Manželé Šponerovi odhalují tajemství původu života

Judit a Jiří Šponerovi z Akademie věd a centra CEITEC v prestižních vědeckých časopisech nastínili, jak se před čtyřmi miliardami let začal na Zemi vyvíjet život – na počátku byl prý formamid. Manželský pár sklízí slávu za „bitvy“ se zastánci starších teorií, kteří se novému vysvětlení dlouho bránili.

Jiří a Judit Šponerovi z Akademie věd a centra CEITEC | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Jiří a Judit Šponerovi z Akademie věd a centra CEITEC | foto: Foto Martin RychlíkČeská pozice
Jiří a Judit Šponerovi z Akademie věd a centra CEITEC

Je to boj. Tak popisují manželé Judit a Jiří Šponerovi své letité úsilí o publikování studií vysvětlujících původ života. V prestižních vědeckých časopisech nyní nastínili, jak se před čtyřmi miliardami let začal život na Zemi vyvíjet. Jimi spočítaný model rekonstruuje vznik prvních molekul RNA, prazákladu života, z molekuly jednoduché organické sloučeniny. Z formamidu.

„Hodnota naší práce tkví v tom, že jde o první kompletní scénář, jak to mohlo proběhnout. Scénář dokáže pokrýt nejen astronomické kontexty, ale i ty úplně nejmenší molekulární detaily,“ řekli ČESKÉ POZICI manželé Šponerovi, kteří bádají v Biofyzikálním ústavu Akademie věd ČR a v novém výzkumném centru CEITEC v Brně.

Nejprve Italové

„Je to jedna možnost, nový pohled. Když vznikl život, tak se to podle mého názoru nestalo jedinou, ale několika cestami,“ doplňuje kvantová chemička, jež mluví výborně česky, i když je Maďarka. Možná i proto je tak energická, neústupná. Zastánci starších teorií se podle Šponerových novým vysvětlením dlouho bránili.

Po formamidové „stezce“ šli nejprve Italové – zejména profesoři Ernesto Di Mauro a Raffaele Saladino –, jenže jejich články (zejména anglosaští) editoři až dogmaticky cupovali

Po formamidové „stezce“ šli nejprve italští kolegové – zejména profesoři Ernesto Di Mauro a Raffaele Saladino –, jenže jejich články (zejména anglosaští) editoři až dogmaticky cupovali... Místo prvoligových časopisů se proto italští chemici často museli spokojit s otištěním v okrajových žurnálech.

Šponerová se nedala. Na tématu „Origin of Life“ pracuje od roku 2006. Trpělivě argumentovala, na konferenci v Leedsu se s vědeckou hvězdou z Imperial College dokonce i veřejně pohádala. „To mě bavilo,“ směje se. „Ať se mnou nesouhlasí a diskutují. Věcnou kritiku beru. Ale aby vysloveně bránili publikování výsledků, to je neetické,“ říká Šponerová, jež napsala desítky článků a má takzvaný Hirschův neboli H-index 23, což je dokladem její vysoké vědecké kvality.

České vědecké týmy osvětlují dějiny Země

Tým vedený Jiřím a Judit Šponerovými vypracoval a spočítal teoretický chemický model, který ukazuje, jak se mohly kombinovat základní jednotky genetického kódování (nukleotidy RNA), aby vytvářely nové, stále složitější a rozmanitější molekuly, které jsou základem všech živých organismů na Zemi. Základem byla jednoduchá sloučenina formamid neboli česky amid kyseliny mravenčí (CH3NO).

Už dříve též tým českých vědců pomocí pulzů z laseru PALS simuloval energii uvolněnou dopady meteoritů v období „velkého bombardování“ před čtyřmi miliardami let. Energie byla potřebná ke vzniku praživota. Studii v prosinci otiskl magazín PNAS.

Možná „cesta“ od formamidu k prvním genetickým molekulám

Podle italských vědců se pomocí termální energie jednoduchá molekula formamidu přemění na nukleotidy, které se následně spojí do řetízku zvaného RNA. Ta pravděpodobně představuje první pozemský genetický materiál, interakce dvou RNA řetízků poté přinesla i evoluční schopnosti RNA.

Atraktivní téma

Řada recenzentů prý neměla připomínky k obsahu, ale radikálně odmítala texty publikovat. „Jiní naopak v posudcích psali, že je to průlomová práce,“ dodává Šponer, jeden z nejcitovanějších českých vědců vůbec. Má více než deset tisíc citací, okolo 250 vědeckých článků a špičkový H-index 63.

Vznik života je velmi atraktivní téma, do něhož mluví i vědecké celebrity typu Stephena Hawkinga

„Věnuji se více tématům, i biochemii a molekulární biologii, ale tak špatné mezilidské vztahy, jaké jsou mezi vědci studujícími origin of life, jsem jinde neviděl,“ říká Šponer. Jednou musel psát i hlavní editorce časopisu, s nímž 20 let spolupracuje, aby se podívala na pochybení svých editorů. Jindy zase přišlo k odevzdané studii pět (!) posudků, což je nebývalé, které se velmi lišily – od zavrhujícího až po nadšený.

Vznik života je navíc velmi atraktivní téma, do něhož mluví i vědecké celebrity typu Stephena Hawkinga. Jeden řecký filozof zase Šponerovým poslal sborník, v němž ukazuje, že všichni vědci dělají vědu vlastně proto, že se bojí pravdy, rozuměj Boha, a usilují o popření boží existence!

Pomoc pražských kolegů

Ital Di Mauro už byl po letech publikačních bitev unaven. „Přišel za mnou Ernesto a povídá: ,Mně nikdo nechce věřit, že ta polymerizace běží. Můžu dělat cokoliv, mám veškeré metody, důkazy..., ale nikdo tomu nechce věřit, protože oni to ani vidět nechtějí,‘“ vypráví doktorka Šponerová. Spolu se proto domluvili na teoretickém modelování, jak polymery vlastně vznikají.

Brněnským vědcům pomohli též kolegové z pražského Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR

To vedlo k práci, kterou přijal renomovaný americký časopis The Journal of Physical Chemistry B, přestože Di Mauro už rezignovaně říkal, ať to pošlou kamkoliv – třeba i do časopisu s nízkou prestiží, takzvaně s malým impakt faktorem. „Musíme tu bitvu vyhrát na otevřeném poli,“ burcovala Judit.

Brněnským vědcům pomohli též kolegové z pražského Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, s nimiž se spojili již v roce 2008 po konferenci ve Florencii, kde přednášel Saladino. Tým profesora Svatopluka Civiše následně na unikátním laserovém systému Asterix (PALS) v Praze pomocí laserových pulzů simuloval energii uvolněnou dopady meteoritů před asi čtyřmi miliardami let. V nádobce se pak podařilo z formamidu vytvořit adenin, guanin, cytosin a uracil, tedy čtyři základní komponenty genetického materiálu ribonukleové kyseliny – RNA. Ta je předchůdcem pro život nezbytné DNA.

VIP články

Společné studie už mají tři. Největší úspěch měl článek z loňského prosince v elitním časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Vzhledem k atraktivitě námětu, vzniku života, se tématu chytila i média. Redakce vybrala studii mezi své „stěžejní články“ a rozeslala avízo 70 tisícům novinářů po celém světě. „Hlavně nám volali z Ameriky. Z časopisů Chemistry World, New Scientist, z deníku Los Angeles Times, komentář byl i v Science. Byl to frmol. Jedna bitva byla dobojována,“ říká Šponerová, jež se s manželem seznámila roku 1995 při stáži v USA.

Největší úspěch měl článek z loňského prosince v elitním časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Vzhledem k atraktivitě námětu, vzniku života, se tématu chytila i média.

Předminulý týden vyšel další článek – v odborném časopise Chemistry: A European Journal. Práce se věnuje katalytickým aktivitám dávných oligonukleotidů a jejich významu v evoluci života. Redakce opět zahrnula studii mezi „VIP články“, což se stává jednomu procentu zde publikovaných prací. „Už posudky byly vynikající. Čučeli jsme, že nám editoři pozměnili jen formulaci dvou vět. Ale kvalita článku se prokáže až za pět deset let,“ říká skromně vědecký pár, který na článku opět spolupracoval s vědci z římské univerzity Sapienza.

Prvním autorem je však Čech – Petr Stadlbauer. „Je to náš student. Velmi nadaný, samostatný. Sám provedl potřebné simulace, používal metodiku molekulární dynamiky,“ chválí Šponer doktoranda, jenž má k dispozici výkonné počítačové vybavení poskytnuté střediskem CEITEC. Klíčové pro brněnský tým je rovněž vědecké spojení s kolegy z olomouckého centra RCPTM. „Spolupráce je hlavní zbraň, kterou můžeme čelit velkým světovým laboratořím. Mezi Brnem a Olomoucí jsme vytvořili integrovaný tým na studium nukleových kyselin, který v zahraničí opravdu budí respekt,“ doplňuje profesor Šponer.

Zahraniční studium studentů

Méně nadšený je z úrovně českých univerzit. „Obávám se progresivního rozpadu kvality českého vysokého školství. To už je na úrovni národní katastrofy! Chrlíme tu množství studentů, ale úroveň jde strašně dolů. Školy vytvářejí lidi s doživotně zdeformovanými pracovními návyky,“ míní Šponer, jenž si pochvaluje vědeckou spolupráci s manželkou. Ta jeho slova potvrzuje – i v maďarské verzi. „Dodnes žiji z toho, co jsem se naučila na Eötvös Loránd University. To bývala opravdu elitní škola, kde po nás vyžadovali skutečné výkony,“ tvrdí.

Oba vědci se shodují, že část nejtalentovanějších studentů už české školy obchází a míří za studiem rovnou do zahraničí

„Nedávno jsem odjížděla ve čtvrtek brzy odpoledne z práce a tramvaj číslo 12 byla plná studentů. Ptala jsem se, čím to asi bude. Manžel mi vysvětlil, že to je přímý spoj z univerzity na nádraží a že profesoři už během pátků příliš neučí, že by tam stejně nikdo nechodil. Za nás to bylo jinak – tak od osmi hodin ráno byla přednáška a pak od deseti až do deseti večer jsme byli i v pátek v laboratoři a pak myli nádobí,“ říká Šponerová. Oba vědci se shodují, že část nejtalentovanějších studentů už české školy obchází a míří za studiem rovnou do zahraničí.

O jednoho vědce zřejmě Česko nepřijde. David, třináctiletý syn Šponerových, má trochu jiné koníčky než běžný teenager... „Od tří roků si v programu skládal molekuly; bylo to barevné, bavilo ho to. Teď sbírá minerály, baví ho geologie, ale i pravěcí živočichové, dějiny Země. Myslím, že po nás čte i některé studie, ale parciální derivace ještě přeskakuje,“ říkají rodiče. Ale vědec z něho bude, smějí se Šponerovi: „Myslím, že se stane atmosférickým fyzikem. Zajímá ho počasí, výboje, pokusy. Už má i svůj generátor. Nedávno dostal pěknou pecku.“

Počet příspěvků: 4, poslední 16.2.2015 12:37 Zobrazuji posledních 4 příspěvků.