Megemlékezés


Szathmáry Eörs, az MTA levelező tagjának megemlékezése a Magyar Tudomány 2009.07.18-i számában így olvasható:

2009. áprilisában hosszú szenvedés után elhunyt Gánti Tibor vegyészmérnök, a biológiai tudományok doktora, az ELTE volt címzetes professzora, az élet mibenlétének és keletkezésének kivételes kutatója, a rendszerkémia szellemi atyja. Hamvait kívánságának megfelelően Zebegény fölött szeretett Dunájába szórtuk. Érdekes és küzdelmes életutat járt be. Meggyőződésem, hogy néhány évtized múlva életművét – ha életét nem is – diadalmasnak fogja tekinteni az utókor. Ezt az életművet szeretném igen nagy vonalakban felvázolni.

Gánti Tibor iskoláskorától kezdve természetbúvár volt: az élőlényektől a barlangászatig minden érdekelte. De nagyon korán elgondolkozott azon is, hogy miként is foghatjuk fel az élet lényegét. Meggyőződésévé vált, hogy a kérdés logikailag a kémiába nyúlik, ezért is ment vegyészmérnöknek. Később észrevette azt is, hogy történetileg is a kémia a forrás; és az élet keletkezése kutatásának legjobb hazai ismerőjévé vált.

Mikrobiológiai ismereteit az Élesztőgyár élesztőlaboratóriumának vezetőjeként (1958–1965) kamatoztatta, majd a REANAL Finomvegyszergyárában dolgozott a biokémiai üzem főmérnökeként (1965–1974). Ebben az időben dolgozott ki és szabadalmaztatott számos ipari termelési eljárást, melyek manapság a „mesterséges anyagcsere” technológiai vonulatába illeszkednek. 1974-es kandidátusi disszertációja (Ipari szintézisek enzimes reakció­hálózatok irányított működtetésével) e tevékenység összefoglalója, egyszersmind elméleti kutatásainak egyik alkalmazott hivatkozási pontja. Ipari tevékenységének rövid szüneteiben könyvtárakba járt, így követte a kibontakozó molekuláris biológia eredményeit. Tájékozódását megkönnyítette, hogy korábban röntgenkrisztallográfiai munkát is végzett. Ez irányú érdeklődése az első, a témáról szóló könyvben (Forradalom az élet kutatásában. Budapest: Gondolat, 1966) csapódott le, mely hézagpótló volta miatt például az orvosegyetemen évekig tankönyvként szolgált. Az utolsó fejezet (Élet és halál) az eljövendő, alapvető elméleti biológiai munkásságot előlegezi meg. Kevéssel ezután az ELTE-n biológusoknak ipari biokémiát oktatott (1968–1972).

Ezt követően nagy művén, Az élet princípiuma (Budapest: Gondolat, 1971) című munkán dolgozik, mely ismeretterjesztő álarcban jelenik meg; egyszerűen azért, mert a szerző nem látott reálisnak semmilyen egyéb próbálkozást. A könyv első fele (Az új adatok) időszerű összefoglalását adja a molekuláris biológiának (mintegy a korábbi könyv átdolgozott kiadásának tekinthető), míg második fele kifejti azt, amit ma chemoton-elméletként ismerünk, és amit – lassan – így ismer a világ is. Gánti elképesztő intellektuális bátorsággal lándzsát tör amellett, hogy az élet minimális szerveződésében az enzimek nem játszanak alapvető szerepet. E felfogás – Gántinak a molekuláris biológiát magyarázó ismeretterjesztő tevékenységének fényében – nem is kicsit meghökkentő. Felismerése abban áll, hogy az élet alapvető egységének egyszerűnek kell lennie, miközben az ismert enzimek nyilvánvalóan hosszú evolúció termékei. Másként: az enzimek gyorsítanak, szabályoznak bizonyos folyamatokat, de meg kell azt is kérdezni, mi a szabályozott rendszer természete!

Már a Forradalom az élet kutatásában című munkában is szerepelt, hogy az életnek kétféle folyamategysége van: az egyik egy irányba hajtja az élő rendszereket (amint az a sejtciklus lépéseiben vagy – általánosabban – az egyedfejlődésben megnyilvánul; s ezt Gánti 1966-ben főkörnek nevezte); a másik az anyagcserével és az állandó változás ellenére megmutatkozó állandósággal (a homeosztázissal) kapcsolatos. E gondolatot a Princípium első kiadásában már az absztrakt kémia nyelvén fejezte ki: a főkört az idealizált templát replikáció, az anyagcsere-folyamatokat egy ciklus jelenítette meg, mely a kiindulási anyagokból a rendszer számára szükséges anyagokat termeli. Mindkét alrendszernek kiemelten fontos sajátossága az autokatalízis, vagyis hogy önmaguk keletkezését katalizálják. Ez a templát replikáció esetében nyilvánvaló volt már akkor is, ám az anyagcserét a kutatók nagy többsége nem tekintette volna autokatalitikusnak. Gánti éveken keresztül vissza-visszatért e kérdésre, és rámutatott, hogy például a Calvin-ciklus vagy a reduktív citromsavciklus autokatalitikus a kismolekulák szintjén (miközben az elemi reakcióikat enzimek katalizálják). Az önmagát szaporító „kémiai motor” a chemoton-elmélet egyik sarokköve1.

Feltűnhet, hogy az ily módon definiált chemoton-modell nem tartalmaz térbeli határoló rendszert (membránt). Gánti eredetileg úgy gondolta, hogy a membrán funkciója jelentőségében másodlagos; valahogy úgy, mint ahogy a papír másodlagos a karajhoz képest. Később Domján Dénes meggyőzte arról, hogy feladja ezt az álláspontot, ámde ehhez még egy fejleményre szükség volt: 1972-ben jelent csak meg a biomembránok folyékony mozaik modellje S. Jonathan Singer és Garth L. Nicholson tollából. Ebből Gánti számára nyilvánvalóvá vált, hogy ki kell egészítenie az eredeti modellt egy harmadik, szintén autokatalitikus alrendszerrel, a membrán idealizált modelljével. 1974-től kezdve chemotonnak már a három alrendszerből álló modellt nevezzük. A chemoton-elmélet az élet kémiai alapegységét keresi, és alapvető kifejtése logikai. Más kérdés, hogy Gánti már a kezdetektől hangsúlyozta, hogy mentális ugródeszkát jelent az élet keletkezésének megértésében, amennyiben azokat a kémiai evolúciós utakat kutatjuk, amelyek elvezethettek chemotonszerű rendszerek spontán megjelenéséhez. Felfogása szerint a makromolekulák szekvenciájában megnyilvánuló információ csak az evolúció későbbi szakaszaiban hasznosult, jóllehet a nukleinsavak már korán a rendszer részei voltak.

Így állt az elmélet a 70-es évek első felében, mikor is Gánti összefoglalta elméleti kutatásainak eredményeit az Akadémiai Kiadó Studia Biologica könyvsorozata számára. A kézirat több mint fél évtizedig feküdt a kezelésére illetékeseknél, mire végre 1979-ben megjelent (igaz, akkor váratlanul és párhuzamosan a baltimore-i University Park Press is kiadta).

Mondhatjuk, hogy Gánti munkáját hazánkban jobbára érdektelenség, értetlenség, gúny és rosszindulat fogadta (melyek közül az értetlenség volt talán a legelviselhetőbb). Nemcsak hogy az elméleti biológia nem kapott még akkoriban polgárjogot, de hajmeresztő volt az is, hogy az alapmodellből kihagyta az enzimeket. Azzal pedig, hogy a modelleket egzaktul is jellemezni kell, akkoriban nem sokan értettek egyet. Pedig Gánti itt is meghökkentő újítással állt elő: feltalálta a körfolyamati sztöchiometriát. Ennek alapgondolata nagyon egyszerű: a szokásos kémiai egyenletekből a katalizátorok (így az enzimek is) kiesnek, hiszen a reakcióban visszaalakulnak. Kvalitatíve úgy kívánják e hibát kiküszöbölni, hogy a reakció nyila fölé odaírják a katalizátort; ez így viszont nem hordoz mennyiségi információt, nem derül ki, mennyi enzim alakít át mennyi szubsztrátot. Ha viszont mólnyi enzim egy körülfordulás alatt mólnyi szubsztrátot alakít át, akkor egyértelműen beszélünk, de ehhez tényleg szükség van a végrehajtott körülfordulások számára. E gondolatmenet alapján azután sikerült az autokatalitikus ciklusok sztöchiometriájának jellemzése is.

Az elmélet külföldön se járt jobban; talán akkor fogalmazunk frappánsan, ha azt mondjuk, nem értették meg akkoriban, „mi benne a pláne”. Az elméleti biológusok – igen kevés kivételtől eltekintve – az evolúcióval és az ökológiával foglalkoztak, de nem azzal, hogy kémiai folyamatokat hogy szervezhetünk élővé. Mint látni fogjuk, az utóbbi években a helyzet radikálisan megváltozott, ami a tudományon igen, elhunyt művelőjén azonban már nem segít.

Az értetlenség dacára a munka tovább folyt. 1978-ban megjelent a Princípium második ki­adása, kiérlelt szerkezettel és tartalommal. S ekkortájt kaptak szerepet az elméletben az enzimek; igaz, meglehetősen szokatlan formában. Gánti visszanyúlt Carl Woese, Francis Crick és Leslie Orgel hatvanas évek végi ötletéhez, és a chemotonokban replikálódó templátok evolúciójának irányát azok direkt enzimatikus funkciójában jelölte meg. Magyarán, az enzimatikus RNS-ek (ma ribozimeknek nevezzük őket) ettől kezdve nagy szerepet kaptak az elméletben. Valójában Gánti két (1979-es és 1983-as) cikkében az „RNS-világ” teljes pompájában jelen van, noha Walter Gilbert „zászlóbontásként” idézett cikke csak 1986-ban jelent meg.

Gánti 1980-ban védte meg nagydoktori disszertációját. A védés a résztvevők számára nagy élményt nyújtott, negatív értelemben is, Keleti Tamás megátalkodott támadó fellépése miatt. Noha a vita nyilvános és zárt részében is visszakozott néhány mozzanatban, mégis nulla pontot adott az értekezésre. Az értekezés így is átment, és Gánti nemsokára címzetes egyetemi tanár lett az ELTE Genetikai, illetve Növényrendszertani Tanszékén (1999-ig); sokan itt tanultunk tőle elméleti biológiát. Az egyetemen Vida Gábor és Simon Tibor támogatták oktató- és kutatómunkáját; státus szerint az MTA Ökológiai Modellező Csoportjának tudományos tanácsadója volt.

Noha számos tehetséges fiatalt vonzott magához (megkockáztatjuk, ezért sem volt feltétlenül népszerű), megtartani nem tudta őket; ehhez egyszerűen nem volt elég hajlékony. Ahogy Simonyi Károly írja az egyik tudósról A fizika kultúrtörténete című művében, „a saját elméletének foglya” volt, s mindent és mindenkit ebből a szemszögből ítélt meg. Nem értett a mondanivaló különböző használatra történő csomagolásához; ahogy maga is mondogatta, „jó stratéga vagyok, de rossz taktikus”. E kulcsmondat sokat megmagyaráz publikációs nehézségeiből is. „Soha nem tanult meg cikket írni” – mondta róla egy pályatárs, de ezt a kijelentést helyesen kell érteni. Gánti cikkei ugyanis nagyon világosak, csak épp nem tudják „eladni” a koncepciót a gyanakvó olvasók egy részének.

A nyolcvanas években főként két dologgal foglalkozott. Megírta kétkötetes nagy monográfiáját Chemotonelmélet I–II. címmel, melyet az OMIKK adott ki (1984, 1989). Főszerkesztője volt a Természet Világa folyóiratnak, és eközben sok vonatkozásban felrázta, megújította a lapot (1980–1990).

A 90-es években úgy tűnt, az elmélet meghalt, gyakorlatilag senki sem foglalkozott vele. Ekkor hozta létre a Cogitator céget, amely – botanikus, zoológus és ökológus szakértők bevonásával – természetvédelmi tanulmányok, jelentések készítésével foglalkozott.

1995-ben jelent meg Az evolúció nagy lépései című munka, John Maynard Smith és jelen nekrológ írójának a tollából; ami itt azért fontos, mert e kötetben megkíséreltük beilleszteni Gánti munkáját az őt megillető helyre. Hasonlóan jártunk el a párhuzamos Nature szemlecikkben is. Ettől kezdve a tetszhalott elmélet egyre gyakrabban mutatott életjelenségeket. 2000 környékén többen Gánti mun­káinak megjelentetését javasoltuk az Oxford University Pressnek, amire a kiadó szenátusa – a szokásos zárt körű döntési folyamatban – rábólintott. A kötet két korábbi könyv szerkesztett változatát, egy további szerzői tanulmányt és a műveket filozófiai és biológiai szempontból értékelő tanulmányokat tartalmaz (James Griesemer, a University of California at Davies filozófiaprofesszora és Szathmáry Eörs tollából). Szinte ezzel egyidőben Mezey Pál sorozatszerkesztő felajánlotta a kétkötetes monográfia angol nyelvű megjelentetését a Kluwer Mathematical and Computational Chemistry sorozatában. Az előkészítő munkák a Budapest Collegiumban folytak, ahol Gánti Tibor egy évig vendégkutató (fellow) volt. Mindkét nagy vállalkozás 2003-ban jelent meg.

Élete utolsó fél évtizedében Gánti a Budapest Collegiumnak a Magyar Űrkutatási Iroda és a European Space Agency által támogatott asztrobiológiai csoportjában mint nagymarosi „bedolgozó” tevékenykedett; tőle származik a koncepció, hogy a marsi sötét dűnefoltokban minden évben néhány hónapig alkalmas életkörülmények lehetnek akár felszínközeli, fotoszintetikus egyszerű élőlények számára. Az idő majd eldönti, hogy tényleg van-e a foltokban élet.

Mint fentebb már jeleztem, nagyot változott a világ. Tavaly európai kezdeményezésre létrejött a rendszerkémia tudománya, amely az autotakatalitikus kémiai rendszerek analízisével és szintézisével foglalkozik. Az in statu nascendi tudományágat szervező COST-művelet2 rendkívül magas pontszámmal végzett a benyújtott pályázatok versenyében, második konferenciája Balatonfüreden lesz idén októberben3. A kezdeményezés elnöke, Günter von Kiedrowski professzor (Bochum, Németország) Gánti Tibort a kevés alapító atya között tiszteli. Ezzel párhuzamosan egyre-másra jelennek meg azok a közlemények, amelyek munkásságának szellemét követik (néhányat az Irodalomjegyzékben idézek).

A legújabb kori tudomány részleges patológiáját mutatja, hogy a hivatkozások még mindig nem tartanak lépést a szóban készséggel elismert intellektuális befolyással. Ennek oka egyszerűen az, hogy a mostani pályázati és publikációs rendszer mintegy rákényszeríti a embereket arra, hogy akkor is eredetinek mutassák magukat, amikor nem vagy nem annyira azok. Ez a viselkedés persze aláássa a szakmai hivatkozás régi, nemes hagyományait is (arra hivatkoznak, aki személyes jóbarát vagy nagy valószínűséggel veszélyes bíráló lehet; a többiek nem igazán számítanak).

Összességében azt mondhatjuk, hogy Gánti szellemi vetése lassanként termőre fordul, de a méltó elismerés még várat magára. Ez Gánti Tibornak már mindegy, de a magyar tudományosság számára egyáltalán nem az. Jobb későn, mint soha. Ha jól sejtem, eljön az idő, amikor a chemoton-elméletet4 a magyar tudomány igen jelentős eredményeként fogják majd értékelni. Gánti érdeklődése és munkássága okán talán a magister vitae (kitalált) címre lenne jogosult. Az élet mestereként annak alapjait kutatta, páratlan kitartással és igen szerény támogatással. Életművész biztosan nem volt, a szerencse is inkább csak elkerülte. Viszont az életművészeket el szoktuk felejteni, az élet mestereire pedig sokáig tisztelettel emlékezünk.

 

IRODALOM ÉS VÁLOGATOTT PUBLIKÁCIÓK

Crick, Francis H. C. (1968): The Origin of the Genetic Code. Journal of Molecular Biology. 38, 367–379.

Gánti Tibor (1966): Forradalom az élet kutatásában. Gondolat, Budapest

Gánti Tibor (1971): Az élet princípiuma. Gondolat, Budapest

Gánti Tibor (1974): A chemoton-elmélet alapjai. Fizikai Szemle. 24, 97–103.

Gánti Tibor (1975): Organization of Chemical Reactions into Dividing and Metabolizing Units: The Chemotons. BioSystems. 7, 15–21.

Gánti Tibor (1979): A Theory of Biochemical Supersystems and Its Application to Problems of Natural and Artificial Biogenesis. Akadémiai, Budapest–University Park Press, Baltimore

Gánti Tibor (1979): A prebiológiai evolúció értelmezése a chemotonelmélet alapján. Biológia. 27, 161–175.

Gánti Tibor (1983): Az ősszekvenciák eredete. Biológia. 31, 47–54.

Gánti Tibor (1984): Chemotonelmélet I. A fluid automaták elméleti alapjai. OMIKK, Budapest

Gánti Tibor (1987): The Principle of Life. OMIKK, Budapest

Gánti Tibor (1989): Chemotonelmélet II. Az élő rendszerek elmélete. OMIKK, Budapest

Gánti Tibor (1997): Biogenesis Itself. Journal of Theoretical Biology. 187, 583–93.

Gánti Tibor (2003): The Principles of Life. With commentaries by James Griesemer and Eörs Szathmáry. Oxford, University Press

Gánti Tibor (2003): Chemoton Theory. Vol. I.Theory of Fluid Machineries. Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York

Gánti Tibor (2003): Chemoton Theory. Vol. II. Theory of Living Systems. Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York

Gánti Tibor – Horváth A. – Bérczi S. – Gesztesi A. – Szathmáry E. (2003): Dark Dune Spots: Possible Biomarkers on Mars? Origins of Life and Evolution of Biospheres. 33, 515–557.

Gilbert, Walter (1986): The RNA World. Nature. 319, 818.

Horváth A. – Kereszturi A. – Bérczi S. – Sik A. – Pócs T. – Gánti T. – Szathmáry E. (2009): Analysis of Dark Albedo Features on a Southern Polar Dune Field of Mars. Astrobiology. 9 February 2009. [Epub ahead of print]

Kun A. – Papp B. – Szathmáry E. (2008): Computational Identification of Obligatorily Autocatalytic Replicators Embedded in Metabolic Networks. Genome Biology. 9, 3, R51.

Mansy, Sheref S. – Schrum, J. P. – Krishnamurthy, M. – Tobé, S. – Treco, D. A. – Szostak, J. W. (2008): Template-directed Synthesis of a Genetic Polymer in a Model Protocell. Nature. 454, 122–125.

Maynard Smith, John – Szathmáry Eörs (1995): The Major Transitions in Evolution. Freeman & Co., Oxford

Rasmussen, Steen – Bedau, M. A. – Chen, L. – Deamer, D. – Krakauer, D. C. – Packard, N. H. – Stadler, P. F. (eds.): (2009): Protocells: Bridging Nonliving and Living Matter. MIT Press, Cambridge, Ma.

Orgel, Leslie E. (1968): Evolution of the Genetic Apparatus. Journal of Molecular Biology. 38, 381–393.

Singer S. J. – Nicolson, G. L. (1972): The Fluid Mosaic Model of the Structure of Cell Membranes. Science. 175, 720–731.

Szathmáry Eörs – Maynard Smith, John (1995): The Major Evolutionary Transitions. Nature. 374, 227–232.

Szostak, Jack W. – Bartel, D. P. – Luisi, P. L. (2001): Synthesizing Life. Nature. 409, 387–390.

Woese, Carl R. (1967): The Genetic Code. Harper and Row

Zhu, Ting F. – Szostak, Jack W. (2009): Coupled Growth and Division of Model Protocell Membranes. Journal of the American Chemical Society. 26 March 2009. [Epub ahead of print]

 

LÁBJEGYZETEK

1 Csak mostanában derült ki, hogy ez a felismerés milyen mély. Bioinformatikai vizsgálatokat végeztünk azokon mikroorganizmusokon, melyeknek anyagcsere-­hálózatát úgyszólván teljesen ismerjük. Kivétel nélkül igaz rájuk, hogy az anyagcsere nem indítható be csak az összes gén, enzim és tápanyag jelenlétében; ehhez biztosítani kell az autokatalitikus magot is (és ez a heterotróf szervezetekre is igaz).

2 http://www.esf.org

3 http://www.esf.org/index.php?id=5938

4 http://www.chemoton.com/