezés nemcsak elméleti jelentőségű (a kristálytan teljes újraértelmezése), hanem óriási gyakorlati értékkel is bír. Eredményei új irányokat jelöltek ki a szilárdtest fizikai kutatásokban, jelentős eredményekkel kecsegtetnek a hő- és kopásálló bevonatok terén, de hatást gyakorolhatnak a designra és a művészetekre is.

Shechtman esete újra megerősíti Louis Pasteur sokat emlegetett állítását: a szerencsés véletlenek a felkészült elméknek kedveznek. Shechtman véletlenül „botlott” egy szokatlan, lehetetlen kísérleti eredménybe, amit feltehetőleg korábban már mások is észleltek. Ő azonban elég kíváncsi volt ahhoz, hogy utána járjon az esetnek, hatalmas tudással kellett rendelkeznie, hogy észrevegye az addigi tudományos álláspont és a megfigyelése közötti ellentmondást. Magabiztossága, szakmai tudásába vetett hite miatt megmerte kérdőjelezni az addig elfogadott elveket és elég kitartó volt, hogy igazát bizonyítsa. Egy tudós számára elérhető legnagyobb jutalom lett az eredménye: a 2011-es kémiai Nobel-díj.

 Dobóné Dr. Tarai Éva

Forrás:

1. Hargittai István: A kvázikristály többé már nem kvázi….Magyar Kémikusok Lapja, LXVI. 2011. december, 376-377.

2. http://www.origo.hu/tudomany/20111005-kemiai-nobeldij-2011.html

3. http://americantechnionsocietyblog.wordpress.com

1-8 of 8