Tudománykommunikációban is sikeres molekulatervezővel beszélgettünk

Fiser Béla előadása az FameLab döntőjén
Fotó: MTA/Szigeti Tamás

A verseny országos döntője az MTA Székházában a Magyar Tudományos Akadémia és a British Council szervezésében 2018. május 14-én zajlott. A FameLab a világ egyik vezető tudománykommunikációs versenye. Célja, hogy megtalálja a tudomány új arcait, azokat a tudósokat, akik a 21. század közönsége számára inspirálóan és izgalmasan tudnak beszélni fontos tudományos témákról. Az első hazai megmérettetés közönségdíjasával, Fiser Bélával beszélgettünk tudományos pályájának indulásáról, jelenlegi munkájáról, és arról, hogyan lehet cukorból műanyag.

Biofizikusként végzett a Szegedi Tudományegyetemen, jelenleg polimerekkel és kémiai reakciókkal foglalkozik a Miskolci Egyetemen, a FameLab előadása pedig szagérzetet kiváltó molekulákról, számítógépes molekulatervezésről szólt. Hogyan kötődnek ezek a dolgok egymáshoz?
Egyáltalán nem állnak távol egymástól. Biofizikusként a kémia, biológia és fizika hármasának határán, számítógépes kémiai modellek segítségével vizsgálok különböző természeti jelenségeket és ipari folyamatokat. A fizika volt az egyik kedvenc tárgyam a középiskolában. Nagyon jó fizikatanárom volt a Beregszászi Magyar Gimnáziumban, Győrffy Pista bácsi; de a többi tanárom is kiváló volt, s nekik köszönhetem, hogy sem a biológiával, sem más tantárggyal nem álltam hadilábon. Azért jelentkeztem biofizikusnak, mert szerettem volna valami különlegeset tanulni. Az egyetem talán negyedik évében ismerkedtem meg a számítógépes kémiával, ami felkeltette az érdeklődésemet, és időközben rájöttem arra is, hogy a kísérletes kutatáshoz nagyon komoly felszerelés kell, ha az ember igazán magas szinten akarja űzni.
Akkor még úgy terveztem, hogy az egyetem elvégzése után hazatérek Kárpátaljára – Kárpátaljai vagyok, és az volt az álmom, hogy egy kutatóintézetet alapítunk a barátaimmal, de ott, abban az időben nem nagyon álltak rendelkezésre magas szintű kutatáshoz megfelelő műszerek. A számítógépes kémia viszont olyan dolognak tűnt, ami érdekes számomra, sok megválaszolatlan kérdést találtam, és még komoly műszer sem szükséges hozzá, elegendő egy számítógép, internet és megfelelő szoftver. Meg persze az ember józan esze! Ezért döntöttem úgy, hogy ha haza szeretnék térni, akkor az lesz a jó megoldás, s ha úgy alakul, akár otthon, Kárpátalján is magas színvonalon tudom folytatni a munkát.
Azóta sok minden változott, de az új dolgok megismerésének vágya megmaradt.

Fiser Béla nemrég indított egy instagram oldalt, ahol érdekes szerkezetű, vagy különleges jelentőségű molekulákat mutat be a nagyközönség számára. Erre egy példa az olympicene, amit 2010-ben a 2012. évi londoni nyári olimpiai játékok apropóján tervezett Prof. Graham Richards és Antony J. Williams.
Illusztráció: Profimedia (fent); Fiser Béla (lent)

Ki ismertette meg a számítógépes kémiával, s hogyan indult a pályája?
Az egyetem alatt biofizikusként már korán bekapcsolódtam az Szegedi Tudományegyetem akkori Orvosi Fizika és Biofizika Tanszékén folyó fotoszintézissel kapcsolatos kutatásokba Prof. Nagy László témavezetése mellett. Ezek azonban jelentős vegyszer és műszerigényű kutatások voltak, de nagyon élveztem és sokat tanultam a kísérletes munkából. Örülök, hogy a Biofizika Tanszéken dolgozhattam, s bejártam a TDK-kal és diplomamunkával szegélyezett diákéletutat. Ezalatt sok egyéb mellett, mint például néptánctanulás és -oktatás, különböző kulturális rendezvények szervezése, jutott idő több különböző szabadon választható tantárgyra is.
Azt hiszem az egyetem negyedik évében felvettem a számítógépes programcsomagok alkalmazása nevű tárgyat. Halvány fogalmam sem volt arról, hogy ez mit takar. Az órát a Kémiai Informatika Tanszék munkatársai tartották, s nagyon inspirálóan hatott rám. Csizmadia Imre emeritus professzor, Prof. Viskolcz Béla, Dr. Jójárt Balázs és Dr. Szőri Milán közösen indított el a számítógépes kémia irányába. Azt mondták, hogy szinte bármit lehet modellezni megfelelő közelítéssel, legyen az biológiai, kémiai vagy fizikai rendszer. Arra gondoltam, hogy a saját kísérleti témámban is lehetne talán ezt alkalmazni, s rá is kérdeztem, hogy tudnánk-e azt a fotoszintetikus fehérjét, amit spektroszkópiai módszerekkel vizsgálok a Biofizika Tanszéken, valahogyan modellezni és a kísérleteket, elméleti számolásokat együttesen alkalmazni a rendszer mélyebb megértésére. A válasz igen volt, de a várt eredmény sajnos elmaradt. Rá kellett jönnöm, hogy még sokat kell tanulnom ahhoz, hogy ilyen összetett rendszerrel elboldoguljak.

A kezdeti kudarc nem kedvetlenítette el?
Nem, épp ellenkezőleg. A kudarc meghozta a kedvem arra, hogy tovább próbálkozzam ezzel a területtel.
Csizmadia Imre professzor és a többiek arra biztattak, hogy próbáljak saját témát találni. Nyitottak voltak arra, hogy együttműködjünk, és akkor rövid keresgélés után rátaláltam a szaglásra. Felvetettem, hogy mi lenne, ha szagokkal, a szaglással, a szagérzetet kiváltó molekulákkal foglalkoznánk, vagy esetleg megpróbálnánk leírni a szaglással kapcsolatos folyamatokat molekuláris szinten. Akkor annyit tudtam erről, hogy a szaglással kapcsolatban nagyon sok kérdés még válaszra vár.

És mi történt ezután?
Dr. Jójárt Balázzsal elkezdtem ezen a témán dolgozni. A rendszert leegyszerűsítettük s néhány kisebb molekula víz-levegő határfelületen történő viselkedését próbáltuk vizsgálni, de végül ezt a témát is el kellett engednem. Sajnos nem sikerült értékelhető eredményt elérnünk, s közben tovább dolgoztam a Biofizika Tanszéken, ahol a diplomamunkám is készült. Illetve eltöltöttem néhány hónapot Dr. Livia Giotta témavezetése mellett Lecce-ben, Olaszországban a University of Salento vendéghallgatójaként. A számítógépes kémia akkoriban még inkább hobbi volt, mint fő kutatási irány a számomra. Mikor befejeztem a tanulmányaimat, s megszereztem a biofizikus diplomámat, kaptam egy ajánlatot Prof. Viskolcz Bélától, hogy kezdjem el a doktori tanulmányaimat náluk, a szegedi Kémiai Informatika Tanszéken.  Nagyon örültem a lehetőségnek, hiszen akkor még erősen fontolgattam, hogy hazatérek Kárpátaljára, s a számítógépes kémia nagyon jó alapot szolgáltatott volna ehhez.

Ezek szerint elfogadta az ajánlatot?
Igen, s elkezdtem Viskolcz professzor témavezetésével, Dr. Szőri Milán, Dr. Jójárt Balázs és Csizmadia professzor mentorálása mellett dolgozni a Kémiai Informatika Tanszéken. Sok segítséget kaptam, amire már a felvételinél is szükség volt, hiszen teljesen más alappal indultam, nem volt egyszerű biofizikus háttérrel a kémia doktori iskolába jelentkezni. De nekik és egy korábbi kollegájuknak Dr. Izsák Róbertnek hála – aki épp a felvételim előtt töltött néhány hónapot Szegeden vendégkutatóként és jutott ideje arra is, hogy tanácsokkal lásson el a felvételivel kapcsolatban – sikerrel vettem az akadályt.
Elkezdtem a doktori tanulmányaimat, és Csizmadia Imre professzor úr újra arra biztatott, hogy keressek magamnak témát. Keressek valami olyat, ami engem igazán érdekel. Biofizikusként a biomolekulák felé fordultam, s egy cikk olvasásakor belefutottam a glutation nevű antioxidáns vegyületbe, amit nagyon érdekesnek, különlegesnek találtam. Ez egy viszonylag kis molekula, s úgy gondoltam, hogy meg tudok vele birkózni, három aminosavból áll (tripeptid). Csizmadia professzornak, Imre bácsinak is az érdeklődési területei közé tartozik, úgyhogy el is kezdtem vizsgálni a glutation különböző tulajdonságait. Az antioxidáns aktivitásától kezdve az antioxidáns mechanizmusán át, a kémiai evolúcióban játszott szerepéig szinte mindent megpróbáltunk kideríteni a molekuláról. A téma egészen jól haladt és nagyon élveztem a kutatást. Amikor már nagyjából a doktori tanulmányaim közepén jártam, megházasodtam. Közös életünk feleségemmel, Nagy Ágnessel egy kicsit megváltoztatott mindent.

Milyen értelemben?
Sokféle lehetőség állt előttünk, egyrészt azon gondolkodtunk, hogy befejezzük-e mindketten a doktori tanulmányainkat – feleségem geológus -, és aztán letelepedjünk-e Szegeden. Másrészt pedig ott volt a nagyvilág, az ismeretlen, ami még felfedezésre várt.
De már nem csak magamról, hanem kettőnkről is gondoskodni szerettem volna, s ehhez az anyagi hátteret megteremteni. Kutatóként minél több tapasztalattal rendelkezik valaki, annál nagyobb esélye van arra, hogy érvényesüljön. Mivel mindketten az akadémia világában mozogtunk akkoriban, közösen úgy ítéltük meg, hogy a legjobban akkor tudunk fejlődni, s kutatóként tapasztalatokat szerezni, ha egy időre külföldre megyünk.

Kapott valakitől segítséget vagy tanácsot, hogy merre is menjen?
Egyetemi tanulmányaim alatt abban a megtiszteltetésben volt részem, hogy az SZTE Sófi József a Szegedi Tehetségekért Alapítvány támogatását elnyertem különböző ösztöndíjak formájában, s megismerhettem Sófi Józsefet, az Ösztöndíj alapítóját. Tőle nagyon sok tanácsot és segítséget kaptam. Illetve a kollégáim és a témavezetőm is támogatott, s több ajánlólevelet írtak számomra. De a helyeket, ahová pályázatot nyújtottam be, magam válogattam, s megpróbáltam minél kevesebb problémával zavarni a mentoraimat. Végül a szegedi doktori tanulmányaim harmadik évében lehetőséget kaptam arra, hogy bekapcsolódjak az ECHONET-ITN nemzetközi projektbe Spanyolországban Marie Skłodowska-Curie kezdő kutatóként, a Baszkföldi Egyetemen, University of the Basque Country, UPV-EHU, Prof. Enrique Gómez Bengoa témavezetésével. A lehetőségnek azonban ára volt, el kellett kezdenem egy új doktori témát, s félbe kellett hagynom a Szegeden majdnem befejezett glutationnal kapcsolatos doktorimat. Így jutottunk el 2013 őszén San Sebastiánba vagy ahogy a helyiek, a baszkok, mondják Donostiába a feleségemmel együtt, és egy új témában, teljesen más feltételekkel kezdtem neki az újabb doktori tanulmányaimnak. Azt azonban megígértem a szegedi témavezetőmnek, Viskolcz professzornak, hogy ha befejezem a doktorimat Donostiában, akkor visszajövök és a vele elkezdett munkát is befejezem.

Milyen volt a spanyolországi időszak?
Nagyon jó körülmények között és feltételek mellett, sok együttműködő partnerrel tudtunk együtt dolgozni, s egy szakmailag kiemelkedően jó három évet sikerült eltölteni. 2016 nyarán befejeztem a disszertációmat, amelynek témája különböző fémorganikus reakciómechanizmusok elméleti vizsgálata volt, és a University of the Basque Country legjobb minősítésével meg is védtem a dolgozatot, ipari és szintetikus kémia szakirányon. Nagyon jó három év volt, szakmailag mindenképp megérte, de emberileg nem volt egyszerű.

Ezután visszatért Szegedre, és folytatta a glutation tanulmányozását?
Igen, visszatértünk Magyarországra, de nem Szegedre, hanem Miskolcra, mivel Viskolcz professzor időközben átkerült a Miskolci Egyetemre. Ahogyan ígértem, folytattam a korábban elkezdett antioxidáns molekulával, a glutationnal kapcsolatos kutatást. Erre alapozva elkészült a második doktori disszertációm, amit 2017 tavaszán sikeresen meg is védtem.

A FameLab 3 perces előadása a szagokról szólt, a szagérzetet előidéző molekulákról. Visszanyúlt egy korábbi érdeklődéséhez?
Az elődöntőben az előadásomban a molekulák ún. potenciális energia felületéről beszéltem, de ezt a döntőre már nem vihettem magammal, mivel az a szabály, hogy egy témát nem lehet a verseny különböző fázisaiban ismételni. Ekkor vetődött fel, hogy a szagokról fogok majd beszélni. Az ötletelésben nagyon sokat segített Rózsa Zsófia kollégám és a feleségem is. A döntő előtti nap délutánján számtalanszor végighallgatták az előadásomat. Az ő érdemük is a siker.

Milyen tapasztalatokat szerzett a FameLab verseny felkészülése alatt? Az előadások során szerzett élményeket, a zsűri véleményét be tudja építeni egy-egy későbbi, kisebb-nagyobb közönség előtt megtartott prezentációba?
A felkészülés során egy nagyon fontos dologra jöttem rá. 3 perc nagyon kevés. A versenyen az előadások időtartama limitált, s nagyon nehéz ennyi időbe belesűríteni minden fontos információt egy-egy témáról.
Szerencsésnek érzem magam, hiszen bejutottam a döntőbe, s a többi döntőssel együtt lehetőségem nyílt egy exkluzív kétnapos mesterkurzuson is részt venni, még a döntő előtt, a felkészülési időszakban. A mesterkurzuson James Piercy szabadúszó tudománykommunikációs szakember, az Egyesült Királyság vezető növénytani kutatóközpontja, a John Innes Központ társadalmi kapcsolatokért felelős szakértője látott el minket az előadásmóddal kapcsolatos tanácsokkal. Gilicze Bálint újságírótól, az MTA Kommunikációs Főosztályának munkatársától pedig a történetmesélés fortélyait ismerhettük meg. A két szakember tanácsaival is felvértezve készültem, készültünk a döntőre. Nem ment minden zökkenőmentesen és kicsit talán kifutottam az időből is. De összességében azt hiszem, hogy az előadásom jól sikerült. A megszerzett tapasztalatokat a későbbiekben is kamatoztatni tudom majd.

A szagérzetet kiváltó molekulák egyébként – ez az előadásából is kitűnt – nagyon hasonlóan működnek, mint a gyógyszermolekulák, amelyek ugyancsak egy receptor kötőhelyeire illeszkednek be. Nem gondolkozik esetleg gyógyszerkutatáson?
Nagyon érdekel a gyógyszerkutatás, de egyelőre mással foglalkozom. Miután a Miskolci Egyetemen dolgozom, s azon belül is a Kémiai Intézetnek, illetve egy jelenleg szerveződő Felsőoktatási Ipari Együttműködési Központnak vagyok a munkatársa, az egyetem egyik legfontosabb ipari partnerével a Wanhua-BorsodChemmel közös projektekkel foglalkozom. Az ipari partnerünk gyakorlati problémái prioritást élveznek, s a kutatásaink is ebbe az irányba terelődnek. A Wanhua-BorsodChem az izocianátok gyártásának piacán vezető szerepet tölt be, s ezért jelenleg ezen vegyületek és a belőlük készíthető poliuretánok – például a pur-hab – kutatásával foglalkozom.  A Wanhua-BorsodChem-mel szoros együttműködésünk folyományaként szeretnénk olyan, új típusú poliuretánokat tervezni, s előállítani, amelyek könnyebben újrahasznosíthatók, vagy az előállításukhoz felhasznált anyagoknak köszönhetően környezetkímélőbbek. A kutatási egység, amit vezetek, ebben próbál előre lépni.

Hogyan lesz ez az anyag környezetbarát?
A poliuretánok szó szerint körülvesznek minket. Az életünk szinte minden területén találkozhatunk velük, ott vannak a matracokban, székek anyagában, szigetelések, tömítések készülnek belőlük, tehát az egyik legnagyobb mennyiségben előállított polimer típusról van szó. Sajnos ezeknek az anyagoknak az újrahasznosítása nehéz és költséges folyamat. Ezért fontos az új, környezetkímélőbb megoldások kifejlesztése.
A poliuretánok másik fő összetevői, az izocianátok mellett, az úgynevezett poliolok. Arra gondoltunk, hogy a jelenleg iparban alkalmazott kőolajalapú poliolokat valamilyen bio-poliollal helyettesíthetnénk, és így próbálhatnánk meg környezetkímélőbb poliuretánt előállítani. Olyan anyagot – bio-poliolt – kerestünk, ami olcsó, és széles körben rendelkezésre áll, s végül a választásunk a cukrokra esett. Több cukor alkalmazhatóságát vizsgáltuk számítógépes kémiai módszerek segítségével. Ehhez felhasználtuk a Miskolci Egyetem és a Kormányzati Informatikai Fejlesztési Ügynökség nyújtotta számítógépes erőforrásokat is. Végül a számítások alapján a fruktóz, vagyis a gyümölcscukor bizonyult a legmegfelelőbbnek. A modellezés mellett a kísérleti munkát is koordináltam, s Min-Yen Lu és Surányi Attila segítségével sikerült 100 százalékban fruktóz alapú bio-poliuretánt előállítanunk. Bízunk benne, hogy az általunk tervezett és előállított új típusú bio-poliuretán a jövőben ipari alkalmazásra is talál.

Egy elfoglalt kutatónak, munkáján kívül jut ideje aktív kikapcsolódásra, hobbira?
Az igazat megvallva nincs hobbim. Elég sokféle dologgal foglalkozom, de ezeket inkább az életem részének tekintem, s nem hobbinak. Keresztény vagyok, s feleségemmel a Miskolci Egyetem Ökumenikus Lelkészségének különböző rendezvényein aktívan részt veszünk. Néha a szervezésbe is bekapcsolódunk. 2017 őszétől a II. Rákóczi Ferenc Kárpátaljai Magyar Főiskola munkájába óraadóként veszek részt, s a tanítást nagyon élvezem. A tudománynépszerűsítés az egyik szívügyem, s emiatt is indultam a FameLab versenyen is. Amikor csak lehetőségem adódik Kárpátaljai iskolákban, a Beregszászi Magyar Gimnázium, Karácsfalvai Sztojka Sándor Görögkatolikus Líceum is tartok tudománynépszerűsítő és motivációs előadásokat. Nemrégiben elkezdtem egy tudománynépszerűsítő Instagram oldalt is szerkeszteni, @funnymolecules néven. Szeretném, ha minél több emberhez eljutna, hogy a tudomány lehet érdekes, s lehet játszva is tanulni.
Emellett nagyon szeretek olvasni, s a nyár folyamán elindítottam egy YouTube csatornát ahol verseket olvasok. Így is megpróbálom megosztani az érzéseimet másokkal.

Az interjút készítette: Egyed László

Kapcsolódó linkek:

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp2049525

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0073652

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp511582m

https://sites.google.com/a/sheffield.ac.uk/echonet-itn/

https://www.kulturtapas.hu/utazas/otthon-spanyolorszagban-san-sebastian/

https://addi.ehu.es/handle/10810/19467

https://sciencenode.org/feature/Sleep%20on%20sugar.php

https://youtu.be/fbz_vdWEsrU

https://www.instagram.com/funnymolecules/

https://www.youtube.com/channel/UCCkhc4nPMtTzapYqBPsCkYA