Genom, PCR test, sekvence DNK, kloniranje, virusne mutacije... neki su od termina koji su tijekom aktualne pandemije postali dio našeg svakodnevnog rječnika. I kada jednog dana zaključimo da smo konačno pobijedili koronavirus, jednu od najvećih zasluga za taj pothvat imat će molekularni biolozi.
Mnogi smatraju da je molekularna biologija rođena onoga dana u veljači 1953. godine kada su James Watson i Francis Crick u jednom pubu u Cambridgeu spoznali da su otkrili strukturu DNK, famoznu dvostruku uzvojnicu. Otkriće "tajne života" otvorilo je put prema nizu novih spoznaja, ali i primjena, pa je tako 1972. godine "rođeno" genetsko inženjerstvo koje omogućuje da se pojedini geni ili dijelovi gena "izrežu" iz jednog organizma i zatim ubace u drugi. Ipak, molekularna je biologija svoj pravi zamah doživjela zahvaljujući projektu "Ljudski genom" (HGP), koji je otpočeo 1989., a na spektakularan način okončao u lipnju 2000. godine. Upravo su tehnologije sekvenciranja genoma proizašle iz vremena HGP-a omogućile da danas u samo nekoliko sati možemo dobiti cijelu sekvencu koronavirusa te tako pratiti, praktički u realnom vremenu, što se događa s njegovom genetikom i evolucijom.
Posao molekularnog biologa već je nekoliko desetljeća jedan od najatraktivnijih i najtraženijih u svijetu. Sveučilišta, znanstveni instituti, bolnice, farmaceutske, biotehnološke, kao i kompanije koje se bave proizvodnjom hrane u stalnoj su potrazi za ljudima koji imaju diplomu iz molekularne biologije. O sebi i svojim istraživanjima u Svijetu govori petero molekularnih biologa različitih generacija.
Sibila Jelaska: Otkrivala sam mehanizme regeneracije organa
Akademkinja Sibila Jelaska bila je prva predstojnica Zavoda za molekularnu biologiju koji je 1989. godine utemeljen u okviru Biološkog odsjeka Prirodoslovno-matematičkog fakulteta (PMF).
- Tih 1980-ih godina u svijetu počinje veliki zamah u otkrivanju i korištenju novih tehnologija u istraživanju brojnih mehanizama živog svijeta, što se moralo odraziti i na istraživanja u Hrvatskoj. Formiranju Zavoda za molekularnu biologiju pristupilo se ne samo radi afirmacije molekularne biologije, nego i radi njezina uključivanja u nastavni program Biološkog odsjeka. Prilikom njegova osnivanja vodilo se računa o postojećim kadrovima, prostoru i postojećoj znanstvenoj djelatnosti te o mogućem razvoju Zavoda. Sadržaj novih programa bitno je odudarao od klasičnih sadržaja biologije, koji su se do tada predavali na PMF-u i drugim srodnim ustanovama u Hrvatskoj. Da je to bila dobra odluka potvrđuju danas brojni znanstvenici koji su započinjali svoj rad i karijeru studirajući na PMF-u u okviru novih kurikuluma - prisjetila se akademkinja Jelaska kako se u Hrvatskoj "rađala" znanstvena disciplina koja obilježava prva desetljeća 21. stoljeća.
- Molekularna biologija je važna jer omogućuje istraživanja na razini najsitnijih jedinica žive stanice i modernim tehnikama što je brže moguće dokučuje najsitnije detalje određenih životnih procesa. To se vidi i u istraživanju i postizanju važnih podataka vezanih uz pandemiju koronavirusa - naglasila je Sibila Jelaska.
Iza nje je bogata je i uspješna znanstvena karijera. Rođena je u Ljubljani, a osnovnu i srednju školu pohađala je u Šibeniku, Ljubljani, Ptuju, Nikšiću i Zagrebu. Studij biologije upisala je na PMF-u u Zagrebu, gdje je diplomirala, magistrirala i doktorirala. Usavršavala se kao stipendistica francuske vlade u Parizu, gdje je šest mjeseci provela u laboratoriju prof. Rogera Gauthereta, "oca" uzgoja biljnih tkiva i organa u uvjetima in vitro. Zatim je bila na kratkim boravcima u SAD-u, Engleskoj, Njemačkoj, Švedskoj, te 1990./91. gostujuća istraživačica na Sveučilištu California u Berkeleyu.
- U fokusu mojih istraživanja bila je biljna razvojna biologija, mehanizmi koji određuju regeneraciju organa i indukcija somatske embriogeneze - istakla je akademkinja Jelaska.
Đurđica Ugarković: Uvijek me je zanimalo što se događa na najdubljoj razini
Dr. Đurđica Ugarković znanstvena je savjetnica u trajnom zvanju Instituta Ruđer Bošković (IRB) te prva znanstvenica iz Hrvatske koja je 2000. godine izabrana u Europsku organizaciju za molekularnu biologiju (EMBO). Rođena je u Gospiću, gdje je završila gimnaziju tijekom koje se zainteresirala za molekularnu biologiju.
- Zanimalo me je kako se biološki procesi odvijaju na dubljoj, molekularnoj razini, a to je baš ono čime se bavi molekularna biologija. Budući da u to vrijeme nije bilo studija molekularne biologije u Zagrebu, završila sam studij kemije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu (PMF), a tijekom diplomskog, odnosno doktorskog rada kod prof. Željka Kućana na Institutu Ruđer Bošković usmjerila sam se prema biokemiji i molekularnoj biologiji. Dodatno sam se usavršavala u okviru poslijedoktorata tri godine u Laboratoriju za primijenjenu molekularnu biologiju Sveučilišta u Mainzu, u Njemačkoj te šest mjeseci u Laboratoriju za genetiku Sveučilišta Balearskih otoka u Španjolskoj - ispričala je Đurđica Ugarković.
Istaknula je da su 1970-ih i 1980-ih godina napravljeni su veliki iskoraci u molekularnoj biologiji, odnosno razvijene su metode kloniranja i sekvencioniranja DNK koje su zahvaljujući prof. Željku Kućanu i dr. Veri Gamulin ubrzo prenesene na IRB. - To je omogućilo moderna istraživanja na svjetskoj razini na IRB-u, što me je privuklo i potaknulo na istraživački rad te mi je pomoglo da nastavim razvijati znanstvenu karijeru u Hrvatskoj - dodala je dr. Ugarković.
Njezina istraživanja su fokusirana na područje molekularne genetike, konkretno istražuje nekodirajuće satelitske DNK koje izgrađuju veliki dio genoma većine vrsta, pa tako i čovjeka, a čija je funkcija nedovoljno razjašnjena. - Moja grupa je prva pokazala ulogu satelitske DNK u regulaciji aktivnosti gena tijekom specifičnih stresnih uvjeta i opisala mehanizam kojim ona djeluje na gene, a koji je u osnovi epigenetski. Naša trenutna istraživanja ukazuju na važnu ulogu satelitskih DNK tijekom prilagodbe organizma na promijenjene okolišne uvjete, kao i na njihovu moguću ulogu u nastanku nekih bolesti - pojasnila je dr. Ugarković.
Oliver Vugrek: Raditi s oku nevidljivim materijalom je fascinantno
Dr. Oliver Vugrek, znanstveni savjetnik Instituta Ruđer Bošković (IRB), prije nekoliko mjeseci bio je na čelu tima koji je proveo prvu detaljnu analizu genoma virusa SARS-CoV-2 kod nas.
Rođen je u Zagrebu, ali je s roditeljima kao dječak otišao u Njemačku, gdje se školovao.
- Diplomirao sam 1992. godine biologiju na Sveučilištu Albert Einstein u Ulmu, a zatim sam počeo doktorat na Institutu Max Planck za staničnu biologiju u Heidelbergu. Doktorirao sam 1995. godine s magna cum laude na Sveučilištu Ruprecht Karl u Heidelbergu. Nakon godinu dana poslijedoktorata na istom institutu, dvije godine sam bio na postdoktoratu na Australskom nacionalnom sveučilištu (ANU) u Canberri. Zatim sam krajem 1999. godine postao asistent na Institutu Ruđer Bošković, gdje sam i danas, u zvanju znanstvenog savjetnika i voditelja laboratorija - ispričao nam je Oliver Vugrek svoj istraživački put.
Na početku karijere uglavnom se bavio "lovom" na nepoznate gene pomoću tehnologije rekombinantne DNK. - Kako se tehnologija razvijala, više me je zanimalo koji su geni i njihova oštećenja povezani s bolestima. Kada se 2002. godine pojavila dotada nepoznata rijetka bolest u Hrvatskoj, imao sam priliku sudjelovati u pronalasku odgovornog gena. Danas i dalje proučavamo tu bolest, čije nam tajne još uvijek nisu poznate. Naime, iako je ljudski genom dešifriran, za glavninu genoma još uvijek ne znamo što radi i kako funkcionira. Vrlo važan je i fokus na unaprjeđenje tehnologije i metodologija, kako bismo mogli raditi izvrsnu znanost - istaknuo je Vugrek.
Smatra da su istraživanja u biologiji atraktivna jer su živa bića puna zagonetki.
- Nema ograničenja, molekularna biologija se može primijeniti u bazičnim istraživanjima, u zdravstvu, od virusa do sisavaca... Možete otvarati sva vrata, a nikada vam neće biti dosadno. Raditi s oku nevidljivim materijalom, poput gena i DNK, je fascinantno, tim više što mi taj nevidljivi materijal činimo vidljivim i razumljivim. Biti prvi u nečemu, odnosno otkrivati nešto novo, a osim toga činiti nešto dobro i korisno, mislim da nema puno većih zadovoljstava, barem ne u profesionalnom pogledu - zaključio je Oliver Vugrek.
Ivana Novak Nakir: Moramo moći vidjeti odgovor na razini čitavog živog svijeta
Dr. Ivana Novak Nakir izvanredna je profesorica na Medicinskom fakultetu u Splitu. Rođena je u Zagrebu, gdje je 2001. godine završila studij molekularne biologije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu (PMF). Doktorirala je 2006. godine na Karolinska institutu u Stockholmu, a zatim se vratila u Hrvatsku. - Godinu dana radila sam u istraživačkom institutu Glaxo Smith Kline u Zagrebu. No, već u proljeće 2008. godine sam se preselila u Split te sam na Medilsu, pod mentorstvom prof. Ivana Đikića, započela svoje poslijedoktorsko usavršavanje, za koje sam prva u Hrvatskoj dobila prestižnu dvogodišnju stipendiju EMBO Long term fellowship. Nakon tromjesečnog usavršavanja na Scripps Research institutu u San Diegu i tromjesečnog usavršavanja na Goethe institutu u Frankfurtu, u travnju 2011. godine zaposlila sam se na Medicinskom fakultetu u Splitu, na Katedri za imunologiju i medicinsku genetiku - rekla je Ivana Novak Nakir.
U fokusu njezina istraživanju je autofagija, jedan od zaštitnih mehanizama kojim se iz stanice uklanjaju štetni dijelovi.
- Proces autofagije prisutan je u svakoj eukariotskoj stanici, od jednostavnog kvasca do složenog čovjeka, te je neizostavni mehanizam čišćenja i uklanjanja štetnih, oštećenih ili nepotrebnih staničnih dijelova poput proteinskih nakupina, organela ili pak unutarstaničnih patogena. Autofagija je i stanični odgovor na stres kojim se stanica nastoji sačuvati od umiranja - pojasnila je Ivana Novak Nakir, koja je prije nekoliko mjeseci, u jeku pandemije koronavirusa, objavila zapaženi rad u uglednom međunarodnom časopisu Autophagy.
Ističe da je zahtjevno biti molekularni biolog jer se znanstvenici svakodnevno susreću s novim problematikama za koje je potrebno uvoditi potpuno nove metode proučavanja. - Iako fokusiran na međumolekulske interakcije unutar stanica, molekularni biolog mora moći 'vidjeti' budući odgovor na razini čitavih organizama ili čak čitavog živog svijeta. Moderna molekularna biologija je interdisciplinarna te seže i izvan prirodnih znanosti, što se naročito očituje ovih dana u kontekstu pandemije Covida-19. Mislim da se molekularni biolog ne mora bojati da će ikada ostati bez posla jer što više znamo, to sve veću kutiju neznanja otvaramo - zaključila je Ivana Novak Nakir.
Filip Horvat: Posvećen sam računalnom pristupu biologiji
Filip Horvat je na početku karijere u molekularnoj biologiji jer trenutno radi doktorat, pola vremena u Pragu, a pola u Zagrebu.
Rođen je i odrastao u Šenkovcu pokraj Zagreba, a od djetinjstva su ga zanimale prirodoslovne teme te je upisao studij molekularne biologije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu (PMF).
- Na zadnjoj godini diplomskog studija upisao sam modul računalne biologije, i to gotovo slučajno, nakon nagovora prijatelja. To se pokazalo kao vrlo dobra odluka - odmah mi se svidio računalni pristup biologiji, a zahvaljujući prof. Kristianu Vlahovičeku dobio sam priliku da naučeno odmah upotrijebim na pravim znanstvenim izazovima na praksi u Grupi za bioinformatiku. Ta praksa je vrlo brzo rezultirala za mene prvim znanstvenim radom, u suradnji s grupom s Instituta za molekularnu genetiku u Pragu, koju vodi dr. Petr Svoboda. Očito sam ostavio dobar dojam jer sam dobio ponudu da upišem doktorat u Pragu, uz dvojno mentorstvo prof. Vlahovičeka i prof. Svobode. Trenutno sam na 3. godini doktorata, pola vremena sam u Zagrebu, a pola u Pragu - taman kad mi dosadi jedan grad, zamijenim ga drugim - rekao je Filip Horvat.
Ispričao nam je i zašto je za njega molekularna biologija toliko atraktivna.
- Za mene je privlačnost molekularne biologije u mogućnostima koje pruža - možete se usredotočiti na jedan enzim ili gen i cijelu karijeru provesti otkrivajući sve njegove tajne. Isto tako, omogućava vam da pogledate širu sliku - kako su skupine gena međusobno regulirane, kako mreže enzima i biosintetskih puteva reagiraju na razne promjene u okolišu, što pođe po zlu u stanicama koje postanu kancerogene? Ili recimo vrlo aktualno - koje su kombinacije čimbenika u genomu virusa SARS-CoV-2 dovele do njegova naglog širenja zadnjih mjeseci? - rekao je Filip Horvat, koji sada planira dovršiti doktorat.
- Imam već nekoliko znanstvenih radova, na jednom sam i prvi autor, ali moram objaviti barem još jedan rad kao prvi autor. Nakon toga ću se sigurno nastaviti baviti molekularnom biologijom i bioinformatikom, jedino je pitanje u kojem području biologije - zaključio je Filip Horvat.