New results in understanding the formation of memories - the work of Gergely Nándor Nagy

Our colleague, Gergely Nándor Nagy recently published his groundbreaking work in the field of structural neurobiology. He and his collaborators dissected the role of glycan-protein interactions in the cellular communication of neurons. More detail about the work: BME.hu

Citation:

Nagy GN, Zhao XF, Karlsson R, Wang K, Duman R, Harlos K,  El Omari K, Wagner A, Clausen H, Miller RL, Giger RJ, Jones EY
Structure and function of Semaphorin-5A glycosaminoglycan interactions 
Nature Communications (2024) 
DOI: 10.1038/s41467-024-46725-7
We congratulate him for his excellent accomplishment!

Beáta G. Vértessy has been awarded the Excellence of BME award at the March 15th National Holiday Ceremony

A Magyar Tudományos Akadémia levelező tagja, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kara Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszékének tanszékvezető egyetemi tanára.

Kiemelkedő és példamutató iskolateremtő egyéniség, aki fiatal kutatókból álló csoportjának élén lényegi felfedezéseket ért el a genomi integritásban kulcsfontosságú enzimek működéséről és a DNS-beli uracil élettani és patológiás szerepéről, valamint innovatív molekuláris eszközöket hozott létre orvosbiológiai alkalmazások fejlesztésére.

Gratulálunk az újdonsult elisméréséhez kiemelkedő munkásságát illetően!

Laborunk kutatója, Tóth Judit elnyerte az MTA doktora címet 2022-ben

 

.

Tizennyolc ELKH-s kutató nyerte el 2022-ben a tudományos kiválóság egyik legrangosabb hazai elismerésének számító MTA doktora címet, köztük laborunk kiemelt tagja Dr. Tóth Judit. A kiemelkedő tudományos munkásságukat egy doktori műben összegző és eredményeiket sikeresen megvédő kutatók az MTA Székház Dísztermében 2023. március 28-án tartott ünnepségen vehették át az oklevelet.

Gratulálunk Juditnak a neves címért!

"Tóth Judit akadémiai doktori disszertációjában a DNS-ben található hibajavító mechanizmusok egyikével kapcsolatos kulcsenzim, a dezoxitimidin-trifoszfát (dTTP) bioszintéziséért felelős fontos enzim, a humán dUTPáz molekuláris jellemzését végezte el. E feladatot a kutatásainak középpontjában álló dUTPáz enzim emberben és baktériumban való működési mechanizmusának feltárásával összefüggésben oldotta meg. Az enzim normális működése során csökkenti a DNS-be hibaként beépülhető uracil mennyiségét, ezáltal biztosítva a bennünk tárolt genetikai információ épségének megőrzését. Bioinformatikai modellezésen alapuló célzott kísérletekkel tisztázta a dUTPáz katalizálta reakció fő lépéseit. A vizsgálatokhoz több technológiai fejlesztést, illetve újítást is bevezetett, köztük a dNTPk újfajta radioaktív jelölését, illetve a molekulák egy új enzimatikus eljáráson alapuló mennyiségi meghatározását. A munka értékét jelentősen növeli az eredményekben rejlő terápiás potenciál, minthogy sikerült azonosítania a dUTPáz inhibitorát, amely fejlesztési célmolekula lehet daganatos betegségek és vírusfertőzés esetén. Létrehozott egy új adatbázist, mely a kísérletesen meghatározott dNTP-mennyiségeket és külső hatásokra bekövetkező változásaikat tartalmazza, így fejlesztési folyamatok alapjául szolgál." - elkh.hu

Appointment of Beata Vertessy as a Member of the Hungarian Academy of Science


A VIII. Biológiai Tudományok Osztálya új levelező tagja 
Vértessy G. Beáta, a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar (BME VBK) Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék tanszékvezető egyetemi tanára, a Természettudományi Kutatóközpont Enzimológiai Intézetének csoportvezető tudományos tanácsadója. Önálló kutatócsoportját 2001-ben alapította, a Howard Hughes Orvostudományi Intézet (Howard Hughes Medical Institute, HHMI) International Scholar programjának támogatásával, melyet 2005-ben újra elnyert. Szűkebb szakterülete a szerkezeti és molekuláris biológia. A hazai és nemzetközi szerkezeti biológia elismert, fontos szereplője.

Kiemelkedőek a felfedezései a genomi integritásban kulcsfontosságú dUTPáz enzimek működéséről és a DNS-beli uracil élettani és patológiás szerepéről. Egyszerzős kísérletes közleményéből (Proteins, 1997) kiindulva feltárta a dUTPázok molekuláris hatásmechanizmusát (PNAS, 2003, 2011; számos Journal of Biological Chemistry-, NAR-, Journal of the American Chemical Society-cikk), megteremtve a rákellenes gyógyszertervezés alapjait. Felfedezte a DNS-beli uracil szerepét az ecetmuslica egyedfejlődésében (Journal of Biological Chemistry, Accounts of Chemical Research, PLoS Genetics), ami a teljes átalakulással fejlődő rovarokra általánosítható, és jelátviteli szignálként gerincesekben is működhet. Innovatív molekuláris eszközökkel tumorsejtek és kórokozók (Mycobacterium, Staphylococcus) ellen a genomi instabilitást előidéző hatóanyagokat fedezett fel (NAR, eLife). Nemzetközi in extenso publikációinak száma 151, h-indexe 36, hivatkozásai száma több mint 7100. Publikációinak zöme eredeti kísérletes munka. Kiemelkedő iskolateremtő (Mestertanár Aranyérem, 22 megvédett PhD). Tanítványai számos kompetitív díjat és ösztöndíjat (ERC Consolidator, NIH, EMBO, OTKA, Pro Scientia Aranyérem, MTA Fiatal Kutatói Ösztöndíj, Junior Prima díj, Talentumdíj, Stephen W. Kuffler-díj), többen sikeres kutatócsoportot vezetnek. Az MTA Biológiai Tudományok Osztálya Molekuláris Biológiai, Genetikai és Sejtbiológiai Tudományos Bizottsága és az Európai Biokémiai Társaságok Szövetsége (Federation of European Biochemical Societies, FEBSAdvanced Course Committee választott elnöke, a FEBS OpenBio senior editora, a PLOS ONE és a Biomolecules folyóiratok szerkesztője. Az Institut de France, az Aventis Scientia Europaea és a hazai L’Oréal–UNESCO díjnyertese, az Academia Europaea tagja.

 

BME reports on our COVID-19-focused research

BME University of Technology and Economics reports on our COVID-19-focused research (in Hungarian)

http://www.bme.hu/hirek/20200421/A_jarvanyhoz_kapcsolodo_gyogyszerkutatast_segitik_a_BME_feherjeszerkezeti_vizsgalatai

„A JÁRVÁNYHOZ KAPCSOLÓDÓ GYÓGYSZERKUTATÁST SEGÍTIK A BME FEHÉRJESZERKEZETI VIZSGÁLATAI”

A legújabb műegyetemi kutatásról, a COVID-19 tulajdonságairól, a lehetséges gyógymódokról, és a teljes immunitás megszerzésének esélyéről is beszélgettünk a VBK kutatónőjével.

„Tudósokként minél szélesebb körű ismereteket kell szereznünk a láthatatlan ellenségnek számító új koronavírusról, magánemberként pedig az a feladatunk, hogy a személyes kontaktusok számának minimalizálásával időt nyerjünk az akadémiai szakembereknek a gyógymód megtalálásához” – fogalmazta meg a tudományos kutatók és a lakosság felelősségét a járványügyi vészhelyzettel összefüggésben a bme.hu-nak Vértessy Beáta, a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar (VBK) Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék tanszékvezető egyetemi tanára, aki a Műegyetemen szerkezeti biológiai, míg a Természettudományi Kutatóközpont (TTK) Enzimológiai Intézetében enzimológiai (azaz az enzimek működésével kapcsolatos) kutatásokat folytat. Hozzátette: az idő előrehaladtával és a fertőzöttek kórtörténetének megismerése által nyert értékes információk rendszerezésével a betegségről egyre többet tudhatunk meg.

A BME kutatónője beszámolt arról is, hogy a Műegyetem részt vesz a vírus megismerésének tudományos folyamatában. A VBK-n az új koronavírus (SARS-CoV-2) biotechnológiai módszerekkel előállított RNS polimeráz enzimének modellezésén, valamint e fehérje háromdimenziós térszerkezetének megalkotásán dolgoznak. Az RNS polimeráz enzim felelős a vírus szaporodásáért, úgy hogy katalizálja a virális RNS sokszorosítását. A szerkezet megismerésével válik lehetővé gyógyszerjelölt molekulák azonosítása. „Ez a lépés a gyógyszerfejlesztés egyik előfeltétele. Normál esetben akár évekig is eltarthat új termékek fejlesztése és engedélyezése, ám a világjárvány elleni küzdelem kiemelkedő jelentőséggel ruházta fel a virológiai vizsgálatokat, így jelenleg olyan gyógymódokon is dolgoznak, ahol már korábban engedélyezett gyógyszereket vetnek be a koronavírus okozta betegség ellen. Ez új lendületet és lehetőséget ad a műegyetemi szakembereknek is” – emelte ki Vértessy Beáta. A BME-n évek óta a hazai és a nemzetközi fehérjeszerkezet-kutatások élmezőnyébe tartozó vizsgálatok zajlanak több területen is, az intézményben dolgozó műegyetemi szakemberek az eddigi tapasztalatukat és tudásukat felhasználva a pandémia idején minden tőlük telhetőt meg fognak tenni a járvány leküzdéséért.

Az ábra a jelenlegi járványt okozó SARS-CoV-2 koronavírus szaporodásáért felelős RNS polimeráz enzim modelljét mutatja (zöld színű szalagmodell), több virális segítő fehérjével együtt (sárga, kék rózsaszínű szalagmodellek).

A műegyetemi oktató-kutató ismertette, hogy a koronavírus örökítőanyaga nem a „tipikus” DNS (dezoxiribonukleinsav), hanem az RNS (ribonukleinsav): a vírus a fertőzött sejtben a saját RNS-ét szaporítja, a virális RNS polimeráz által. További fontos jellemzője ennek a koronavírusnak az, hogy RNS molekulája egyben azonnal hírvivő RNS-ként is szolgál, amiről a virális fehérjék képződnek. Az RNS a DNS-el szemben könnyebben mutálódik, kémiailag aktívabb, így egyben kevésbé védett a környezeti hatásokkal szemben. A most járványt okozó koronavírus evolúciós rokonságot mutat több egyéb betegséget okozó vírussal. Vannak például olyan koronavírusok, amelyek a közönséges nátha egyes típusaiért felelősek, továbbá hasonló alapon működnek a sárgaláz, a ZIKA láz és a hepatitis C betegségek vírusai. „Az új koronavírus elleni fellépéskor a szakemberek megvizsgálják a rokon jellegzetességeket mutató kórokozókkal szemben sikeresnek bizonyult gyógyszerek potenciális bevethetőségét is. Ezen termékek többsége nagy valószínűséggel nem alkalmazható teljes sikerrel a mostani járványban, azonban enyhe vagy közepesen erős tünetek esetén képesek lehetnek az enyhítésre, emellett a betegség időbeli lefolyását is rövidíthetik” – mutatott rá a járvány időszakában alkalmazható antivirális készítmények fontosságára Vértessy Beáta.

„A rendkívül súlyos betegségeket és halált is okozó új koronavírus (SARS-CoV-2 vírus) veszélyességének egyedisége részben abban nyilvánul meg, hogy nagyobb hatékonysággal fertőz, mint a korábbi SARS koronavírus. Gyakori, hogy a fertőzés nem jár tünetekkel, de a fertőzött személy képes továbbadni a vírust másoknak, így a betegség gyorsan terjedhet. A vírus kópiái egy fertőzött emberben rövid időn belül sok új sejtet fertőznek meg. A kórokozó vírus felszínén található jellegzetes tüske formájú fehérjék az ACE2 nevű emberi sejtfelszíni membránfehérjéhez kötődnek, és ezután tud a vírus RNS-e bejutni az emberi sejtbe. Az ACE2 légutak és a tüdőhólyagocskák bőrfelszíni sejtjein megtalálható, így ezek a sejtek gyorsan károsodnak. A járvány elleni küzdelem egyik lehetősége azt célozza, hogy speciális módszerrel megakadályozzuk ezt a fajta kapcsolódást” – részletezte az egyik gyógymód-alternatívát Vértessy Beáta. Ennek során mintegy csaliként készülnek a kutatók olyan anyagot bevetni, amelyhez a kórokozó vírus tüskéi hozzákötődnek, így nem tudnak kapcsolatot létesíteni az emberi sejt felszínén lévő ACE2 fehérjével.

A BME kutatónője kifejtette, hogy az új koronavírus eltérő intenzitással és tünetekkel fertőz, emiatt a kórokozóval szembeni hatékony küzdelem a személyre szabott diagnosztikában és terápiában rejlik. Az eltérő emberi reakciók hátterében az életkor és a meglevő egészségi állapot mellett bizonyos mértékben genetikai sajátosságok is állhatnak, vélhetően ez részben magyarázza azt a jelenséget, hogy egyesek miért reagálnak sokkal érzékenyebben a betegség kialakulásakor, míg másoknál tünetek sincsenek. A genetikai okok feltárására már egy, a Helsinki Egyetem Molekuláris Orvostudományi Intézete által összefogott kutatást indítottak a szakemberek. Vértessy Beáta szerint a genetikai sokszínűség feltérképezése segítheti a betegség kialakulásának jobb megértését. A lehetséges terápiák sorában egyébként felmerült egy további alternatíva is, amelynek során a gyógyult betegektől nyert vírusellenes ellenanyagokat tartalmazó vérplazmát alkalmazzák. Ez egyelőre csak ideiglenes megoldásnak bizonyul, de az ellenanyagok felhasználásának további lehetőségeit (pl. biotechnológiai alapú előállítás) Magyarországon is vizsgálják.

Az USA-ban önkénteseken tesztelnek vírusellenesnek vélt vakcinákat, ám e szerek engedélyeztetése az emberi egészség védelmében meghozott előírások szerint egy hosszadalmas folyamat, még hónapokig eltarthat”. Magyar kutatók érdeme egy friss tudományos eredmény, amely a COVID-19 betegség elleni küzdelemben is jelentős előrelépés lehet: az MTA-SE Lendület Diabétesz Kutatócsoport több éve foglalkozik a számos sejtben megtalálható szigma-1 receptor megismerésével, amely gátolja a szervezeten belüli hegesedési folyamatokat (fibrózist). Ilyen hegesedés következik be a koronavírussal összefüggésbe hozható – a páciens számára sok esetben végzetes kimenetellel járó – tüdőgyulladás folyamán. A kutatók most azt elemzik szabadalmukban, hogy a tüdőgyulladás ellen hogyan lehet hatékonyan fellépni a szigma-1 receptor segítségével. Új felvetés az is, hogy fluvoxamin tartalmú, már engedélyezett és piacon lévő antidepresszánsok gátolhatják a tüdőgyulladás okozta hegesedést.

Vértessy Beáta a fertőzöttek életkori sajátosságairól is beszélt: „a halálesetek jelentős részét az idősek körében az alapbetegségek erősítő hatása mellett a súlyos tüdőgyulladás okozza, amelyért az immunrendszer fertőzéssel szembeni 'túlreagálása' a felelős, ez az ún. 'citokin vihar'. Hozzáfűzte: „ugyanez a helyzet fordulhat elő például az autoimmun betegségekkel szenvedőknél, ám a gyermekeknél még nincs meg ez a túlzott visszacsatolás. Jelenlegi ismereteink szerint a nagyon fiatalok is elkapják a vírust, de bennük csak nagyon ritkán alakul ki súlyos betegség a koronavírus miatt. Összességében elmondható, hogy az egészséges emberek esetében a kor előrehaladtával nő a tünetek súlyossága, és egy új vizsgálat szerint nemcsak a tüdőt, hanem a vesét, a szívet és a keringést is roncsolja a kórokozó” – hangsúlyozta Vértessy Beáta.

A professzor asszony szerint egyelőre nincs arra garancia, hogy az egyszeri megfertőződés örök védettséget ad az új koronavírussal szemben. „A jól működő szervezet biztosan mutat valamiféle ellenállást, de mint minden más kórokozó, ez is idővel mutálódhat, mint ahogyan ez már megtörtént, így a teljes immunitás megkérdőjelezhető. Jelenleg 8, jól elkülöníthető törzsét ismerjük az új koronavírusnak, amelyek szerencsére nagyon hasonló tulajdonságokat mutatnak, így a védekezésben könnyebb megtalálni a közös nevezőt az ellenszer (akár gyógyszer, akár vakcina) kifejlesztésekor.” Magyarországon több variáns jelenlétét is észlelték. „További súlyos bonyodalmat jelent azonban, hogy egy hordozó szervezetében akár többféle törzs vírusai is találkozhatnak, rekombinálódva mutálódhatnak, így az illető már egy jelentősen megváltozott kórokozót adhat tovább. Részben ezért olyan fontos a személyes kontaktusok minimalizálása és a fertőzés továbbadásának ily módon történő megakadályozása” – mutatott rá a kockázatokra a műegyetemi kutatónő.

Vértessy Beátát megkérdeztük a BCG-oltással kapcsolatos teóriákról is: „az Egészségügyi Világszervezet szerint egyelőre nincs bizonyítva, hogy a tuberkulózis megelőzésére használt vakcina a koronavírussal szemben bármilyen védettséget jelent. Ugyanakkor statisztikailag egyértelműen alátámasztott: azokban az országokban, pl. Magyarországon, ahol ez az oltás évtizedek óta kötelező, kevesebben betegedtek meg, és ami még fontosabb, alacsonyabb a halálozási arány”.

A bme.hu-nak adott interjúban arra kértük a Műegyetem oktató-kutatóját, értékelje a hazai járványügyi állapotot. Vértessy Beáta egyetértett azzal, hogy a személyes kontaktusok csökkentésére irányuló járványügyi óvintézkedések rendkívül fontosak, ugyanakkor hozzátette: „hazánkban átlagosan 300 ember hal meg naponta különböző okok miatt. Minden ilyen eset tragikus esemény, ám a dél-európai vagy az amerikai adatokhoz képest a Magyarországon koronavírussal összefüggésben elhunytak száma még mindig azt a képet mutatja, hogy hatékony a vírussal szembeni védekezés, mert eddig – az első új koronavírusos beteg március eleji diagnosztizálása óta – a koronavírus magyarországi áldozatainak aránya töredéke a szokásos napi halálozásnak. Sokkal inkább a fertőzöttséggel szembeni félelem és a bizonytalanság terhe nyomja az emberek lelkét, és tudomásul kell venni, hogy sajnos a végleges megoldásra egyelőre még várni kell”.

„A világjárvány után valószínűleg az új típusú koronavírus velünk marad: a parazita érdeke együtt létezni a gazdatesttel, ügyelve arra, hogy azt véglegesen ne betegítse meg, mivel egy, a mindkettőjük számára hosszú távon életképes 'szimbiózis' kialakítására törekszik. A kórokozó és az emberi test is e tanulófázis időszakában van most. Fontos megtanulnunk ellene a védekezést, illetve ha a vírus megszelídül, akkor a vele együttélést, mint ahogyan ez a történelem során számos egyéb hasonló esetben is lezajlott. Ebből a szempontból érdekes kiemelni, hogy sejtjeink örökítőanyagában, az emberi DNS genomban sok vírusból származó genetikai elem is található, amelyek korábbi fertőzések lenyomatai” – összegezte a professzor asszony.

TZS-GI
Fotó: Takács Ildikó

COVID-19 interview

Inforadio asked Beáta Vértessy about current questions related to COVID-19 and its causativa agent, the SARS-CoV-2 virus (the interview is in Hungarian)

The main points of the interview:

https://infostart.hu/tudomany/2020/04/03/a-koronavirus-fertozes-eltero-lefolyasa-miertjet-a-genek-rejthetik

Listen

Broadcast in the Szigma, The World of Science magazine:

https://infostart.hu/magazin/szigma-a-holnap-vilaga/adasok/2020/04/07/a-szigma-a-holnap-vilaga-cimu-magazin-2020-aprilis-7-i-adasa

Listen

 

 

Vértessy Beáta nyilatkozata az Inforádióban

Vértessy Beáta nyilatkozata az Inforádióban: az egészséges emberi 
magzatokon végzett CRISPR kísérletek felelőletlenek és feleslegesek, 
ezeket elutasítja a tudományos világ.


A Hong Kongban 2018. november 27-28 között megszervezett Second 
International Summit on Human Genome Editing konferencia előestéjén egy 
kínai kutató azt állította, hogy egészséges emberi magzatokon CRISPR 
eljárással génszerkesztést végzett. Az állítások egyelőre nincsenek 
tudományosan alátámasztva. A tudományos világ egységesen elutasítja az 
ilyen etikátlan és felelőtlen kísérleteket. Vértessy Beátát az Inforádió 
riportere kérdezte meg ebben az ügyben.

 

https://infostart.hu/tudomany/2018/11/27/genmodositott-csecsemok-tudomanyos-szenzacio-vagy-botrany

 

Meghallgatom

New laboratory for malaria research

Our new laboratory was recently set up focusing on malaria research. For that reason we had an opening ceremony to celebrate the first malaria laboratory in the middle-East Europe. The laboratory is co-operated by the Budapest University of Technology and Economics (BUTE), and the Research Centre for Natural Sciences, Hungarian Academy of Sciences (RCNS, HAS). 

Photos: (source: http://www.bme.hu/hirek/20171009/Muegyetemi_es_akademiai_egyuttmukodes_a_malaria_elleni_harcban)

 

Our group in K&H Marathon relay

Our group has again considered an athletic challenge with success - six of us ran a marathon relay on June 11, 2017 in the Városliget, Budapest. Each of us (Beáta Vértessy, Anett Stéger, Kinga Nagy, Gergely Koppány, Judit Matejka and Hajnalka Németh)  ran 7 km thus completing together the 42 km race in the beautiful, although rather hot weather.

 

 

 

Great participation at Student's Association Conference

The Student's Association Conference is organized every year at universities in Hungary, under this programme students compete their research work with each other in different fields of studies. 

Our research group performed excellently in this year's conference at Budapest University of Technology and Economics.

Fanni Hajdú 1. award  - supervisors Gergely Nagy & Lívia Marton

Gergely Tihanyi 2. award - supervisors Hajnalka Pálinkás & Gergely Róna 

Viktória Herczeg prize of merit award - supervisor Kinga Nagy 

Gergely Takács prize of merit award - supervisor Ildikó Scheer 

Congratulation for their great preformance to all of them and their supervisors!

 

Our recent review in a BBA Special Issue

Kinga Nyíri and Beáta Vértessy recently published a review in Science for Life Special Issue of BBA General Subjects about the

Perturbation of genome integrity to fight pathogenic microorganisms.

The review summarizes the current advances of thymidylate biosynthesis inhibition in challenging pathogens.

Background
Resistance against antibiotics is unfortunately still a major biomedical challenge for a wide range of pathogens responsible for potentially fatal diseases.

Scope of review
In this study, we aim at providing a critical assessment of the recent advances in design and use of drugs targeting genome integrity by perturbation of thymidylate biosynthesis.

Major conclusion
We find that research efforts from several independent laboratories resulted in chemically highly distinct classes of inhibitors of key enzymes within the routes of thymidylate biosynthesis. The present article covers numerous studies describing perturbation of this metabolic pathway in some of the most challenging pathogens like Mycobacterium tuberculosis, Plasmodium falciparum, and Staphylococcus aureus.

General significance
Our comparative analysis allows a thorough summary of the current approaches to target thymidylate biosynthesis enzymes and also include an outlook suggesting novel ways of inhibitory strategies.

 Nyiri Fig1 Nyiri Fig3

 

 

Contact

Genome Metabolism and Biostruct Laboratory

Budapest University of Technology, Ch building
Budapest
Szt. Gellért square 4.
HUNGARY
H-1111

RCNS Institute of Enzymology
Budapest
Magyar tudosok korutja 2.
HUNGARY
H-1117