Molekularna stikala za zdravljenje različnih bolezni

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

Poleg mehanske pipete, ki se uporablja za premikanje majhnih volumnov tekočin, pri delu največkrat uporabljam termocikel ali stroj PCR. S tem instrumentom se izvaja verižna reakcija s polimerazo (PCR), ki omogoča množenje določenega segmenta DNK na milijone kopij. PCR je osnovna metoda v molekularni biologiji in se uporablja v številnih aplikacijah, na primer pri kloniranju genov in sekvenciranju DNK, hkrati pa je to ključna metoda za diagnozo bolezni in izdelavo terapevtskih zdravil. Pri delu najraje uporabljam fluorescenčni mikroskop, s katerim lahko vizualiziramo obarvane sesalske celice z uporabo fluorescentnih barvil.

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

Raziskovalci v sintezni biologiji uporabljamo in razvijamo različne sintetične biološke gradnike, kot so sintetični geni, beljakovine in celične strukture, za oblikovanje novih bioloških sistemov ali krepitev že obstoječih sistemov. Ti sistemi imajo nato potencial za številne aplikacije v medicini, industriji in okoljskih znanostih. Sam se ukvarjam prav z razvojem novih sinteznobioloških orodij za kemijski nadzor celičnih procesov v človeških celicah. To so nekakšna molekularna stikala, podobno kot elektronska stikala za vklop in izklop naprave, s katerimi lahko nadziramo aktivnost celic z dodatkom majhne molekule (kemijski signal). Kemijski nadzor delovanja človeških celic igra pomembno vlogo v medicini, med drugim omogoča nadzorovanje aktivnosti terapevtskih celic v našem telesu. Sisteme, ki smo jih razvili, bi v prihodnosti lahko uporabljali zdravniki za zaznavanje in zniževanje nivoja hormona kortizola. Ta se sprošča v stresnih situacijah, koncentracija pa je lahko povečana pri nekaterih boleznih, kot je Cushingov sindrom. Zelo obetavne rezultate imamo tudi s trenutno izumljenimi sistemi, ki jih preizkušamo za zdravljenje rakavih obolenj in bi v prihodnosti lahko igralni ključno vlogo pri zdravljenju raka.

Kaj dobrega bi vaše delo lahko prineslo človeštvu?

Sintezna biologija nam omogoča, da izkoristimo ogromen potencial biologije v vsakdanjem življenju. Z inženirskimi organizmi lahko pripravimo nove snovi za uporabo v vsakdanjem življenju, uporabljamo jih kot merilce onesnaženosti okolja ali pa v medicini za zdravljenje bolezni. Z orodji, ki jih razvijamo, bi lahko v inženirske organizme vnesli dodaten nivo nadzora s kemijskimi signali, kar bi lahko povečalo varnost takšnih organizmov za nadaljnjo uporabo, predvsem v medicinskih aplikacijah. Dolgoročno bi to pripomoglo pri zdravljenju različnih bolezni.

Zakaj imate radi znanost?

Znanost mi je skoraj vedno dajala odgovore na moja neskončna vprašanja o delovanju sveta. Med drugim mi je pri znanost všeč, da je za vsakogar, ne glede na to, kdo si in od kod prihajaš. V znanosti lahko postavljam vprašanja in z izvajanjem zanimivih praktičnih poskusov dobim odgovore o delovanju sesalskih celic in o tem, kako jih lahko spremenim tako, da za nas delajo nekaj koristnega. Če pogledam širše, ima znanost seveda velik vpliv na človeško življenje in je pripomogla k reševanju številnih zapletenih družbenih izzivov: razvoj antibiotikov in cepljenja, informacijske tehnologije in interneta, obnovljivih virov energije itd. Znanost pomaga pri razvoju novih zdravil in terapij, izboljšuje varnost in povečuje splošno razumevanje sveta okoli nas.

Nov dosežek skupine Romana Jerale

Kaj zanimivega poleg raziskovanja še počnete?

Moja strast do vrtnarjenja in rastlin se je med doktorskim študijem okrepila, deloma kot posledica pandemije in dejstva, da nisem mogel zapustiti hiše, pa tudi zato, ker mi pomaga pri tem, da se na nekaj osredotočim, ne da bi zraven razmišljal o raziskovanju in neuspelih poskusih v laboratoriju. Všeč mi je tudi kuhanje, čeprav mislim, da v tem nisem ravno vešč, vendar mi daje občutek uspeha (ko mi kaj uspe), ki ga pri dolgoročnih raziskovalnih projektih redko doživimo.

Kdaj ste vedeli, da boste znanstvenik?

V šoli sem hitro ugotovil, da sem v nečem dober, v nečem pa ne. Zapravljanje časa za nekaj, pri čemer nimam naravne afinitete, se mi je zdelo nesmiselno, zato sem imel srečo, da sem znanost takoj našel kot dostopno in zanimivo.

Kaj je ključna lastnost dobrega znanstvenika?

Dober znanstvenik mora biti vztrajen in radoveden. Med raziskovanjem lahko namreč brez ciljne črte hitro izgubimo navdih za delo. Poleg tega rešitve pri zastavljenih izzivih vedno vodijo do novih vprašanj, kar lahko postane frustrirajoče, saj je za vsak nov odgovor treba vložiti ogromno truda in volje. Vendar pa je možnost neskončnega rezervoarja ugank za razvozlanje hkrati tudi najbolj vznemirljiv del znanstvenega dela.

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

Na umetno inteligenco pogosto gledamo z vidika človeka in ima negativen prizvok. Predstavljamo si na primer robote, ki začnejo razmišljati sami in morda prevzamejo svet. Zame je umetna inteligenca eno največjih znanstvenih odkritij v zadnjem času, saj omogoča strojem učenje in obdelovanje večje količine informacij, kot bi jih ljudje kadarkoli lahko zmogli. Umetna inteligenca v znanosti je prinesla novo revolucijo, kajti njena uporaba vodi k hitrejšim odkritjem (primer je rešitev približno 50 let starega problema zvijanja proteinov) in velikim preskokom v našem razumevanju bolezni ter načinov zdravljenja.

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

Trenutno ne vidim nobene prednosti potovanja na Mars. Tam ni dreves, rož in živali, pa še mrzlo je.

Na kateri vir energije bi stavili za prihodnost?

Po mojem mnenju je prihodnost v obnovljivih virih – predvsem sončne, pa tudi vetrne in geotermalne energije.

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

Če bi se lahko vrnil v preteklost, bi šel na kavo s Charlesom Darwinom, potem ko je napisal knjigo O nastanku vrst. Vprašal bi ga, kako se je spopadel z izobčenjem zaradi svoje knjige in teorije evolucije. Predlog, da naj bi se ljudje razvili iz opic in da smo morda samo živali, je bil drzen za tisti čas.

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

Za nekoga, ki je popolnoma nov v znanosti in si ne predstavlja, kaj znanost ponuja, bi priporočil knjigo Richarda Dawkinsa Razpletanje mavrice: znanost, praznoverje in moč domišljije. V njej je opisano, da znanost ni samo dolgočasno merjenje navideznih tekočin in računanje, kar si pogosto predstavljamo, ampak sta v tem, kar znanstveniki počnemo, poezija in umetnost. V znanosti obstajata čudovitost in navdušenje skozi celoten raziskovalni proces.

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

Celoten človeški genom sestavlja približno tri milijarde baznih parov DNK, ki jih lahko predstavimo s črkami A (adenin), C (citozin), G (gvanin) in T (timin). Če predpostavimo povprečno tipkarsko hitrost 40 besed na minuto in povprečno dolžino besede 5 znakov, bi za tipkanje celotnega človeškega genoma brez prekinitve potrebovali približno 40 let. Če si predstavljate, je ročno prepisovanje človeškega genoma zelo nepraktično in neučinkovito, vendar na srečo danes obstajajo avtomatizirane tehnologije, ki nam omogočajo hitro in natančno določitev nukleotidnega zaporedja genoma.