Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1988. január-június (21. évfolyam, 1-25. szám)
1988-01-15 / 2. szám
szú . 1.15. TUDOMÁNY TECHNIKA L ényegében csak a mikroelektronikához hasonlítható fontosságú újdonság napjainkban a biotechno ógia, amely már ma is csúcstechnológiát jelent. Nagy biztonsággal látható már előre, hogy az elkövetkező években látványos fejlődésnek lehetünk tanúi e téren. Egyes becslések szerint 2000-ben a biotechnológiai termékek értéke elérheti a 100 milliárd dollárt, de még a pesszimisták is minimum 60 milliárd dollárra számítanak. Ez a tudományág eddig főként az egészségügyben és a gyógyszer- iparban hozott kézzelfogható eredményeket, igazi alkalmazási területe azonban a mezőgazdaság lesz. Legnagyobb előnyét, azt, hog1/ viszonylag csekély nyersanyagráfor- ditással tetemes gazdasági hasznot lehet alkalmazásával elérni, ugyanis éppen ebben az ágazatban lehet amilyen neki tetszik? Állatait és növényeit évezredek óta válogatja keresztezi az ember, ám mindeddig közvetlenül nem avatkozhatott be öröklődésükbe. A baktériumokba ma már idegen genetikai információ (DNS) is bejuttatható, amely az utódokra is átörök- lödik. Ezzel az eljárással elvileg bármilyen mikroorganizmus anyagcseréjébe beavatkozhatunk, sőt a növények és állatok embrionális sejtjeiből, illetve biológiai feladatokra már szakosodott (differenciálódott) testi sejtekből is hoznak létre teljes növényt vagy állatot. A genetikai manipulációt nagymértékben gyorsította annak az enzimcsoportnak a felfedezése, amelyek képesek a dezoxi- ribonukleinsavat eltérő ponton részekre hasítani. Később a molekula megváltozott sorrendben ismét összekapcsolható. A génsebészet a legjobban kihasználni. Tudományos intézeteink a biotechnológiai alapkutatásban nemzetközileg is elismert eredményeket érnek el. A gyakorlati alkalmazást tekintve viszont a fejlett ipari államokkal összehasonlítva elmaradás tapasztalható. A termelővállalatoknál ugyanis ma még nagyon kevés az olyan szakember, aki képes lenne arra, hogy az alapkutatások területén dolgozókkal együttműködve átültesse a gyakoraltba az új eljárásokat. E hiány pótlására, az újszerű biotechnológiai szemlélet elsajátítására, illetve a szakemberképzés és az utánpótlás érdekében a biotechnológia bekerült az egyetemi oktatás programjába. Általános meghatározásban biotechnológián az életfolyamatok fel- használására alapozott termelési eljárást értik. Vannak akik a biotechnológiát azonosítják a génsebészettel, mások szerint a biotechnológia az élő szervezetek ipari célokra való felhasználását jelenti. A kémikusok szerint a biotechnológia a biokémia, a mikrobiológia és a műszaki eljárások összevont használata abból a célból, hogy elérjék a mikroorganizmusok, szövettenyészetek technológiai felhasználását. A mezőgazdaságban alkalmazott biotechnológia pedig olyan komplex kutatási, fejlesztési és agrárpolitikai stratégiai módszer, amely a következő évtizedekben kulcsfontosságú segítője és művelője lehet az élelmiszertermelésnek. Amint említettem tény az, hogy e tudomány gyakorlati felhasználása ma még a szárnypróbálgatások időszakában tart. Az azonban már ma világos, hogy a biotechnológia a következő évtizedekben nagymértékben befolyásolja majd az ember világát, az emberi környezetet, mindenekelőtt az ipar egyes ágazatait, a növény- és állattenyésztést és az orvostudományt is. Világszerte élénk a kutatómunka és sok az ezzel kapcsolatos beruházás is. Az alap a gén Tudvalevő, hogy az élő szervezeteknek öröklődési (genetikai) programjuk van, a dezoxiribonukleinsav- ban (DNS) tárolva. Minthogy ez a molekula reprodukálni képes önmagát a tulajdonságokat átörökíti az utódokra. A genetikának hosszú évekig az volt a fő kérdése miként történik az öröklődés? A másik probléma az volt, hogy az öröklött tulajdonságok csak az utód kifejlődésekor jelentek meg, így a kívánt tulajdonságú egyedet csak akkor lehetett kiválogatni. A növény- és állat- nemesítök által végzett genetikai kiválogatás tehát hosszú időt vett igénybe és sok bizonytalansággal járt, pedig az ember ősi vágya, hogy befolyásolja az öröklődést. Ki ne szeretné, ha kívánsága szerint születne fia vagy lánya, és olyan lenne, tehát biokémiai technika, melynek segítségével a kromoszómában levő összes genetikai információ átvihető egyik sejtből a másikba. Ennek távlatai beláthatatlanok a növény- és állatnemesítésben. Egy-egy új növényfajta előállításához szükséges 6-8 éves, az új állatfajták neme- sítési munkához igényelt 14-30 éves időtartam így a töredékére 1 -3 évre zsugorodik. Kérdőjelek és sikerek Ez a felismerés az emberiség kezébe adta az élővilág tudatos és lehetőleg célirányos megváltoztatási lehetőségének kulcsát azzal, hogy beavatkozhat az eddig megváltoztathatatlannak tartott öröklődési folyamatába és számára előnyös mikroorganizmusokat vagy akár magasabb rendű szervezeteket hozhat létre. Ez a biológiát forradalmasító módszer kezdetben világméretű tiltakozást váltott ki, amely már-már azzal a veszéllyel fenyegetett, hogy korlátozzák, vagy teljesen betiltják a kutatómunkát ezen a területen. A vita csúcspontját az emberiségnek az atomenergia hadászati célú fel- használásával kapcsolatos tragikus tapasztalataival összefüggő kérdés váltotta ki. A kórokozó baktériumok fertözóképességét oly mértékben megnövelhetik, hogy a lombikból kiszabadulva tömeges járványokat okozhatnak, esetleg olyan baktériumok is létrehozhatók, amelyek ellen képtelenek lennénk védekezni A másik érv, hogy a génsebészet révén az ember olyan eszköz birtokába juthat, amely az evolúció szűrőjét megkerülve „torzszüleményeket" eredményezhet. Szerencsére mindkét ellenérv viszonylag korán megdőlt és ma már génsebészeti technikával elvileg bármelyik mikroorganizmus anyagcseréjébe beavatkozhatunk. Az első sikerek a gyógyszerként használt természetes anyagok előállításában jelentkeztek. A szenzáció az, hogy úgy változtatták meg a baktériumok örökletességét (génállományát), hogy azok az emberi szervezetben termelődő inzulin fehérjével lényegében azonos vegyú- letet termeljenek. Eddig az inzulint (a szervezet cukorháztartását irányító hormont) levágott állatok hasnyálmirigyéből nyerték. Korlátozott mennyiségben állt rendelkezésre, és előállítása drága volt. Más, az inzulinhoz hasonló fehérje természetű gyógyszerek előállítása is megindult. Ilyen a növekedési hormon és az interferon. Az USA- ban sikerült először olyan baktériumcsoportokat előállítani, amelyek a növekedési hormonnal azonos hatásfokú fehérjét szintetizálnak. A külföldön termelt humán növekedési hormont az agyalapi mirigy elégedetlensége miatt a növekedésben visszamaradt gyermekek kezelésére használják. A gazdasági állatok növekedési ütemének a fokozása is megvalósítható. Ezt megelőzően azonban tisztázni kell, hogy a fokozott növekedés milyen elváltozásokat okoz az állatok testszövetének összetételében, a csontváz statikai viszonyaiban, az endokrin rendszerben és a reprodukciós teljesítményben. Az interferon természetes vírusellenes anyag, s szerepe van a vírusbetegségekből való kigyógyulásban. Mint gyógyszer eddig nem váltotta be a hozzáfűzött reményeket, de ha a szervezetet sikerül interferon termelésre késztetni ezáltal megelőzhetjük a fenyegető vírus- fertőzéseket. A cukorbetegek örömére új nagyhatású édesítőszer előállítása is lehetővé válik a jövőben. Ez az anyag helyettesítheti a diétás étrendben a cukrokat és a vegyi úton készült édesítőszereket - Spo- larin, Sacharin - amelyek rákkeltő hatása nem bizonyított, de állandó fogyasztásukat a szakemberek nem ajánlják. A megvalósuláshoz közel áll a sajtkészítéshez használt Kimozin (oltóenzim) génsebészeti előállítása is. Ezt eddig csak szopósborjakból lehetett nyerni, 1990-ben állítólag a teljes amerikai tejipar már gén- technológiával készített tejoltót fog használni. Máris forgalomban vannak olyan gyógyszerek, amelyek génsebészeti úton készültek. Az állatoknál a száj- és körömfájás elleni, az embernél a fertőző májgyulladást megelőző vakcina. Fontos szerephez juthat a tudományág az örökletes betegségek gyógyításában és megelőzésében. Ha időben kiderül, hogy a magzatot rendellenesség veszélyezteti még megszakítható a terhesség. A jövőben pedig az örökletes betegségeket olyan módszerrel gyógyítják majd, hogy a kóros gének mellé egészséges változatot is bejuttatnak, s ezek beépülése a szervezetbe megszünteti a panaszokat. Újabban annak a lehetősége is fennáll, hogy transgenetikus állatokat hasznosítsunk, amelyek tejükben, vérükben géntermékeket produkálnak, s ezek után kivonhatok az állati termékekből. Amerikában ilyen módszerrel elérték, hogy az egér tejében olyan proteint (fehérjét) választ ki, mely megakadályozza a vérrögképződést. A tudósok most azon fáradoznak, hogy ez a génsebészeti beavatkozás a szarvasmarháknál is alkalmazható legyen. Ha sikerül elérni, hogy a fent említett fehérje a szarvasmarha tejében is kiváltódjék, akkor az emberiség óriási lépést tesz az infarktus megelőzése és gyógyítása felé. E néhány példa is kellőképpen szemlélteti, hogy az élőlények öröklődésébe való közvetlen beavatkozás módszerei és a genetikai programozás, új és lényegében még beláthatatlan távlatokat villantanak fel az emberiség számára. Dr. FÓTHY JÁNOS Az Antarktisz-kutatók évek óta fokozott figyelmet fordítanak a felső atmoszféra ózonrétegének sűrűségére, vastagságára. Félő, hogy a Földet a napsugárzás káros hatásaitól védő réteg ,,összeroppan a szennyeződések szorításában“. Az ózonréteget az aeroszolos spray-k, a hűtőfolyadékok, a tűzoltó-készülékek hajtóanyagai, az ipari oldószerek és bizonyos műanyagtermékek gyártásakor használatos LYUK AZ ÉGEN gázok pusztítják. Ezek a CFC (klór-fluor-szénhidrogének) néven ismert anyagok klórt, fluort tartalmaznak - az emberre teljesen veszélytelen formában. Mivel nagyon könnyűek, a levegőbe kerülve azonnal az ózonrétegbe emelkednek, ahol a napsugárzás hatására a klór és a fluor felszabadul: egy klórrészecske 100 000 ózonrészecskét képes megsemmisíteni. ökológusok szerint az ózonréteg hiánya fokozott mértékű ibolyántúli sugárzásnak tenné ki bolygónkat, ami nemcsak a bőrrák és a szürkehályog elterjedését, hanem a növényi és a vízi élet sorvadását is maga után vonná. A földi hőmérséklet is megváltozna, hiszen a kiváló szigetelöképességű CFC-k a levegőbe jutva beburkolnák a Földet. Az amerikaiak 1975-ben betiltották a spray-k használatát, később azonban úgy látszott, aggodalmuk felesleges volt, az ózonréteg vastagsága 1975 és 1979 között gyakorlatilag nem csökkent. A Déli-sarkon brit kutatók mégis folytatták régen elkezdett méréseiket, és igazuk volt. 1985-ben ősi spektrofotométerükkel világraszóló felfedezést tettek. Az Antarktisz felett hatalmas lyuk jelent meg az égen: területe durván az Egyesült Államokéhoz mérhető. Az amerikai Nimbus műhold kamerái bíbor, fekete, sárga és vörös felhők tömegeként érzékelték a lyukat. A lyuk keletkezéséről számos tudós azt tartotta, hogy csak az Antarktiszra jellemző természeti jelenségről van szó- ezt a nézetet természetesen több iparvállalat is magáévá tette. Ma már egybehangzó a kutatók véleménye, miszerint az ok a klórszennyeződés. Szeptember elején Montrealban 40 ország részvételével tartott tanácskozáson egyezmény született a CFC-k felhasználásának csökkentéséről. Amerika és Európa csökkentené is, ám a harmadik világ egyes országai- kereskedelmi érdekekre hivatkozva - növelnék a termelést.-impLAPOS KÉPCSŐ Mindössze hat milliméter vastagságú ultraiapos képcsövet fejlesztett ki a színes tévékészülékekhez a japán állami tévétársaság (NHK). A 29x41 centiméter méretű képcső xenontöltésű és a gázplazmaelven működik. A vörös, zöld és kék gázsejtek terjesztését vezérlő elektronika ma még lényegesen nagyobb, mint a jelenlegi tévékészüléké. A plazmaképernyők elterjedése csak egy évtized múltán várható az NHK szakértőinek véleménye szerint. Egyszínű plazmaképernyöket már ma is használnak az elektronikus számítógépekhez. BAKTÉRIUMFEGYVER A BŰNÖZÖK ELLEN A bűnözőknek jó okuk van rá, hogy rettegjenek a baktériumoktól. A híres londoni rendőrség, a Scotland Yard új munkatársakat szerződtetett: az Acinetobacter calcoa- ceticus baktriumokat, amelyek segítik láthatóvá tenni a gyenge ujjlenyomatokat. Megfelelő tápoldatban az újjlenyomatokra öntve, 24 órán belül telepeket alkotnak és kitűnően kimutatják az ujjlenyomatok rajzolatát. Az ujjlenyomatok börnedvességének maradványa fontos tápanyagokat tartalmaz a baktériumok számára. EGÉSZSÉGKÁROSODÁS STERIL ÜZEMEKBEN Mikroáramköröket gyártó üzemek munkásnöi között gyakoriak a vetélések. A Digital Equiqment cégnél dolgozó terhes nőket hosszabb időn át figyelemmel kisérték a Massachusetts Egyetem kutatói és 39 százalékuknál tapasztaltak koraszülést. A vizsgálatokból azt a követke- zetetést vonták le, hogy a chip- gyártó műhelyek légkondicionált, tökéletesen pormentes levegőjében a miroármakörök maratására használt vegyi anyagok hatása válthatja ki a bajt. Több mikroelektronika vállalat, így az AT+T is tanácsolja női alkalmazottainak, hogy terhességük tartamára helyeztessék magukat más munkahelyre. Most tovább kutatják, milyen egyéb hatása van általában a steril, tiszta üzemekben (clean room) végzett munkának a nőkre és a férfiakra. „EMLÉKEZŐ“ SZEMÜVEGKERET Jó hír a fém szemüvegkeret kedvelőinek: egy kaliforniai vállalat olyan szemüvegkeretet hozott forgalomba, amely, .emlékezik“ eredeti alakjára. Ha tehát a szemüvegkeret használat közben elgörbül, nem kell az optikushoz szaladni vele, elegendő a vízcsapból forró vizet engedni rá, és a keret újra felveszi eredeti alakját. A különleges keret „nitinolból“ - nikkel és titán ötvözetből készül Nagy mechanikai stabilitása ellenére könnyű, és ugyanolyan korrózióálló, mint a rozsdamentes acél. A kísérletek szerint a hajlítást körülbelül egymilliószor lehet megismételni a nitinol kifáradása nélkül. Nitinolból nemcsak szemüvegkereteket lehet készíteni, hanem spirálrugókat és különleges érintkezőket is. A Szlovák Tudományos Akadémia Elektrotechnikai Intézetének dolgozói az infravörös sugárzáshoz közeli tartományban működő fényszálas optikai rendszerek gallium- arzenid (GaAs) félvezetős fotodiódáinak fejlesztésével foglalkoznak, amelyek az optoelektro- nikai alkatrészek második generációjába tartoznak. Eljárást dolgoztak ki a félvezető anyag kristályainak kellő irányba való átorientálására (epitxia). Ezekből a struktúrákból később chipeket majd pedig fotodiódákat készítenek. Ezzel a munkával az SZTA a KGST országok komplex tudományos - műszaki fejlesztési programjába kapcsolódik be. A képen a kész, epi- taxált sturktúrát veszik ki a berendezésből. (CSTK felvétele) A tegnap tudománya, a holnap gyakorlata I.
