Načrtovanje molekul z računalnikom

Predstavite nam instrument, ki ga najpogosteje ali najraje uporabljate pri delu.

Moje raziskave se uvrščajo v računsko in teoretično kemijo, zato ni presenetljivo, da kot raziskovalni instrument uporabljam računalnik in različne programe za modeliranje in računanje z molekulami. Za izvajanje zahtevnejših molekulskih simulacij raziskovalci pogosto potrebujemo precej računske moči, te računske eksperimente tako izvajamo v (super)računskih centrih. V ta namen imamo na Kemijskem inštitutu na voljo Ažmanov računski center.

Kako bi povprečno razgledanemu v največ sto besedah razložili, kaj raziskujete?

Največ se ukvarjam z encimom DNA topoizomerazo IIα, ki skrbi zato, da se molekula DNA pravilno odvija med procesom podvojevanja našega genetskega materiala. Koncentracija tega encima je visoka tudi v rakavih celicah, ki se hitro in nekontrolirano delijo. Zato z molekulami, ki zavrejo njegovo delovanje, uspešno zaustavimo rast rakavih celic. Protirakave učinkovine, ki delujejo na to tarčo, žal poškodujejo molekulo DNA, kar je vzrok za njihove resne stranske učinke. Z računalniškimi simulacijami poskušamo na molekulskem nivoju bolje razumeti, kako ta encim deluje, ter načrtovati molekule, ki bi ga zavrle tako, da bi bilo poškodb DNA čim manj. Rezultate dobljenih računskih modelov nato preverimo z različnimi eksperimenti, pri katerih sodelujemo z raziskovalci tako iz Slovenije kot tujine.

Zakaj imate radi znanost?

Zaradi vseh »aha trenutkov«, ki mi omogočajo globlje razumevanje sveta, v katerem živim.

Kaj dobrega bi vaše delo lahko prineslo človeštvu?

Rezultati računskih simulacij bioloških molekul, ki jih izvajamo, omogočajo, da na atomskem nivoju bolje razumemo njihovo delovanje. Upam tudi, da bomo uspešno načrtovali in ovrednotili čim več uporabnih molekul, ki bi lahko pomembno prispevale k razvoju novih učinkovin za zdravljenje rakavih obolenj.

Kdaj ste vedeli, da boste znanstvenik?

Kot otroka sta me zanimala vesolje in znanstvena fantastika. Spomnim se, da sem nekoč v osnovni šoli, ne da bi vedel, kaj točno to pomeni, sošolcu rekel, da bom znanstvenik. V gimnaziji sem imel rad fiziko in računanje, nato me je v tretjem letniku teta, prav tako znanstvenica, navdušila za organsko kemijo. Zdelo se mi je neverjetno, da lahko zgradimo molekule, ki še ne obstajajo. Na koncu sem oboje nekako združil in zdaj računam z organskimi in biološkimi molekulami.

Kaj zanimivega poleg raziskovanja še počnete?

Prebiram poljudnoznanstveno literaturo in spremljam razvoj na več področjih znanosti. Ko sem odšel na podoktorski študij, sem začel ljubiteljsko fotografirati. Motive iščem predvsem v naravi, včasih pa tudi v urbanem okolju. Rekreativno tečem in zelo rad odkrivam lepote slovenskih gora.

Kaj je ključna lastnost dobrega znanstvenika?

Težko bi izbral le eno. Morda prava kombinacija radovednosti, samoiniciativnosti, sposobnosti opazovanja ter kritične analize. Pomembna je tudi sposobnost sodelovanja z drugimi raziskovalci.

Katero bo najbolj prelomno odkritje ali spoznanje v znanosti, ki bo spremenilo tok zgodovine v času vašega življenja?

Tu izhajam z raziskovalnega področja, ki ga poznam. Zagotovo bomo v prihodnjih desetletjih precej bolje razumeli mehanizme staranja. To bo omogočilo, da bomo bolezni, katerih nastanek je tesno povezan s staranjem organizma, kot so alzheimerjeva in parkinsonova bolezen, povišan krvni tlak, ateroskleroza, rak ter še mnoge druge, učinkoviteje zdravili na bolj vzročen način.

Bi odpotovali na Mars, če bi se vam ponudila priložnost?

Bi, ampak šele takrat, ko bo potovanje tja in nazaj nekoliko hitrejše, kot ga omogoča trenutno razvita tehnologija.

Na kateri vir energije bi stavili za prihodnost?

Na tem področju nisem strokovnjak. Zagotovo na takšnega, ki bo poleg zagotavljanja zadostne količine energije omogočal dolgoročno ohranjanje stabilnega ravnotežja in naravne raznolikosti na našem planetu.

S katerim znanstvenikom v vsej zgodovini človeštva bi šli na kavo?

Zanimivo bi bilo spoznati pogled na svet nekoga, ki je živel in raziskoval pred razvojem znanosti, kot jo poznamo danes. Zato bi na kavo povabil enega prvih sodobnih znanstvenikov, Galilea Galileia.

Katero knjigo, film, predavanje, spletno stran s področja znanosti priporočate bralcu?

Grafične vodnike iz serije knjig s krovnim naslovom Introducing, ki obravnavajo tematike iz znanosti. Z njimi se bralec prek duhovitih ilustracij in strnjenega opisa v poljudnem jeziku lahko seznani s temami, kot so kvantna teorija, relativnost, evolucija, ter idejami pomembnih mislecev in znanstvenikov. Priporočam dokumentarce angleške televizije BBC, kot sta Planet Earth I in II. Praktično nikogar ne bo pustil ravnodušnega tudi kanal na youtubu Kurzgesagt – In a nutshell.

Česa ne vemo o vašem področju, pa bi nas presenetilo?

Pred leti so znanstveniki izračunali, da je število molekul, ki vsaj približno izkazujejo takšne lastnosti, da bi lahko postale zdravilne učinkovine, okrog 10⁶⁰. Številka bi bila napisana videti tako, da bi enici sledilo še 60 ničel! To je precej več, kot je ocenjeno število zvezd v znanem vesolju, kjer je trenutna napoved okrog 10²⁴ zvezd (enica in za njo 24 ničel).