Úspěch mladých Čechů: Studie o RNA, jež přináší více otázek než odpovědí

Tým pod vedením Petra Svobody a Matyáše Flemra publikoval v elitním časopise Cell článek, který se zabývá obranou myšího genomu.

Snímek z konfokálního mikroskopu: modře je nabarvena DNA a červeně protein Tubulin. Jde o oocyt ve stadiu meiotického zrání (ilustrační foto). | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Snímek z konfokálního mikroskopu: modře je nabarvena DNA a červeně protein Tubulin. Jde o oocyt ve stadiu meiotického zrání (ilustrační foto). | foto: © archiv ÚMG AV ČRČeská pozice
Snímek z konfokálního mikroskopu: modře je nabarvena DNA a červeně protein Tubulin. Jde o oocyt ve stadiu meiotického zrání (ilustrační foto).

Existuje „svatá trojice“ vědeckých časopisů: Science, Nature a Cell. Výzkumníci, kteří v nich publikují, hrají nikoliv první ligu, ale přímo Champions League. Několika Čechům – třeba Jiřímu Frimlovi nebo Jiřímu Bártkovi, s nimiž ČESKÁ POZICE přinesla rozhovory, se podařilo uspět ve všech třech zmíněných – dokonce najednou i během jediného roku!

Naštěstí je následují i mladí čeští vědci. Před pár týdny publikoval elitní magazín Cell, jenž má impakt faktor s enormní hodnotou 31,957 (pro srovnání: Nature má 38,597 a Science 31,027), studii vědců z Akademie věd ČR. „Naše práce vysvětluje, proč se v myších samičích pohlavních buňkách tvoří určitý druh krátkých RNA molekul, které brání integritu myšího genomu před takzvanými mobilními elementy,“ řekl ČESKÉ POZICI třicetiletý Matyáš Flemr z Ústavu molekulární genetiky (ÚMG), jenž je jedním z autorů článku a od loňského září pracuje v biomedicínském výzkumném institutu FMI v Basileji.

Předešlé výsledky dosažené studiem myší nemusely být tak široce a obecně platné„Naše výsledky v zásadě říkají: Všechno je jinak. Vědecká komunita využívá myší jako modelového organismu pro studium savců, primárně ve snaze pochopit, jak funguje biologie člověka. Objasnit mechanismus obrany před invazivními elementy v pohlavních buňkách, které nesou genetickou informaci do další generace, je velmi žádoucí. A my nyní ukazujeme, že v myši je tato obrana velmi specifická,“ dodává Flemr, podle nějž by tedy předešlé výsledky dosažené studiem myší nemusely být tak široce a obecně platné.

Jak vzniká špičkový článek?

Studie vzešla z výzkumné skupiny Petra Svobody, vynikajícího mladého vědce (39 let), jenž získal titul Ph.D. na University of Pennsylvania a loni se stal docentem Univerzity Karlovy. „Studie poskytuje vysvětlení pro data, která se hromadila už od roku 2000 a ukazovala, že v myším vajíčku malé RNA fungují jinak než ve všech ostatních buňkách. Takže v tomhle ohledu je naše práce chybějícím dílem skládačky, který poskytuje jednoduché a elegantní vysvětlení pro spoustu starých dat,“ vysvětlil ČESKÉ POZICI Svoboda, jenž vede v Ústavu molekulární genetiky oddělení epigenetických regulací.

Sedm vědců, mezi nimiž nechybějí kolegové z Chorvatska, do detailu popsalo příklad pozitivní mutace. „Ukázali jsme, že k té mutaci došlo během evoluce hlodavců, u společného předka myši a krysy. Ukázali jsme, jak tato mutace ovlivní výsledný protein a jeho aktivitu a ukázali jsme pomocí genetické manipulace, že adaptace vycházející z této mutace jsou dneska nepostradatelné pro normální vývoj myší. Takových příkladů podrobně analyzovaných pozitivních mutací mnoho není,“ naznačuje důležitost práce Svoboda.

„Ukázali jsme, že k té mutaci došlo během evoluce hlodavců, u společného předka myši a krysy“Kromě docenta Svobody a Flemra, jenž je hlavním autorem a navrhoval velkou část experimentů, jsou pod úspěchem podepsáni i další vědci: Radek Malík (experimenty, výzkum na kmenových embryonálních buňkách), Jana Nejepínská (analýza myších vajíček), Radislav Sedláček (spolupráce na geneticky modifikované myši) a také kolegové ze Záhřebské univerzity: Kristian Vlahovicek a jeho doktorand Vedran Franke, kteří zpracovali bioinformatické analýzy. Společný projekt vznikl na jaře 2011.

„Já na všechno pouze dohlížel, koordinoval a psal publikaci a komunikoval s editory. Nepublikovaná data jsme vypustili ven loni jako překvapení na konferenci v Cold Spring Harbor (laboratoř ve státě New York, kde pracovalo osm držitelů Nobelových cen – pozn. red.), kdy jsme chtěli, aby to viděli potenciální oponenti a dostali šanci o tom s námi diskutovat. Data na konferenci vzbudila zájem ze strany editorů ze Science, Cell a také z několika dalších časopisů,“ vypráví Petr Svoboda s tím, že Science nakonec krátký report odmítl, ale po doplnění o myší modely začalo letos na jaře vyjednávání s magazínem Cell. Během léta studie prošla – bez potíží – recenzním řízením a dne 7. listopadu byla zveřejněna.

ČESKÁ POZICE: V čem je vaše studie průlomová, zajímavá, že byla přijata k publikování v tak prestižním časopise?

FLEMR: Vysvětluje, proč se v myších samičích pohlavních buňkách tvoří určitý druh krátkých RNA molekul, které brání integritu myšího genomu před takzvanými mobilními elementy. To jsou původně cizorodé krátké úseky DNA, které v určitý moment kolonizovaly genom svého hostitele a udržují si schopnost kopírovat se a vkládat na nová místa v genomu, což může mít fatální dopad na funkčnost jednotlivých genů. A právě taková inzerce mobilního elementu dala vznik nové formě proteinu odpovědného za tvorbu krátkých RNA, které – lidově řečeno – drží na uzdě všechny ostatní mobilní elementy.

Jedná se tedy o názorný příklad pozitivní evoluce, kdy samičí pohlavní buňka využila jedinečnou inzerci mobilního elementu ke komplexní obraně před dalšími nežádoucími inzercemi. Navíc jde o poměrně důležitý objev v oblasti regulace tvorby krátkých RNA, což je dnes intenzivně studovaná problematika. To vše dohromady zaručuje, že naše práce osloví široký okruh čtenářů a bude mít s velkou pravděpodobností vysokou citovanost. A to je zásadní kritérium pro publikování práce ve vysoce impaktovaném časopise typu Cell.

ČESKÁ POZICE: Jak lze rozvíjet poznatky o tomto imunitním mechanismu u myší, co nám říkají? A dají se nějak – zjednodušeně řečeno – „využít“?

FLEMR: Když to podám bez okolků, tak naše výsledky v zásadě říkají: Všechno je jinak. Vědecká komunita využívá myší jako modelového organismu pro studium savců, samozřejmě primárně ve snaze pochopit, jak funguje biologie člověka. Objasnit mechanismus obrany před invazivními elementy v pohlavních buňkách, které nesou genetickou informaci do další generace, je ze zřejmých důvodů velmi žádoucí. A my nyní ukazujeme, že v myši je tato obrana velmi specifická, a tím pádem mnohé předešlé výsledky týkající se tohoto tématu dosažené studiem myší nemusejí být obecně platné pro ostatní savce včetně člověka. To vyvolává řadu nových otázek.

ČESKÁ POZICE: Jakých konkrétně?

FLEMR: Jeden z recenzentů naší práce uvedl jako kritiku, že naše studie přináší více otázek než odpovědí. Pro mě osobně je to naopak velká pochvala. Tím se dostávám k otázce využití našich výsledků. Vědci jsou často pobízeni k interpretaci svých výsledků ve stylu pohnuli jsme zeměkoulí, zachránili jsme lidstvo. V drtivé většině případů je pak taková interpretace značně přehnaná a neodpovídá realitě.

Já řeknu upřímně, že osobně žádné přímé využití našich výsledků například v průmyslu nebo v medicíně nevidím. Jedná se v pravém slova smyslu o základní výzkum, díky němuž se dozvídáme zase trochu víc o fungování přírody, rozšiřujeme si obzory a nacházíme nové otázky, na které je třeba hledat odpovědi. Tato nekonečná pouť za odpověďmi na nové a nové otázky je podle mě nejen podstatou vědy, ale lidského bytí obecně. A na to se bohužel ve všeobecné honbě za penězi a mocí stále častěji zapomíná.

ČESKÁ POZICE: Jste u článku veden jako první autor, ale šlo o mezinárodní spolupráci. Jak dlouho a s kým jste spolupracovali, čím kdo přispěl?

FLEMR: Tento projekt jsme s Petrem Svobodou vymysleli a experimentální část realizovali čistě v naší laboratoři na Ústavu molekulární genetiky AV ČR za výrazného přispění našich kolegů Radka Malíka a Jany Nejepínské. S vytvořením mutantních myší nám pomohli členové transgenní jednotky pod vedením Radka Sedláčka. Jediná mimoústavní a zároveň zahraniční spolupráce probíhala s týmem chorvatských bioinformatiků ze Záhřebu při počítačové analýze získaných dat. Zde se ovšem jedná o dlouhodobou spolupráci mezi oběma týmy, která začala ještě před zahájením projektu a bude nadále pokračovat.

Pokud bych měl být v souvislosti s naší publikací na něco pyšný, pak právě na to, že jsme dokázali takový projekt vypracovat v malém – a stále poměrně novém – týmu s relativně skromným rozpočtem, bez jakékoli pomoci od velkých západních laboratoří, a navíc během o něco více než dvou let. Byl bych moc rád, kdyby v tom ostatní vědci v Česku našli inspiraci a vzali na vědomí, že když se chce, tak to jde. I s potřebnou dávkou štěstí.

ČESKÁ POZICE: Vy sám jste již měl článek i v PLoS One a dalších časopisech, ale je pro vás Cell osobně zatím vědeckým vrcholem kariéry?

FLEMR: Je pravda, že na publikaci v Cell se vědecká komunita dívá úplně jinak. Člověk díky tomu získává značné renomé, otevírá mu to hodně nových dveří, například cesta k získání grantových prostředků je s takovým Cell článkem v kapse o dost snazší... Někdy tohle elitářství působí až komicky. Ale samozřejmě bych lhal, kdybych tvrdil, že se nic výjimečného nestalo. Užívám si to a vážím si toho, protože vím, že na takovou publikaci člověk nedosáhne až tak často (smích).

ČESKÁ POZICE: Je to pro vás tedy vrcholný počin?

FLEMR: Nechtěl bych to označovat za vrchol. Mě na vědě nejvíc baví, že umožňuje člověku neustále se učit, zdokonalovat v nových věcech a rozvíjet se. Takže z osobního hlediska je to vlastně nekonečná cesta vzhůru. Z vrcholu už se nikam stoupat nedá, jde to jen dolů. To by v tomhle případě znamenalo zhruba tolik, že si sednu, dám si nohy nahoru a budu si říkat: „Já mám článek v Cellu, už mám vystaráno, už nic nemusím...“ To rozhodně nehrozí. Takže řekněme, že spíš než vrchol je to pro mě zářivá směrovka, která ukazuje, že po té své vědecké cestě stoupám správným směrem.

ČESKÁ POZICE: Pracujete nyní v Basileji, ve Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research (FMI). Můžete nějak srovnat tamní podmínky například s tuzemskými pracovišti ÚMG v Akademii věd?

FLEMR: Musím říct, že co do vybavení a zázemí jsou špičková pracoviště v Česku, jako například právě ÚMG v Krči, naprosto srovnatelná s podobnými ústavy na Západě. Pokud mám srovnat pracovní komfort v předchozí laboratoři na ÚMG a v té současné na FMI ve Švýcarsku, tak ÚMG jednoznačně vyhrává. Nabízí se tedy zákonitě otázka, jak je možné, že vědecké výstupy ze špičkových západních institucí jsou o tolik lepší?

ČESKÁ POZICE: Čím to je?

FLEMR: Já osobně vidím největší rozdíl v lidech – na pozicích šéfů vědeckých týmů a také v počtu postdoků (postdoktorálních pracovníků). Vedoucí týmů na elitních pracovištích jsou podle mě na Západě pod daleko větším tlakem na špičkové výsledky, což je nutí pracovat na ambiciozních projektech se značnou mírou rizika. Proto také musejí být manažersky zdatní a musejí umět dát dohromady motivovaný tým, který se s tím tlakem vyrovná a alespoň některé z těch rizikových projektů dotáhne do podoby vynikajících publikací. Takové ambice a ochota pouštět se do rizikových, ovšem zároveň zajímavých projektů mi v mnoha případech u českých vedoucích chyběly.

ČESKÁ POZICE: Mění se to?

FLEMR: Věřím, že s probíhajícím návratem řady mladých vědců z úspěšných zahraničních postdoktorálních stáží zpátky do Česka, kde rozjíždějí své vlastní nové laboratoře, se bude situace v tomto ohledu rychle zlepšovat. Postdoktorální stáž je období zhruba tří až čtyř let, jež člověk získá po dokončení doktorátu na to, aby dokázal své kvality a přesvědčil, že si zaslouží dostat šanci vést vlastní vědecký tým. To samo o sobě zajišťuje vysokou motivaci postdoků a v kombinaci se zkušenostmi z doktorských studií z nich dělá hlavní hnací sílu ve velkých vědeckých týmech.

A právě takových lidí je v českých laboratořích ve srovnání se Západem žalostně málo. Abych se tedy vrátil k původní otázce – mám-li srovnat pracovní podmínky a najít rozdíly mezi Českem a svým současným působištěm v Basileji, pak hlavní rozdíl vidím v dynamice, ambicích a celkové atmosféře uvnitř vědeckého týmu, kdy ve Švýcarsku je mnohem snazší udržet se na vlně nadšení pro práci a snahy dostat ze sebe to nejlepší.

ČESKÁ POZICE: Kromě atmosféry k tomu patří asi i podpora základního výzkumu. Jak se liší ve Švýcarsku oproti Česku? A co z toho byste uvítal i u nás?

FLEMR: Tady nemůžu úplně objektivně hodnotit, protože mé současné působiště FMI je dotované ze soukromých prostředků a i v porovnání se státními institucemi ve Švýcarsku se jedná o výrazný nadstandard. Ale obecně lze říci, že je to pochopitelně v první řadě o financích. Ve Švýcarsku se do vědy investuje daleko více peněz, a to především do lidských zdrojů, do lidí. Adekvátní finanční ohodnocení umožňuje přilákat špičkové vědce a zároveň po nich požadovat špičkové výsledky, které následně těmto vědcům umožní získat velké mezinárodní granty a do vědy tak přiteče ještě více peněz – bez dalšího „ždímání“ státní kasy. Takový koloběh bychom potřebovali roztočit i v Česku.

Nadstandardně placené pozice u nás vznikají díky programům Evropské unie, ovšem česká věda by si podle mého zasloužila i více podpory zevnitř. Česko není chudá země. Stavíme nejdražší dálnice v Evropě, razíme nejdražší tunely, značná část státních peněz odtéká podivnými kanály na soukromé účty v daňových rájích... Kdyby se jen zlomeček těchto promrhaných prostředků věnoval na smysluplné programy podporující špičkovou vědu, tak by myslím české vědecké zítřky byly o dost světlejší.

Plodná větev, která se (naštěstí) neřízla

Studie v Cell je dokladem, že výjimečně chytré hlavy v Česku i jsou. Nad otázkou, jak výzkum „myších vajíček“ zapadá do celé koncepce oddělení epigenetických regulací, se jeho vedoucí Petr Svoboda usmívá: „Jde prakticky o větev, kterou jsem před pár lety chtěl odříznout a věnovat se něčemu jinému, a ona pořád rodí skvělé ovoce. Tak ji ještě pár let odřezávat nebudu.“

„Máme pár dobrých materiálů, něco pěkného se může do dvou let zase objevit. Neslibuji Cell ani Nature.“Nabízí se prý další rozvíjení této tematiky, je tu řada otázek nad imunitními systémy savců, nad způsoby zvýšení odolnosti proti virovým infekcím, a již se rozběhla spolupráce s projektem OpenScreen a prestižní univerzitou ETH v Curychu.

A co teď čeká vedoucího týmu? Dopsání tří paperů, sepsání šesti grantových zpráv, uzavření účetnictví a chvíle věnované rodině. Svoboda říká: „Kdy vyjde další prestižní publikace, nevím, ale máme pár dobrých materiálů, takže když se bude dařit, podaří se mi udržet motivovanou skupinu a dostat z ní vysoký výkon, něco pěkného se může do dvou let zase objevit. Neslibuji Cell ani Nature. Důležité je, aby šlo o kvalitní, nové a zajímavé výsledky.“

Počet příspěvků: 2, poslední 11.12.2013 09:56 Zobrazuji posledních 2 příspěvků.