Kutató Diákok Mozgalma

A Kutató Diákokért Alapítvány kutatási tevékenysége

A Kutató Diákokért Alapítvány az Alapító Okiratában meghatározott módon nemcsak a középiskolás diákok, és tanáraik kutatómunkáját támogatja, hanem középiskolás diákok, tanáraik és mentoraik bevonásával önálló kutatásokat is végez. E kutatások során elsősorban olyan tudományos projektek jönnek szóba, amelyekhez nem kell jelentős infrastuktúrális háttér, azaz amelyeket az Alapítvány önállóan is képes elvégezni. Az ilyen típusú kutatások mellett az Alapítvány befogad olyan kutatásokat is, amelyek más kutatóhelyekkel konzorciumi formában valósulnak meg. A fenti kutatómunka formákat az Alapítvány akkor végezheti, ha a kutatások az Alapítvány Alapító Okiratában is megnevezett legfontosabb céljával, a középiskolai diákok és tanáraik kutatásainak elősegítésével összhangban vannak, azaz bennünk túlnyomórészt (50%-nál nagyobb részesedéssel) középiskolai kutató diákok (ideértve az eKut (www.ekut.hu) tagjait, azaz a volt kutató diákokat is), illetve középiskolai tanárok vesznek részt.

Az UNILEVER Magyarország Kft-nek végzett kutatás

Az eddigi működés során az Alapítvány igen gyümölcsöző kapcsolatot alakított ki az Unilever Magyarország Kft.-vel (www.unilever.hu), amely az Alapítványt hálózatos kutatások lebonyolításával bízta meg. Az alábbiakban közhasznúsági kritériumainknak megfelelően közzé tesszük e kutatások eredményét. A kutatások során kifejlesztett hálózatelemző program 2007 őszén kerül közzétételre a www.linkgroup.hu honlapon. Bármilyen a kutatásokkal, illetve azok eredményével kapcsolatos kérdésben további felvilágosítás a kutatás vezetőjétől, Prof. Csermely Pétertől kapható a csermely@puskin.sote.hu email címen.

A 2005-ös kutatási jelentés összefoglalója

A társadalmi hálózatokban az innovációk a leggyakrabban olyan embereknél születnek, akik egymással addig, illetve máshogy nem érintkező információhalmazokat kötnek össze. Ezen emberek hálózatelméleti szempontból a hálózatok csoportjainak (moduljainak) egymással átfedő régióiban foglalnak helyet. Ilyen átfedő régiók kimutatására szolgáló megbízható és a hálózatok gyenge kapcsolatait is figyelembe vevő módszer jelenleg nincsen. A kutatás célja egy ilyen módszer előállítása, és annak bemutatása, hogy a módszerrel kapható átfedő részekben feldúsulnak a potenciális innovátorok, így a módszer nagyobb cégek (egyetemek, kutatóintézetek, stb.) esetén a potenciális innovátorok kimutatására alkalmas pusztán a cég (egyetem, intézet) kapcsolatrendszerének feltárásával. A kutatás első moduljának teljesítése során elemeztük és áttekintettük a hálózatok moduljainak definíciójára és meghatározására szolgáló módszereket, és kidolgoztunk egy olyan elviekben is új módszert, amely a hálózat minden eleméből kiindulva az elemek környezetének kapcsolódási sűrűségén alapuló „kupacokat” képez, e kupacokat összegzi, és az így kapott sűrűségi térképen a sűrűségi maximumokból kiindulva keresi meg az átfedő modulokat. A módszer az eddigieknél nagyságrendekkel gyorsabb, alkalmas súlyozott és irányított hálózatok vizsgálatára is, és egy adott elemről azt is megmondja, hogy számszerűen „mennyire” tartozik az egyes modulokhoz. A fenti hálózatos munkánkkal összefüggésben számos tudományos közleményünk jelent meg az év során a világ vezető tudományos folyóirataiban. A fenti módszer tesztelésére és a kutatás céljának elérésére részletes tervet készítettünk, és biztosítottuk a további célkitűzések elérésének személyi feltételeit is. A második modul kezdeti eredményei bíztatóak. Ennek alapján úgy véljük, hogy a kutatás további támogatása indokolt.

A fentiekben ismertetett kutatással összefüggésben az alábbi közlemények jelentek meg 2005-ben:

1. Csermely, P. (2005) A rejtett hálózatok ereje. Hogyan stabilizálják a világot a gyenge kapcsolatok? Vince kiadó, Tudomány-Egyetem sorozat, 376 old.

2. Agoston, V., Csermely, P. és Pongor, S. (2005) Multiple, weak hits confuse complex systems: a transcriptional regulatory network as an example. www.arxiv.org/q-bio.MN/0410026, Phys. Rev. E 71, 051909, IF: 2,2

3. Soti, Cs., Pal, Cs., Papp, B. és Csermely, P. (2005) Chaperones as regulatory elements of cellular networks. Curr. Op. Cell Biol. 17, 210-215, IF: 18,2 (http://www.linkgroup.hu/docs/05CurrOpCell.pdf)

4. Kovacs, I.A., Szalay, M.S. és Csermely, P. (2005) Water and molecular chaperones act as weak links of protein folding networks: energy landscape and punctuated equilibrium changes point towards a game theory of proteins. http://arxiv.org/abs/q-bio.BM/0409030, FEBS Lett. 579, 2254-2260, IF: 3,5

5. Csermely, P., Ágoston, V. és Pongor, S. (2005) The efficiency of multi-target drugs: the network approach might help drug design. www.arxiv.org/q-bio.MN/0412045 Trends Pharmacol. Sci. 26, 178-182, IF: 14,0

A 2006-os kutatási jelentés összefoglalója

· az Unilever szervezeti tagozódásának és az Unilever kommunikációs rendszerének viszonya: részlegek egybevonásának, illetve szétosztásának lehetőségei;

· az Unilever részlegei és moduljai kommunikációs szempontból vezető embereinek azonosítása;

· az Unilever részlegei és moduljai közötti információcserét legjobban lehetővé tévő hídemberek azonosítása;

· az Unilever innovatív, kreatív, váratlan krízishelyzetekben potenciálisan kulcsfontosságú megoldásokat adó, biztonságtechnikailag is megőrzendő embereinek azonosítása.

Ennek alapján úgy véljük, hogy a kutatás további támogatása indokolt.

Az elvégzett munkával kapcsolatban 2006-ban benyújtott magyar szabadalmi bejelentés:

Csermely, P., Korcsmáros, T., Kovács, I. és Szalay, M. (2006) Eljárás műszaki és más hálózatok váratlan hatásokra optimálisan reagáló, ugrásszerű fejlődésre képes, kiemelten védendő, kiemelten fejlesztendő, illetve hatékony beavatkozásra alkalmas elemeinek kiválasztására. P0600116.

A fentiekben ismertetett kutatással összefüggésben az alábbi közlemények jelentek meg 2006-ban:

1. Csermely, P. (2006) Weak links: Stabilizers of Complex Systems from Proteins to Social Networks, Springer, Heidelberg

2. Nardai, G., Vegh, E., Prohaszka, Z. és Csermely, P. (2006) Chaperone-related immune dysfunctions: An emergent property of distorted chaperone-networks. Trends Immunol. 27, 74-79, IF: 10,1 (http://www.linkgroup.hu/docs/06ti-proof.pdf)

3. Pál, C., Papp, B., Lercher, M.J., Csermely, P., Oliver, S.G. és Hurst, L.D. (2006) Chance and necessity in the evolution of minimal metabolic networks. Nature 440, 667-670. IF: 29,3 (http://www.linkgroup.hu/docs/06nature.pdf)

4. Csermely, P. és Soti, C. (2006) Cellular networks and the aging process. Arch. Physiol. Biochem., 112, 60-64. (http://www.linkgroup.hu/docs/06APB.pdf)

5. Csermely, P. és Soti, C. (2006) Aging cellular networks: chaperones as major participants. Exp. Gerontol. 41, nyomtatás alatt (www.arxiv.org/q-bio.MN/0605030), IF: 3,0

6. Csermely, P., Blatch, G. és Soti, C. (2006) Chaperones as parts of cellular networks. In: (szerk.: Csermely, P. és Vígh L.) Molecular aspects of the stress response: chaperones, membranes and networks, Advances in Experimental Medicine and Biology vol. 594. Springer Science+Business Media, LCC and Landes Bioscience / Eurekah.com pp. 55-63. IF = 0,6 (http://www.linkgroup.hu/docs/06landes.pdf)

7. Rutherford, S. L., Knapp, J. R. és Csermely, P. (2006) Hsp90 and developmental networks. In: (szerk.: P. Csermely and L. Vígh) Molecular aspects of the stress response: chaperones, membranes and networks. Advances in Experimental Medicine and Biology vol. 594. Springer Science+Business Media, LCC and Landes Bioscience / Eurekah.com pp. 190-198. IF = 0,6 (http://www.linkgroup.hu/docs/07Rutherford.pdf)

8. Csermely, P. és Sőti, Cs. (2006) Az öregedésről – a hálózatok szemszögéből. Magyar Tudomány 167, 1309-1312. (http://www.matud.iif.hu/06nov/04.html)

A 2007-es kutatási jelentés összefoglalója

A támogatott kutatás célja hálózatok átfedő csoportjai azonosítására alkalmas pontos és gyors módszer kifejlesztése, valamint annak bemutatása, hogy a módszerrel kapható átfedő részekben feldúsulnak a potenciális innovátorok, így a módszer nagyobb cégek esetén a potenciális innovátorok kimutatására alkalmas pusztán a cég belső kapcsolatrendszerének feltárásával. 2005-ben, a kutatás első moduljának eredményeként leírtuk egy olyan algoritmus vázát, amely hálózatok csoportjainak átfedéseiben megtalálható elemek azonosításra alkalmas, és rámutattunk ezen elemek fontosságára az innovációk megszületésében. 2006-ban, a kutatás második moduljának teljesítése során részletesen kidolgoztuk az első modulban megalkotott eljárás részleteit. Kiderült, hogy az eljárás egy eljáráscsalád, amelynek a ModuLand nevet adtuk. Bemutattuk, hogy a ModuLand eljárás család a korábbi csoport-meghatározó módszereket alesetként tartalmazza, valamint azoknál pontosabb és gyorsabb eredményt ad. 2007-ben kiterjesztettük a ModuLand eljáráscsalád érvényességét oly módon, hogy egymással információ átadási (dinamikus) kapcsolatban lévő elemekre is használható eljárás legyen, és megkezdtük a ModuLand eljáráscsalád több ezer lehetséges alapeljárásából megtalálni az egyes, kiemelt eljárásfajtákat és azok alkalmazási területeit. Felfedeztük, hogy az innovátorok jelenléte segíti az együttműködés kialakulását a legváltozatosabb szerkezetű hálózatok esetén. A fenti hálózatos munkánkkal összefüggésben 8 tudományos közleményünk jelent meg az év során. A módszerrel kapcsolatban nemzetközi (PCT) szabadalmi bejelentést tettünk. A módszer hasznosítására volt kutató diákok és mentoraik megalakították a Predinet Kft-t (www.predinet.com). A kft.-ben jelenleg tízfős fejlesztő részleg dolgozik, amely a módszer HR-jellegű, telekommunikációs, és biológiai hálózatokra történő alkalmazásainak igen hatékony kifejlesztését teszi lehetővé. Jelenleg írjuk a módszert közlő első cikkeket, tervezzük a ModuLand eljáráscsalád néhány változatának a www.linkgroup.hu és a www.kutdiak.hu oldalakon történő nyilvánosságra hozását, és a kiemelt eljárásfajták alkalmazási területeinek pontos körvonalazását, különösen a dinamikusan változó és a korrelatív hálózatokra. Ezen utóbbi célkitűzésünk nagypontosságú hálózati predikciók megtételét is lehetővé fogja tenni. Ezek alapján úgy véljük, hogy a kutatás további támogatása indokolt.

Az elvégzett munkával kapcsolatban 2007-ben benyújtott PCT szabadalmi bejelentés: Csermely, P., Korcsmáros, T., Kovács, I. és Szalay, M. (2007) Method for analyzing the fine structure of networks. PCT/IB2007/050471.

A fentiekben ismertetett kutatással összefüggésben az alábbi közlemények jelentek meg 2007-ben:
1. Csermely, P. és Korcsmáros, T. (szerk., 2007) Stress Responses in Biology and Medicine: Stress of Life in Molecules, Cells, Organisms, and Psychosocial Communities. Annals of the New York Academy of Sciences vol. 1391, nyomtatás alatt

2. Wang, S., Szalay, M.S., Zhang, C. And Csermely, P. (2007) Learning and innovation expand cooperative network topologies. www.arxiv.org/0708.2707.

3. Csermely, P. és Sőti, C. (2007) Aging cellular networks: chaperones as major participants. Exp. Gerontol. 42, 113-119 (www.arxiv.org/q-bio.MN/0605030), IF: 2,9

4. Korcsmáros, T., Kovács, I.A., Szalay, M.S. és Csermely, P. (2007) Molecular chaperones: the modular evolution of cellular networks. J. Biosci. 32, 441-446, arxiv.org/q-bio.MN/0701030, IF: 1,0

5. Korcsmáros, T., Szalay, M., Böde. C., Kovács, I.A. és Csermely, P. (2007) How to design multi-target drugs: Target-search options in cellular networks. Expert Op. Drug Discov. 2, 1-10, arxiv.org/q-bio.MN/0703010.

6. Böde. C., Kovács, I.A., Szalay, M., Palotai, R. Korcsmáros, T. és Csermely, P. (2007) Network analysis of protein dynamics. FEBS Lett. 581,2776-2782, arxiv.org/q-bio.BM/0703025, IF: 3.4

7. Szalay, M., Kovács, I.A., Korcsmáros, T., Böde. C. és Csermely, P. (2007) Stress-induced rearrangements of cellular networks: consequences for protection and drug design. FEBS Lett. 581, 3675-3680, arxiv.org/q-bio.MN/0702006, IF: 3,4

8. Kovács, Sz., Fábián, T. K., Gaál, V. és Csermely, P. (2007) A kapcsolati hálózat egyes paramétereinek hatása a szorongásra - Tájékozódó vizsgálat 14-18 éves középiskolás populáción. Magyar Pszichológiai Szemle 62, 193-201.

A 2008-as kutatási jelentés összefoglalója

A támogatott kutatás célja hálózatok átfedő csoportjai azonosítására alkalmas pontos és gyors módszer kifejlesztése, valamint annak bemutatása, hogy a módszerrel kapható átfedő részekben feldúsulnak a potenciális innovátorok, így a módszer nagyobb cégek esetén a potenciális innovátorok kimutatására alkalmas pusztán a cég belső kapcsolatrendszerének feltárásával. 2005-ben, a kutatás első moduljának eredményeként leírtuk egy olyan algoritmus vázát, amely hálózatok csoportjainak átfedéseiben megtalálható elemek azonosításra alkalmas, és rámutattunk ezen elemek fontosságára az innovációk megszületésében. 2006-ban, a kutatás második moduljának teljesítése során részletesen kidolgoztuk az első modulban megalkotott eljárás részleteit. Kiderült, hogy az eljárás egy eljáráscsalád, amelynek a ModuLand nevet adtuk. Bemutattuk, hogy a ModuLand eljárás család a korábbi csoport-meghatározó módszereket alesetként tartalmazza, valamint azoknál pontosabb és gyorsabb eredményt ad. 2007-ben kiterjesztettük a ModuLand eljáráscsalád érvényességét oly módon, hogy egymással információ átadási (dinamikus) kapcsolatban lévő elemekre is használható eljárás legyen, és megkezdtük a ModuLand eljáráscsalád több ezer lehetséges alapeljárásából megtalálni az egyes, kiemelt eljárásfajtákat és azok alkalmazási területeit. Felfedeztük, hogy az innovátorok jelenléte segíti az együttműködés kialakulását a legváltozatosabb szerkezetű hálózatok esetén. A módszerrel kapcsolatban nemzetközi (PCT) szabadalmi bejelentést tettünk. A módszer hasznosítására volt kutató diákok és mentoraik megalakították a Predinet Kft-t (www.predinet.com).

2008-ban az eljáráscsalád egy további, fontos kiterjesztését fogalmaztuk meg, amely az eljárást hierarchikus hálózatokra is alkalmazhatóvá teszi, valamint eljárásokat fogalmaztunk meg a hálózatos elemzésből a hálózatok hatékony keresésének és predikciójának módszereire. Kidolgoztuk a fenti eljáráscsalád alkalmazásának irányait a legkülönbözőbb mérnöki és természetes hálózatokra, így sejtekre, és gyógyszer-támadáspontok keresésére, valamint a magyar egészségügy teljes adatbázisának elemzésére. A fenti hálózatos munkánkkal összefüggésben 5 tudományos közleményünk jelent meg az év során. Jelenleg fejezzük be a ModuLand módszercsaládot leíró közleményeket, és készítjük elő a ModuLand eljáráscsaládnak a www.linkgroup.hu és a www.kutdiak.hu oldalakon történő nyilvánosságra hozását. Fenti munkánk során egy olyan eljáráscsaládot is felfedeztünk, amely nem igényli a hálózatos leírásmódot, és ezzel olyan adatbázisok elemzésére is képessé tesz bennünket, amelyek hálózatos leírása nehézkes, illetve nem egyértelmű. Ezek alapján úgy véljük, hogy a kutatás további támogatása indokolt.

A fentiekben ismertetett kutatással összefüggésben az alábbi közlemények jelentek meg 2008-ban:
1. Wang, S., Szalay, M.S., Zhang, C. és Csermely, P. (2008) Learning and innovative elements of strategy update rules expand cooperative network topologies. PLoS ONE 3, e1917 (http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0001917)
2. Palotai, R. Szalay, M.S. és Csermely, P. (2008) Chaperones as integrators of cellular networks: changes of cellular integrity in stress and diseases. IUBMB Life 60, 10-18, www.arxiv.org/0710.1622, IF: 2,3
3. Csermely, P., Korcsmáros, T., Kovács, I.A., Szalay M.S. és Sőti, C. (2008) Systems biology of molecular chaperone networks. In: The biology of extracellular molecular chaperones. Novartis Foundation Symposium Series Vol. 291, pp. 45-58.
4. Antal, M.A., Bode, C. és Csermely, P. (2008) Perturbation waves in proteins and protein networks: Applications of percolation and game theories in signaling and drug design. Current Protein and Peptide Science, in press, www.arxiv:0802.2330, IF: 4,0
5. Spiro, Z., Kovács, I.A. és Csermely, P. (2008) Drug-target networks: predictions for novel drug targets in hope to overcome the robustness of cellular complexity. Journal of Biology, in press