Proteini kot ogrlica aminokislin

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

Brez avtomatske pipete bi nam v bioloških znanostih trda predla. Pipeta je naprava za odmerjanje majhnih volumnov tekočin, ponavadi desetine ali stotine mililitra. Moja najljubša je sicer elektronska z dvanajstimi kanali. To pomeni, da lahko istočasno odmeri 12 različnih vzorcev, volumen pa je digitalno nastavljiv. Res je neverjetno, koliko časa znanstveniki porabimo za mešanje majhnih brezbarvnih kapljic.


 

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

Načrtujem nove proteine in proteinske stroje. Proteine si lahko predstavljamo kot majhne robotke, ki v našem telesu opravljajo večino življenjskih nalog (krčijo mišice, prepoznavajo bakterije in viruse). Sestavljeni so iz zaporedja aminokislin z različnimi lastnostmi, podobno kot so na ogrlico nanizane kroglice. Da pa lahko opravljajo svoje naloge, se mora ogrlica zložiti v pravilno 3D-obliko. Obliko proteina si izberem vnaprej, potem pa s pomočjo računalniških algoritmov poiščem zaporedje aminokislin, ki lahko (z malo sreče) zavzame izbrano 3D-strukturo. Nato načrtovane proteine naredim v laboratoriju in potrdim njihovo obliko in funkcijo. Trenutno ustvarjam robotka, ki bi hodil po načrtovani progi.
 

Kaj dobrega bi vaše delo lahko prineslo človeštvu?

Ker proteini opravljajo tako pomembne naloge, je možnih koristi ogromno. Lahko razvijemo nova zdravila proti raku, univerzalno cepivo proti gripi ali ustvarimo občutljive senzorje. S kletkami, ki smo jih razvili na Kemijskem inštitutu v laboratoriju dr. Romana Jerale, bi lahko dostavili zdravila točno do tarčnih (rakastih) celic in tako zelo zmanjšali stranske učinke terapij. Proteinski robotek, ki lahko hodi po progi, spada med temeljne raziskave. Trenutno precej dobro načrtujemo proteine z novimi oblikami, ne znamo pa narediti funkcionalnih proteinov, ki se premikajo in zavzemajo več oblik. Narava je razvila ogromno hodcev, njihova vloga je pomembna za delovanje celic, pa tudi za delovanje možganov. Na novo načrtovani proteinski hodec je tako preboj na področju molekularnih strojev.
 

Kdaj ste vedeli, da boste znanstvenik?

Precej očitno je bilo že v osnovni šoli, ko sem povsod hodil s povečevalnim steklom. Imel sem zvezek s prstnimi odtisi večine sošolcev in pa svoj mali kemijski laboratorij. V znanost sta me usmerila tudi izjemna učitelja: Violeta Stefanovik me je v osnovni šoli navdušila za kemijo, Andrej Podobnik pa v gimnaziji nad biologijo. Kot kompromis sem se nato vpisal na študij biokemije.

Zakaj imate radi znanost?

Zelo rad proučujem, kako deluje narava, predvsem na mikronivoju, kjer se srečata fizika in biokemija.

Kaj zanimivega poleg raziskovanja še počnete?

Rad programiram in na srečo sem lahko to veselje uspešno združil z raziskovalnim delom.

Kaj je ključna lastnost dobrega znanstvenika?

Radovednost in vztrajnost.

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

Upam, da načrtovanje novih proteinov. Drugače pa bi utegnila imeti CRISPR tehnologija spreminjanja genomov daljnosežne posledice, posebno v povezavi s pridelavo hrane.

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

Hvala, zaenkrat je bil že Seattle dovolj velik podvig.

Na kateri vir energije bi stavili za prihodnost?

Na jedrsko energijo. Sodobne nuklearne elektrarne so čist in zanesljiv vir energije. Prav velika škoda se mi zdi, da nismo namesto TEŠ 6 zgradili NEK II, saj imamo v Sloveniji zelo dober kader jedrskih znanstvenikov. Poleg študija biokemije sem se vzporedno vpisal na študij fizike, tako da sem jih nekaj srečal. V idealnem svetu pa bi nam uspelo obvladati pridobivanje energije z jedrsko fuzijo.

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

Z Richardom Feynmanom. Njegova predavanja so polna humorja, hkrati pa snov zelo jasno razloži. Poleg tega je imel Feynaman precej živahen karakter, tako da bi utegnilo biti srečanje zelo zanimivo.

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

Feynmanova predavanja o fiziki so super branje ali poslušanje. Priporočam tudi njegova predavanja o kvantni elektrodinamiki (QED: The Strange Theory of Light and Matter, 1985). Čeprav se kvantna elektrodinamika sliši zelo zapleteno, pa je knjiga razumljiva in zabavna.

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

Področje načrtovanja novih proteinov je razmeroma mlado. Prvi članek o popolnoma novem načrtovanem proteinu z natančno določeno strukturo je izšel leta 2003. Ko sem se leta 2002 vpisal na študij biokemije, je bila to še čista znanstvena fantastika. Zelo sem vesel, da sem danes lahko del proteinske revolucije.