A klikk-kémia lehet a befutó a kémia Nobel- díjra

„A klikk-kémia csodálatos dolog. Benne van minden, ami vitathatatlanul kell a díjhoz: a spiritusz és a gyakorlati alkalmazhatóság. A Nobel-díjhoz az emberi agy csúcsteljesítményei kapcsolódnak. Ez a felfedezés egyszerű, mint minden, ami zseniális. A részletekben vannak persze kisördögök. Jogosan kapna Nobel-díjat” – mondta az MTI-nek Liliom Károly, az MTA TTK Enzimológiai Intézetének főmunkatársa, hozzátéve, hogy a klikk-kémia egyre nélkülözhetetlenebb a biológiai kutatásban és diagnosztikában.

A klikk-kémia a természetben lejátszódó moduláris reakciók egyszerűségét utánozva hoz létre kapcsolatokat – magyarázta. Akár a DNS-ről, akár a fehérjékről, akár a cukrokról van szó, azt látni, hogy néhány építőkő rendkívül speciális módon, olyan reakciókkal kapcsolódik egymáshoz, amelyek nagyon szelektívek – egyvalami létrejöttére szolgálnak –, káros melléktermékük nincs.

M.G. Finn, Valery V. Fokin és Barry Sharpless olyan kémiai reakciórendszert akart létrehozni, amely ezt utánozza. Céljuk tehát az volt, hogy a rendszer legyen moduláris, legyen sokféle dologra használható, legyen olyan, amely egy termék keletkezésének irányába mutat melléktermékek keletkezése nélkül, valamint legyen hatékony: vagyis az összekevert molekulák nagy része alakuljon át rövid idő alatt, tehát legyen termodinamikailag kedvező.

Liliom Károly szerint mindez egyfajta kvintesszenciája az élő sejtben lezajló „építőkő-típusú” folyamatoknak. A kutatók „olyan kémiai rendszereket akartak kitalálni, amelyekben a megvalósuló folyamatok ebben az értelemben mimikálják az élet legfontosabb felépítő reakcióit. Meg is csinálták”. Mint mondta, ma már egész széles tárháza, szinte osztályai vannak a klikk-kémiának aszerint, hogy milyen alapúak és milyen alkalmazásokra ideálisak. „Egy-egy osztályon belül a reagensek teljesíteni tudják azokat a feltételeket, amelyek elvi értelemben mimikálják a természeti folyamatot. De nem mechanikusan másolják.”

A kutató úgy véli, a klikk-kémia koncepciójában megvolt a zseniális ötlet és a megvalósításhoz szükséges kémiai tudás.

„Nagyon szeretjük használni manapság, és még jobban fogjuk szeretni a jövőben” – mondta. Emlékeztetett arra, hogy Barry Sharpless 2001-ben kapta az első Nobel-díját, épp abban az évben, amikor társaival előrukkoltak a klikk-kémia koncepciójával.

A Reuters Thomson a Nobel-díjra esélyes tudósok között említette idei elemzésében Paul Alivisatost, Chad A. Mirkint és Ned Seemant a DNS-nanotechnológia terén elért eredményeikért.

A nanotechnológia két legfőbb vonulata a műszaki technikai felhasználás – ahol valóban miniatűr eszközöket gyártanak a hatékonyságot, a precizitást és az olcsóságot szem előtt tartva –, a másik fő cél a gyógyászat, amelynek során nanotechnológiás eszközökkel, célzottan próbálnak gyógyszereket juttatni a szervezetbe.

A nanomedicina nagyon hasznos dolog Liliom Károly szerint. „Ha egy kemoterápiás szert be tudunk úgy csomagolni, hogy az kizárólag a rákos sejtbe jusson be, és csak azt akarja elpusztítani, nyilván nagyságrendekkel szerényebbek lesznek a mellékhatásai” – fogalmazott, magyarázatul pedig elmondta: a rákgyógyszerek a mai napig sok sejtet károsítanak, azokat is, amelyeket nem kellene. „Régen még inkább így volt.”

A nanoeszközök alapanyagai rendkívül sokfélék lehetnek, ezek közül egyik a DNS, amely a kutató szerint nem is annyira gyógyszerhordozóként, hanem mini gyárépítő kőként lehet sztár. „A DNS-ből mindenfélét össze lehet rakni, mint a legóból. A bázispárok néhányféle szelektív módon állnak össze a természetben. Ezeket a szabályokat ismerve lehetőségünk van arra, hogy az alap építőtárat kibővítsük, és aztán egyfajta funkcionalizált legóhoz hasonlóan új struktúrákat összerakosgassunk” – részletezte. DNS felhasználásával egyszerű szabályok mentén, néhány elemből sokféle összetett konstrukciót lehet létrehozni: lehet szálakat, különböző két és háromdimenziós mértani alakzatokat, nanocsöveket is építeni belőle. A DNS nanotechnológia akár nanoelektronikai eszközök és nanoszámítógép építéséhez is elvezethet. Mint mindennek, ennek is vannak azonban korlátai: a DNS kémiailag nem túl ellenálló, ugyanakkor a legtöbb alkalmazás szempontjából ez nem megoldhatatlan probléma a kutató szerint.

Liliom Károly megjegyezte, a DNS-nanotechnológia Magyarországon is igen kedvelt, nemzetközi szinten művelt alkalmazott kutatási terület.

A Reuters Thomson harmadik „tippje” a kémiai Nobel-díjra Bruce Ames a róla elnevezett teszt megalkotásáért. Az Ames-teszt a kemikáliák mutagén – genetikai károsodást okozó – hatásának vizsgálatára kidolgozott egyik leggyakrabban használt eljárás, amely szalmonella baktériumtörzseket alkalmaz indikátorszervezetekként. A legtöbben azonban épp azt tartják a teszt gyengepontjának, hogy szalmonellatörzseket alkalmaz, a baktériumos vizsgálat eredményei ugyanis egykönnyen nem vonatkoztathatók az emberi szervezetre.