Ezt a különleges jelenséget vizsgálja Dr. Dobránszki Judit a DE Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar tudományos tanácsadója, az Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ vezetője, akinek több évtizedes kutatói munkája a növényi biotechnológia klasszikus területeitől az epigenetikai memória feltárásáig ível.
A beszélgetés apropóját egy rangos nemzetközi elismerés adta, ugyanis Dr. Dobránszki Judit professzornő felkerült a legfrissebb, Scopus-adatokra épülő, a Stanford University és az Elsevier által összeállított „World’s Top 2% Scientists” listára. Ezen a rangsor a tudományos teljesítmény egyik fontos mérőszáma, amely a kutatók nemzetközi láthatóságát és idézettségét értékeli.
De mit is jelent ez a gyakorlatban? Milyen kutatói út vezet egy ilyen elismeréshez? És milyen kérdésekkel foglalkozik ma egy olyan tudós, aki a növények „emlékezetét” vizsgálja? Többek között ezen érdekes témákról beszélgettünk.
A kezdetek: laboratóriumi szaporítás és regeneráció
A kutatói pályája kezdetén a hangsúly az in vitro növényi mikroszaporítási technológiák fejlesztésén volt. A debreceni agrárkar professzora elsősorban olyan fontos kertészeti kultúrák, mint az alma és a burgonya laboratóriumi szaporításának hatékonyságát vizsgálta.
Munkája során olyan mikroszaporítási protokollokat dolgozott ki, amelyek lehetővé tették különböző növényfajok gyors és megbízható szaporítását. Kutatásai kiterjedtek a növényi szövetek regenerációjához szükséges optimális táptalaj-összetétel és hormonális egyensúlyok megtalálására. Ezen túl vizsgálta, hogy miként irányítható a sejtek differenciálódása különböző növényfajok eltérő szerveiből származó különböző típusú explantátumok felhasználásával. Elsősorban a fény, a különböző citokininek, valamint az explantátum hatását tanulmányozta az in vitro növényi szervfejlődésre.
Ezen időszak egyik jelentős eredménye az alma esetében alkalmazott vékony sejtréteg-technológia (tTCL) kidolgozása volt, amely jelentősen javította a levéllemezből induló hajtásregeneráció hatékonyságát. Ezek az eredmények hozzájárultak a modern gyümölcstermesztés és a burgonya vetőgumó-előállítás biotechnológiai fejlődéséhez.
A mikroszaporítási protokollok kidolgozása ma is része Dr. Dobránszki Judit professzornő mindennapi munkájának, főként védett vagy gyógyszeripari szempontból jelentős növényfajok vizsgálatára fókuszálva.
Új irányok: a növényi memória kutatása
Később a DE-MÉK professzorának kutatásai új irányt vettek: a figyelem a növények „emlékező” képessége, és az azokkal kapcsolatos génműködés-szabályozási (epigenetikai) és génkifejeződési (transzkriptomikai) folyamatok felé fordult.
A jelenlegi vizsgálatai azt kívánják feltárni, hogy a növényeket érő környezeti hatások – például stressz vagy hormonális változások – miként hagynak tartós nyomot a növények működésében. Kutatásai szerint, a növényi memória az epigenetikai folyamatok, pl. a DNS-metiláció megváltozásán alapul és befolyásolhatja a növény későbbi, kiültetés utáni viselkedését, noha egy részük reverzibilisnek bizonyul, és a kapcsolódó sejtszintű emlékezet (epigenetikai lenyomat) idővel törlődik.
Dr. Dobránszki Judit professzornő aktuális kutatásaival igyekszik megérteni, hogy miként segítheti a növényi memória a klímaváltozás okozta stresszhez való alkalmazkodást. Ennek nyomán született meg nemrégiében az epigenetikailag betanított (Epi-Trained) és nemesített (Epi-Bred) növények koncepciója, amely új távlatokat nyithat az agráriumban.
A beszélgetés során az is kiderült, hogy az agrárkar professzora ultrahangos vizsgálatokkal is foglalkozik, mely igen izgalmas területnek tekinthető. Ezen kutatások célja azt vizsgálni, hogy az ultrahang, mint fizikai inger hogyan hat a növények epigenetikai illetve transzkriptomikai szabályozására illetve élettani folyamataira, valamint annak feltárása, hogy a növények miként informálják egymást akusztikus jelek útján.
A jövő mezőgazdasága: emlékező növények
Dr. Dobránszki Judit professzornő hangsúlyozza, hogy a jövő mezőgazdaságában az örökölt növényi sejtmemória (transzgenerációs emlékezet) és a fenntarthatóság kérdései kulcsszerepet fognak játszani; ebben pedig kiemelt szerepe lehet a memória-mechanizmusok, illetve a fizikai növénykezelések felhasználásának. Ehhez kapcsolódóan a DE-MÉK tudományos tanácsadója annak lehetőségét is tanulmányozza, hogy a növények miként készíthetők fel célzott ingerekkel a környezeti kihívásokra (Priming eljárások).
Az interjúkészítés során az is kiemelésre került a debreceni professzornő részéről, hogy a jövőre nézve a memória-mechanizmusok és az ultrahangos hatások ismerete komoly mértékben segítheti olyan eljárások kidolgozását, amelyek képesek lesznek javítani a növények ellenálló képességét - mindezt a növények saját memóriájára, illetve kommunikációjára alapozva.
Innováció a természet eszközeivel
Zárógondolatként Dr. Dobránszki Judit megfogalmazta, hogy kutatási célkitűzése a növényi memória és kommunikáció molekuláris hátterének minél teljesebb feltérképezése, kiemelt figyelmet fordítva a fizikai ingerek, például az ultrahang növényi élettanban betöltött szerepére. Véli, hogy ezen ismeretek birtokában olyan innovatív megoldások kidolgozása válik lehetővé, amelyek a természetes védekező mechanizmusok aktiválásával növelik a mezőgazdasági kultúrák stressztűrő képességét. Ezen megközelítés pedig nemcsak a terméshozam növelését szolgálhatja, hanem egyben környezetkímélő alternatívát is kínálhat a jövő mezőgazdasága számára.