A témául választott meglepő felfedezés előzményei az országos középiskolai tanulmányi versenyig nyúlnak vissza. Szeretve tisztelt kémiatanárom az Apáczaiban, Varga Ernő (szerencsére!) nem árulta el, hogy a beugró dolgozatot csak ő fogja elolvasni. Így fél évig bújtam a könyvtárakat a választott témám: a fehérjék és a fémionok, közöttük a cink kölcsönhatásairól. 1974-ben még nem volt Internet, és nem volt modern biokémia sem. Morzsánként, a turkálástól könyékig porosan kellett tehát összeszedni a tudást. Matatásom közben rájöttem, hogy a morzsák egyberakásával valami új is született. Ez óriási lelkesedéssel töltött el. Egyetemi kutatásaim során membránokkal kezdtem foglalkozni, így a fémionok és a cink – egy ideig – háttérbe szorultak az életemben.

A „cinkes élményeim” igazi meglepetést hozó, második felvonása egy évtizeddel későbbi. Amikor 1985-ben hazajöttem Amerikából, a témavezetőm, Somogyi János arra biztatott, hogy a kinti kutatási eredményeimből készítsem el a kandidátusi disszertációmat, amire volt még két évem az aspiránsi időmből. Én azonban nem mások ötleteiből, hanem a sajátjaimból akartam megírni az értekezést, ezért a két évet további kutatással töltöttem el. Nehéz feladatnak ígérkezett két év alatt összehozni egy olyan disszertációt, amihez másoknak akkoriban ennél jóval több kellett, de volt egy nagy fegyverem. Amerikában a Ca-ATP-ázzal kapcsolatos jó munkám jutalmaként Martonosi Antal professzor fedezte annak a költségeit, hogy kitanuljam, hogyan lehet megmérni a sejten belüli szabad kalciumkoncentrációt. Ez nagyon új technika volt akkoriban (Roger Tsien azóta Nobel-díjat kapott ennek és más, hasonló elven működő vizsgálati eljárásoknak a kifejlesztéséért). Ami azonban gyönyörűen működött odakint, sehogyan sem működött itthon. Ugyanaz volt a vegyszer, ugyanaz volt az eljárás, idehaza mégsem sikerültek a kísérletek.

Szenvedtem, és mértem folyamatosan. Talán egy év is eltelt, amíg rájöttem arra, hogy mi a baj. Akkoriban még az orvosegyetemen egy nagyon régi épületben dolgoztunk, ahol potyogott a vakolat. Mikroszkopikus szemcséi belehullottak a kémcsöveimbe. Így minden mintámba cinkionok kerültek, amelyeknek semmi keresnivalójuk nem volt ott. A megvilágosodás akkor következett be, amikor a Kertészeti Egyetemen Fodor Péterrel végzett plazmaemissziós spektroszkópiai kísérleteinkben a nálunk akkoriban alkalmazott ionmentesített, és desztillált víz (mint kontroll) cinktartalma szinte mikromólosnak adódott… Később rájöttem, hogy a cink ionjai mikromennyiségben is gátolják azt a reakciót, amivel a sejten belüli kalcium koncentrációját Amerikában olyan gyönyörűen megmértem.

Amikor ez kiderült, nem keseredtem el, és nem éreztem úgy, hogy ez egy istencsapás. Éppen ellenkezőleg. Fellelkesedtem. Egy új világ rajzolódott ki előttem, a cinkionok világa. Végül négy-öt cikket is írtam arról, hogy a cinkionok hogyan befolyásolják az élő szervezetek működését, és ebből a témából írtam meg a kandidátusi disszertációmat is a második év végére. Amikor 1986 és 1988 között a cinkionjaimmal megjelentem a nemzetközi konferenciákon, a kutatótársak furcsán néztek rám. Habókosnak tartottak kicsit.

Akkoriban még a cink élettani hatásairól nem tudtunk sokat. Ma már nyilvánvaló, hogy a hippokampuszban, az agy nagyon fontos központi régiójában a cinkalapú jelátvitel kulcsfontosságú folyamat. Ma már jól tudjuk, hogy az immunrendszer, a limfociták cink nélkül nem aktiválódnak. Ma már nyilvánvaló, hogy a Béres-csepp azért is hatékony, mert többek között cink van benne. De húsz éve ez a téma még senkit sem érdekelt.

A fémionok és a fehérjék kölcsönhatásai mind a mai napig végigkísérték a pályámat. Csaknem tíz éve hálózatokkal foglalkozom. A sejt fehérje–fehérje kölcsönhatásait leíró hálózatokban – elvben – a fémionoknak semmi szerepük. Ugyanakkor a biológiai hálózatok a fehérjeszerkezetek szintjén is értelmezhetőek. Nagyon örömteli meglepetés volt a számomra, hogy a Ruth Nussinovval nemrég befejezett, és a Trends in Biochemical Sciences folyóirat címlapsztorijaként közölt munkánk (TiBS, 2010, 35, 539–546.) során vizsgált példafehérjék némelyike szintén fémkötő volt. E fémkötőhelyek sokszor alapvető szerepet játszanak a fehérjék alakváltozásaiban, konformációs átmeneteiben. E konformációs átmenetek két alaptípusát, az „induced-fit” modellt és a Straub F. Brúnó által „fluktuációs-fitnek” nevezett dinamikusabb modellt sikerült a fenti cikkben egy közös képbe összefoglalni. Igen nagy öröm volt a számomra, hogy a cikkben „igazságot tudtunk szolgáltatni” Straub professzornak, aki a fluktuációs-fitet a szakma előtt tizenöt évvel, 1964-ben leírta – sajnos egy orosz nyelvű könyvben, amelyet egészen mostanáig szinte senki sem idézett.

Magam is kíváncsi vagyok arra, hogy a fémionok még hogyan fognak előkerülni a pályámon. Azok a jelenlegi elképzeléseim, amelyek a kevéssé merev fehérjéken belül megvalósuló „bolyongásos jellegű”, kis hatékonyságú, avagy a merevebb részekkel rendelkező fehérjékre jellemző „szaltatórikus”, azaz gyors, energiatranszferrel terjedő jeltovábbítás különbségeivel kapcsolatosak, szinte bizonyos, hogy sajátos értelmet fognak nyerni fémtartalmú fehérjék esetén. Ez annál is izgalmasabb kihívás lehet, mert úgy tűnik, hogy ez a jeltovábbítási mechanizmus általánosan is jellemző a komplex rendszerekre. Ezen esetben a bolyongásos jeltovábbítás a véletlenszerű kapcsolatokkal bíró, laza formációkra lesz jellemző. A szaltatórikus terjedés a nagyon homogén csoportviszonyokkal rendelkező közösségek sajátja lesz. A fenti elképzelés alapszinten a társadalomra is igaz. Az eltúlzottan azonos módon reagáló, képzeletbeli katonai vagy pártcsoportok esetében elég egy főt meggyőzni valamiről ahhoz, hogy az egész csoport szinte azonnal úgy kezdjen el viselkedni. Az még a jövő titka, hogy a fémionok mivel mutatnak majd analógiát e társadalmi rendszerekben, és hogyan, honnan fog belepotyogni a vakolat ebbe az elképzelésbe, hogy ennek is teljesen új értelmezést adjon. De már most nagy izgalommal várom azt a pillanatot, amikor a természet megint bolondot csinál belőlünk, mert egy tudós életében nagyobb öröm ennél ritkán adódik.
 

Kulcsszavak: Varga Ernő, cink, kémcső, hippokampusz, limfociták, szaltatórikus terjedés