Dolgozik a liliputi erőgép

Talán nem ismeretlen a Magyar Nemzet figyelmes olvasói számára Ormos Pál akadémikus és fiatal munkatársa, Galajda Péter neve. Egy évvel ezelőtt egyik szombati mellékletünkben Liliputi erőgép a sejtben címmel bemutattuk azt a világszerte nagy feltűnést keltő tudományos eredményt, amely az MTA Szegedi Biológiai Központja Biofizikai Intézetében született, s amelyet a két kutató az amerikai Applied Physics Lettersben publikált. A közleményre szokatlan gyorsasággal, már a megjelenést követő héten tíznél többen hivatkoztak, s jelentőségét méltatták nemcsak tudományos lapokban, hanem a legnagyobb példányszámú napilapokban és népszerű folyóiratokban is. Nem késett a hazai elismerés sem: Ormos Pál és Galajda Péter ezért a munkájáért március 15-én megosztott Széchenyi-díjat vehetett át a Parlamentben.
A tudományos teljesítményért járó legnagyobb hazai állami elismerésben ezúttal két olyan kutató részesült, aki korával is kitűnik a jutalmazott alkotók közül. A most 50 éves Ormos Pál akadémikusként szintén a legifjabbak egyike, a mindössze 27 esztendős Galajda Péter pedig minden bizonnyal a Széchenyi-díjasok legfiatalabbika. Amikor leültem velük beszélgetni, az érdekelt, milyen út vezetett a korai vagy éppen jókor érkezett szakmai elismeréshez.
Ormos Pál bevallása szerint mindig azzal foglalkozott, amit szeretett. Igaz, szíve szerint repülőmérnöknek tanult volna, ám úgy gondolta, ennek a szakmának nincs jövője Magyarországon. Mivel a gimnáziumban jó fizikusként tartották számon, és a diákolimpia második helyezettjeként mentesítették a fölvételi vizsga alól, kézenfekvőnek látszott, hogy a Szegedi Egyetem fizika szakán folytassa tanulmányait. Diplomamunkáját már a Szegedi Biológiai Központban (SZBK), a Keszthelyi Lajos vezette Biofizikai Intézetben, Karvaly Béla irányítása alatt készítette.
Hogy mit keres egy fizikus a biológiai központban? A laborokat már hallgatóként – eleinte baráti alapon – látogató Ormos Pálnak megtetszett a biológia. Rájött, hogy az SZBK-ban ugyanolyan a munkamódszer, a kérdésfeltevés, mint a fizikában, azaz az élet bonyolult folyamatait fizikai törvényszerűségek alapján is meg lehet magyarázni. Mivel a későbbi tanítómestereként tisztelt Keszthelyi Lajos főként fizikusokat igyekezett az intézetébe csábítani, a fiatal Ormos Pál kötélnek állt, s pályakezdőként szorosabb kapcsolatba került a biológia tudományával. Eleinte az elektromos töltéseknek a membránon keresztül történő szállításával foglalkozott. A biológiai energia átalakításával, azzal a jelenséggel, amely minden életfolyamat alapja. A következő kutatási témája a bakteriorodopszin volt, egy fehérje, amely a fényenergiát biológiai energiává alakítja át. A bakteriorodopszin tulajdonképpen egy nagy molekulából álló gép, amely a fizikus számára is kiváló vizsgálati objektum: sok alapvető biofizikai folyamatot lehet megfigyelni rajta fotoelektromos és spektroszkópiai módszerekkel.
Ormos Pál már a biofizikai intézet igazgatójaként irányította a kutatómunkát, amikor ezekbe a kísérletekbe bekapcsolódott egy diákkörös egyetemi hallgató, Galajda Péter. Akadémiai intézet témavezetője számára kivételes szerencse, ha tehetséges, érdeklődő diák kerül a látókörébe. Péter diákkörösként a bakteriorodopszin infravörös spektroszkópiájával kezdett foglalkozni, majd az e témakörben írt dolgozatával országosan második helyezést ért el. Így állt össze a mára sikeressé vált páros. Péter – Ormos Pál jóvoltából – utolsó éves hallgatóként Tempus-ösztöndíjjal egyéves tanulmányúton vett részt Palermóban, majd diplomája megvédése után újabb fél esztendőt töltött el az ottani intézetben PhD-hallgatóként.
A Csopakról származó, Veszprémben érettségizett, Szegeden tovább tanuló fiatalember – némi vargabetűvel, Palermón át – visszatért Szegedre. Főnöke eközben sorra adta be a pályázatokat, hogy egy új módszer, a lézercsipesz bevezetéséhez szükséges pénzt megszerezze. Tudta, hogy ezzel az eljárással az eddigieknél érdekesebb eredményeket lehet elérni. A fokuszált lézerfénnyel ugyanis, mint valami csipesszel, meg lehet fogni mikroszkopikus részecskéket, például a sejteket ide-oda lehet helyezni, manipulálni. Az új labor összeállítása Péter feladata lett. A lézercsipesszel végzett kísérletek közben az a jelenség is foglalkoztatta a kutatópárost, hogy a csipesszel megragadott testek gyakran forogni kezdenek. Együtt keresték a választ a miértre. Miközben tanulmányozták ezt a pörgőmozgást, a szélmalom mintájára működő, miniatűr propellereket készítettek, amelyeket azonban szél helyett fény hajtott. Sőt a kis ventilátorok mellett szemmel nem látható, liliputi fogaskerekeket is gyártottak, amelyek a sejten belül összetett erőgépekként működhetnek. Képesek átrendezni az élő sejt belsejét, összekeverik az alkotóelemeket, fúrnak, faragnak, kiszippantanak vagy bepumpálnak egy új genetikai anyagot, ha kell.
A mini, fény hajtotta munkagépekről közölt tanulmány gyors nemzetközi visszhangja magukat a kutatókat is meglepte. A legjelentősebb tudományos, szakmai folyóiratokon kívül cikk jelent meg munkájukról a Timesban, a Welt am Sonntagban, a Frankfurter Allgemeine Zeitungban, kutatási eredményüket ismertette a Business Week. A tapasztaltabb tudós és az ötletgazdag fiatal PhD-hallgató szerint még csak nem is az ideális főnök-beosztott viszonynak köszönhető a siker, hanem annak, hogy egyenrangú gondolkodókként, együtt törték a fejüket az adott témán. Ennek eredményeként születtek meg a mikroszkopikus méretű mechanikus gépek, amelyekkel lehetővé válik biológiai minták gyors és hatékony vizsgálata, sejtek egyenkénti manipulálása, laboratóriumi berendezések miniatürizálása. Ennek gyakorlati haszna sem elhanyagolható: megnyitja az utat a biotechnológiai iparban, gyógyászatban, gyógyszergyártásban használatos berendezések építése előtt.
Az emberi genom kutatása hihetetlen mennyiségű információt szolgáltat, és ezek feldolgozása csak új technológiák alkalmazásával képzelhető el. Például ha nagyon kis mennyiségű biológiai anyagon kell nagyszámú biokémiai vizsgálatot elvégezni, az aligha lesz lehetséges a miniatűr erőgépek nélkül.
A liliputi masina föltalálóit nemcsak szellemességükért, az USA-ban elindított szabadalmi bejegyzésük okán illette meg a magas állami elismerés, hanem azért is, mert tudományos eredményük teljes egészében hazai „pályán”, a Szegedi Biológiai Központban, saját anyagi forrásból született.