Az MGSF specializáció keretén belül oktatott tárgyak egy erős elméleti és gyakorlati háttér kiépítését segítik a molekuláris genetika, valamint sejt és fejlődésbiológia iránt érdeklődő hallgatóknak.

A specializációban ajánlott főbb témakörök:

Genetika és Populációgenetika: A mai genetikai kutatások frontvonalait mutatja be a BSc Genetika alapkurzusnál jóval mélyebb szinten. A bemutatott területek között van például az epigenetika, genomprogramok megértése nukleotid szinten (ENCODE projekt), szöveti regeneráció genetikai meghatározottsága, az öregedési folyamat - élettartam - szabályozása, génszabályozás RNS molekulákkal, transzgenezis emlős rendszerekben, és kombinatórikus génszabályozás.

Molekuláris sejtbiológia: jelenlegi ismereteink szerint Földünkön az élet sejtes szerveződésű, amely pro- és eukarióta sejtek formájában létezik. Míg az előbbiek rendkívül sokféle és gazdag anyagcserét fejlesztettek ki, az utóbbiak egyes prokariótákkal karöltve egy még változatosabb és komplexebb morfológiai és funkcionális szerveződésként megnyilvánuló, rendkívül gazdag életközösséget alkotnak. A pro- és eukarióta sejtek az anyag általunk ismert legbonyolultabb megjelenési formájának legalapvetőbb működési egységét reprezentálják. A minket is felépítő, rendkívül bonyolult felépítésű és működésű eukarióta sejtek mélyebb, molekuláris szinten való megismerése nemcsak az alapkutatás szempontjából fontos, de hallgatóink szemléletformálásában is nagyon fontos: ennek a tárgynak a keretein belül válnak érthetővé azok az alapvető sejtszintű életjelenségek, ahol az élettelen molekulák együttműködése életté formálódik. Ezen tárgy nélkülözhetetlen a magasabb szintű fejlődési folyamatok megértéséhez is. Másrészt pedig, Rudolf Virchow német orvos 1858-ban először kiadott Celluláris patológia című művében leírta, hogy a betegségek sejtszintű működészavarra vezethetőek vissza, tehát ha megismerjük és megértjük a normál sejtek működését, majd emellett a kórosat elemezve olyan szemléletre tehetünk szert, amely segítségével az alapkutatás orvosbiológiai relevanciát nyer. Mindez pedig esszenciális ahhoz, hogy a nálunk végzett hallgatók orvosbiológiai kutatóhelyeken is megállják a helyüket.

Fejlődésgenetika: Az egyedfejlődést összetett génhálózatok határozzák meg, amelyek megértése és leírása már évtizedek óta izgalomban tartja a kutatókat. E gének tanulmányozásában a korai, kémiai mutagének alkalmazásán alapuló ún. „forward” genetikai módszerek kiegészültek az újgenerációs géncsendesítés és genomszerkesztés széles repertoárját alkalmazó „reverz” genetikai eljárásokkal. A hallgatók egy genetikai mutáns szűrés (screen) elvégzésén keresztül ismerik meg a fejlődésgenetika logikáját, és elsajátíthatják, hogy miképpen lehet génexpressziót vizsgálni embriókon, vagy éppen gyógyszerhatóanyag-tesztelést végezni élő állatok fejlődésének vizsgálatán keresztül.

Immuncitokémia: Hogyan találhatunk meg egy fehérjét a sejtben? Hogy tudjuk megállapítani a pontos helyét a sejten belül? Fixált sejttenyészetek immunhisztokémiai festése kétlépcsős módszerrel, fluoreszcens festékkel konjugált másodlagos antitesttel. Az elektronmikroszkópos immunhisztokémiai minták előállításának módszerei a fixálástól az ultravékony metszetek tárolásán át a minták immuncitokémiai festéséig.

Molekuláris genetikai gyakorlat: A molekuláris genetika széles metodológiai repertoárja lehetőséget nyújt tetszés szerinti gének feladatainak a meghatározására, illetve szabályozásának megértésére. Ehhez megvizsgáljuk, hogy milyen következményei vannak egy adott gén esetében, ha működését megakadályozzuk, vagy ha olyan helyen (időben) is aktivizáljuk, ahol egyébként nem fejeződne ki. A gyakorlat során olyan kísérletek elvégzésére kerül sor, ahol a hallgatók megtanulják, miképp vizsgálható egy adott gén kifejeződése, milyen molekuláris technikák szükségesek a sikeres géncsendesítéshez, és hogyan vizsgálható a sejt vagy élőlény szintjén, hogy mi a következménye egy ilyen beavatkozásnak.

Sejt- és szövettani vizsgáló módszerek: Hogyan láthatjuk egy muslica lárván, hogy egy adott gén aktív-e benne? Riportergének alkalmazása Drosophila vonalakon. Hogyan mutathatjuk ki két fehérje interakcióját? Az élesztő kéthibrid módszer elvi alapjai, használhatósági köre, megvalósításához szükséges tárgyi feltételek. Sejtorganellumok festése és vizsgálata vitális, nem fluoreszcens festékekkel.

A szakirányon belül lehetőség van további specializációra, az érdeklődő hallgatók mélyebb ismereteket szerezhetnek a génszabályozás, a molekuláris evolúció, az RNS interferencia, a molekuláris sejtbiológia, valamint a bioinformatika területeken is.

A szakirány oktató-kutatóinak érdeklődési területe a kutatási témák igen széles spektrumát öleli fel: génszabályozás és RNS interferencia, a rekombináció mechanizmusa, az autofágia, endocitózis és krinofágia folyamatot szabályozó molekulák jellemzésétől, az autofágia öregedésben és őssejtbiológiában betöltött szerepének kutatásán keresztül populációgenetikai vizsgálatokig. A kutatásokba bekapcsolódó hallgatók sokfajta modellfajjal megismerkedhetnek az ecetmuslica, a fonalféreg, a zebrahal modellek mellett sejtvonalakon is dolgozhatnak, illetve a külsős munkatársak révén a legmodernebb növénygenetikai módszereket is elsajátíthatják. A stresszválasz folyamatok koordinált szabályozásának vizsgálata, a szexdetermináció mechanizmusainak feltárása C. elegans-ban, illetve a Hox gének (az egyedfejlődés mester szabályozói) célgénjeinek meghatározása is része a kutatási programnak.

Anatómiai, Sejt- és Fejlődésbiológiai Tanszék

Csizmadia Tamás korábban a tanszéki hagyományoknak megfelelően a sejtes önemésztés (autofágia) témakörén belül annak egy speciális, sokak által nem értelmezhető és ezért mellőzött folyamattal, a krinofágiával foglalkozott. Ennek során a fehérjetermelő mirigysejtekben a feleslegessé váló váladékszemcsék lizoszómákkal való fúzió révén degradálódnak. Ehhez Drosophila lárvák és fiatal bábok nyálmirigyeit, a Drosophila genetika adta eszközöket, valamint fény- és elektronmikroszkópos módszereket használt. Érdeklődése azonban 180°-os fordulatot véve a továbbiakban mellőzi a vezikuláris transzport- és autofág folyamatokat, ezek helyett inkább a biofizika (a kriptokróm fehérje működése, radikálpár mechanizmusok), valamint a szintetikus biológia (fotoszintézis állati sejtekben) izgatja fantáziáját (jelenleg még csak elméleti szinten).

Juhász Gábor fő kutatási területe az autofágia és egyéb lizoszomális lebontó útvonalakhoz kapcsolható. Kutatócsoportja ezen folyamatok mechanizmusának és szabályozásának részletes vizsgálatát végzi molekuláris genetikai, sejtbiológiai és biokémiai módszerekkel Drosophilán és emberi ráksejteken.

Lőrincz Péter az endocitózisban és az autofágiában résztvevő transzportvezikulák és lizoszómák fúziójának vizsgálatát végzi Drosophila kiválasztó sejteken (Garland-sejtek) és zsírsejteken. Munkája során modern immunhisztokémiát ötvöz fény- és elektronmikroszkópos módszerekkel.

Lőw Péter érdeklődésének és munkájának központjában a mirigysejtekben zajló szekréciós granulum degradáció (ún. krinofágia) molekuláris mechanizmusának és genetikai szabályozásának a feltárása áll. Kutatásaihoz a Drosophila nyálmirigyet használja modellként és munkájában modern hisztokémiai és mikroszkópos technikákat ötvöz.

Takáts Szabolcs a tumornövekedéshez szükséges anyagcsere és jelátviteli folyamatok működését és ezek egymással való kapcsolatát vizsgálja sejt és szövet szinten egyaránt. Kutatásait egy genetikailag indukálható ecetmuslica tumormodellen végzi, modern molekuláris genetikai, fény- és elektronmikroszkópos technikák alkalmazásával.

Simon-Vecsei Zsófia autofágiában szereplő fehérjék rekombináns előállításával és tisztításával foglalkozik affinitás-kromatográfiai módszerek segítségével. Kutatásának célja ezen fehérjék és feltételezhető partner molekuláik közötti kölcsönhatások feltérképezése (Pull-down, FP, SPR) és biokémiai szerkezetük meghatározása.

Genetikai Tanszék

Ari Eszter genomikai és bioinformatikai megközelítéssel vizsgálja az evolúciós folyamatokat. A HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont munkatársaival együttműködve kutatja az antibiotikum rezisztens kórokozók terjedését és a terjedés megállításának lehetőségeit. Irányítása mellett létrejött több R csomag, melyekkel funkcionális enrichment analízist és törzsfák poszt-processzálását lehet végezni. Csoportja alkotta és fejleszti tovább a népszerű transzkripciós faktor - célgén adatbázist, a TFLink-et.

Egyed Balázs kutatásaiban hazai emlős fajok (pl. kutya, szarvasfélék) SNP és mikroszatellita polimorfizmusait vizsgálja recens populációkban igazságügyi és populáció genetikai aspektusból. Emellett a mitokondriális genom variabilitását elemzi humán/állat illetve a környezeti DNS-minták elemzése céljából. Irányításával működő kutatócsoport olyan molekuláris alkalmazásokat fejleszt, amivel a minimális mennyiségű és degradálódott nem-humán biológiai maradványok genetikai módszerrel azonosíthatók.

Hotzi Bernadette kutatásának középpontjában az öregedés molekuláris mechanizmusainak feltárása áll Caenorhabditis elegans modellszervezetben. Jelenleg elsősorban metilációs szintek szabályozásában szerepet játszó fehérjéket vizsgál, különös tekintettel azok öregedésben betöltött funkcióira, valamint az egyedfejlődésre és a stresszválaszokra gyakorolt hatásukra.

Kovács Tibor Drosophila melanogaster modellen öregedés és neurodegenerációs vizsgálatokat végez. Fő kutatási területe az autofágia szerepének vizsgálata a neuronális szeneszcencia során. Kutatócsoportjával olyan új szabályozási pontokat keres amelyekkel helyre állítható az élettartam során leromló savas lebontás hatékonysága. Ígéretes eredményeiket kollaborációs partereikkel humán sejteken is tesztelik, illetve céljuk gyógyszer jelölt kismolekulákat fejleszteni. További érdeklődési területe a regeneráció és a mitokondrium alakváltozások és aktivitás közötti kapcsolatok feltárása. 

Varga Máté a Semmelweis Egyetem, a HUN-REN TTK és az ELTE Biokémiai Tsz. kutatóival együtt különböző (monogénes) emberi betegségek (pl. Dyskeratosis Congenita, Bloom-szindróma, Pseudoxanthoma elasticum) modellezését végzi zebrahalak segítségével. Különösen érdeklik egyes RNS-t érintő, ún. epitranszkriptóma-módosítások fejlődésben és betegségben betöltött szerepe is. Ezekkel a munkákkal párhuzamosan a paradicsomhalak evolúciós fejlődésbiológiáját és viselkedésgenetikáját is kutatja.

Sigmond Tímea Caenorhabditis elegans modellrendszeren vizsgálja az autofágia változását fejlődés és öregedés során, valamint hozzájárulását az élettartamhoz. Ezen felül környezeti stresszorok hatását elemzi, és igyekszik feltérképezni azokat a szabályozási útvonalakat, amelyek összekapcsolják a stresszválaszokat az egészséges öregedéssel. Munkája hosszú távon az öregedés biológiai alapjainak mélyebb megértését szolgálja.

Vellai Tibor fő kutatási területe az öregedési folyamat mechanizmusának feltárása, az autofágia egyedfejlődési funkcióinak megismerése a szöveti regenerációban betöltött szerepének vizsgálata, valamint az agy öregedésében játszott központi szabályozó szerepének tanulmányozása. Ide sorolható az autofágiát szabályozó myotubularin-típusú foszfatázok, valamint autofágia-indukáló kismolekulák (gyógyszerjelöltek) jellemzése és neurodegeneratív betegségmodellekben történő tesztelése.

Hallgatóink közül sokan kutatói pályán maradnak és hazai, illetve külföldi egyetemek és kutatóintézetek doktori programjaikban folytatják tanulmányaikat. A specializáción megszerzett tudás könnyen felhasználható a géndiagnosztikában, az igazságügyi genetikában, a gyógyszer- és őssejt-kutatásban. Végzettjeink gyakran biotechnológiával (is) foglalkozó óriáscégek (pl. Richter, Teva, Tata) magyar leányvállalatainál lelnek munkát.