Biochemikė: mums pasisekė atrasti dar nežinomas molekules
Mig­lei Kaz­laus­kie­nei, Vil­niaus uni­ver­si­te­to (VU) dok­to­ran­tei, bu­vo 26-eri, kai per­nai su gru­pe Bio­tech­no­lo­gi­jos ins­ti­tu­to moks­li­nin­kų, va­do­vau­ja­mų prof. Vir­gi­ni­jaus Šikš­nio, pa­skel­bė straips­nį vie­na­me pres­ti­žiš­kiau­sių pa­sau­lio moks­lo žur­na­lų „Scien­ce“. Jau­nai ty­rė­jai to­kia pub­li­ka­ci­ja – ypač di­de­lis lai­mė­ji­mas, pa­siek­tas dir­bant pa­sau­li­nio ly­gio la­bo­ra­to­ri­jo­je VU Gy­vy­bės moks­lų cen­tre.

„Nagrinėju vieno baltymų komplekso savybes. Jis gali daryti kelis skirtingus dalykus: karpyti tiek RNR, tiek DNR, taip pat sintetinti nedideles molekules, kurios gali aktyvuoti kitus baltymus, kad jie pradėtų veikti. Iki šiol apie tų unikalių molekulių egzistavimą gamtoje dar nebuvo žinoma. Mums pasisekė atrasti, kad gamtoje slypi ir tokių stebuklų“, – pasakojo „Lietuvos žinioms“ VU doktorantė M. Kazlauskienė.

Prof. V. Šikšnio ir jo grupės indėlis į „krispų“ tyrimus įvertintas ir tokiu įdomiu būdu. Izraelio mokslininkas Rotemas Sorekas, atradęs nemažai kitų antivirusinių sistemų, vienai jų suteikė lietuvių ugnies deivės Gabijos vardą.

Proveržio pirmtakai

Biochemikės darbo tema – bakterijų apsaugos nuo virusų CRISPR/Cas (angl. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – „taisyklingai pertraukti trumpi susitelkę palindrominiai pasikartojimai“) sistemų tyrimas, bandant išsiaiškinti, kaip jos veikia. Mokslininkų žargonu CRISPR/Cas sistemos vadinamos tiesiog „krispais“. Pasak tyrėjos, daug mokslininkų, dirbančių šioje srityje, apgailestavo dėl tokio sugalvoto akronimo. Jei būtų žinoję, kad laukia toks proveržis, būtų ką nors trumpesnio, paprastesnio sugalvoję.

Lietuvių mokslininkų indėlis į šį proveržį tikrai nemažas. Prof. V. Šikšnio komanda bene pirmoji pasaulyje parodė, kad baltymas Cas9 gali būti panaudotas kryptingam DNR redagavimui – perkirpti DNR tiksliai norimoje vietoje. Ši technologija gali būti taikoma įvairiose srityse nuo žemės ūkio iki pramoninės biotechnologijos ir medicinos. Atradimas patentuotas. DNR žirklių licenciją įsigijo JAV įmonė „DuPont Pioneer“. VU ir „DuPont“ taip pat pasirašė kelerių metų bendrų tyrimų sutartį dėl tolesnio technologijos plėtojimo.

VU doktorantė sako, kad jai pasisekė - dirba pasaulinio lygio laboratorijoje Gyvybės mokslų centre / Alinos Ožič (LŽ) nuotrauka

Prof. V. Šikšnio ir jo grupės indėlis į „krispų“ tyrimus įvertintas ir tokiu įdomiu būdu. Kaip pasakojo M. Kazlauskienė, Izraelio mokslininkas Rotemas Sorekas iš Weizzmano instituto, anksčiau taip pat tyręs bakterijų apsaugos nuo virusų CRISPR/Cas sistemas, atrado nemažai ir kitų antivirusinių sistemų. Pavadino jas įvairių senovės religijų dievų vardais. Vienai sistemai suteiktas lietuvių ugnies deivės Gabijos vardas.

Paslaptingieji „krispai“

„Populiariojoje literatūroje paprastai minimas vos vienas baltymas Cas9, dabar labai aktyviai pritaikomas genų terapijai. Tačiau gamtoje panašių baltymų ir iš daugybės baltymų sudarytų analogiškų kompleksų yra kur kas daugiau. Kai kada jie pasižymi įdomiomis naujomis savybėmis, kurias galima pritaikyti ir kitiems tikslams. Mano tikslas ir yra suprasti, ką jie daro, kaip tai daro ir kam tai galima būtų panaudoti“, – sakė biochemikė.

„Science“ žurnale M. Kazlauskienės, Georgijaus Kostiuko, Česlovo Venclovo, Gintauto Tamulaičio ir V. Šikšnio paskelbtas straipsnis – apie atrastas unikalias signalines molekules, sintetinamas bakterijų apsaugos nuo virusų sistemų CRISPR-Cas, padėsiančias geriau suprasti bakterijų signalus ir komunikaciją. Tarp straipsnio autorių VU doktorantės pavardė pirmoji. Tai reiškia, kad mokslininkės indėlis šiame darbe buvo didžiausias.

„Mes nustatėme, kad vienas bakterijų antivirusinės sistemos CRISPR/Cas variantų sintetina tas unikalias signalines molekules tada, kai atpažįsta, kad ląstelę infekuoja virusas, ir tomis signalinėmis molekulėmis skatina kitą ląstelės baltymą padėti jį sunaikinti“, – pasakojo biochemikė.

Atradimų lenktynėse

M. Kazlauskienė rašo apie savo tyrimų sritį ir kultūrinėje spaudoje. Bando populiariau viską paaiškinti. Apie „krispų“ technologijas ji taip pat kalbės šių metų fantastų konvente „Lituanicon“.

Pasak biochemikės, dabar mokslas specializavosi į labai siauras sritis ir dažnai būna sunku suprasti, ką vienas ar kitas mokslininkas daro. Reikia daug žinių. O kad galėtum populiariai papasakoti, reikia apibendrinti. Tai gana sudėtinga daryti korektiškai, nepakeičiant esmės. Todėl stengiasi, kai tik įmanoma, populiarinti mokslą.

„Kitas šiuolaikinio mokslo bruožas, kad vienas mokslininkas ne kažin ką gali padaryti. Juo labiau – didelį atradimą. Dažniausiai visi darbai daromi komandomis, ir pačios komandos iš skirtingų šalių viena kitą vis papildo. Taip mokslas po nedidelį žingsniuką ir plėtojamas. Todėl įvertinti, kam turėtų priklausyti patentai, kurios jų dalys, – labai sunkus procesas, nes žmonės neretai panašiu metu daro panašius darbus“, – vardijo VU doktorantė.

Pavyzdžiui, prof. V. Šikšnio komanda pirmoji pasaulyje paskelbė apie DNR žirkles ir atradimą patentavo. Tačiau buvo ir kitų mokslininkų, kurie neilgai trukus taip pat parodė, kad baltymas Cas9 kerpa DNR. Gana panašiu metu publikavo straipsnius ir kur kas geriau išsireklamavo.

„Lietuvoje turime labai didelę problemą dėl mokslo reklamavimo pasauliui, – pabrėžė M. Kazlauskienė. – Vėliau ne viena mokslininkų grupė jau pradėjo taikyti molekulines žirkles ląstelėse ir organizmuose. Šiuo metų yra šimtai mokslininkų grupių, kurios įvairiais etapais prisidėjo prie „krispų“ technologijų. Ir tai normalu dabar bet kuriai mokslo sričiai.“

Tačiau žengti dar tik keli žingsneliai. Jų, biochemikės patikinimu, bus tikrai daugiau. Pavyzdžiui, prof. V. Šikšnio grupė parodė, kad signalinė molekulė aktyvuoja tam tikrą baltymą, kuris gali sukarpyti RNR, tačiau mokslininkai mano, kad ji galėtų aktyvuoti ir kai kuriuos kitus, kitose bakterijose esančius baltymus. Todėl siekiama išsiaiškinti, ar tikrai juos aktyvuoja ir ką jie gali daryti.

„Tai suteiktų galimybių ląstelėse aktyvuoti įvairius procesus tuo metu, kai to norime arba kai pradedama tam tikro baltymo gamyba“, – aiškino tyrėja.

VU doktorantę labiausiai domina fundamentiniai tyrimai. Tačiau prof. V. Šikšnio laboratorijoje tyrėjai taip pat aiškinasi Cas9 bei signalines molekules sintetinančio komplekso taikymo galimybes. Mokslininkų atradimas galėtų būti naudingas įvairiai detekcijai, pavyzdžiui, nustatyti, ar kraujyje yra virusų, ar naudojamos taros nėra užkrėstos patogenais.

Kartu su vyru Egidijumi Rago nacionaliniame parke Norvegijoje. Per turistinę kelionę į šią šalį pora ir susipažino / Asmeninio archyvo nuotrauka

Iš fizikų dinastijos

Miglė kilusi iš kelių kartų fizikų giminės. Tėtis dr. Vaidas Pačebutas dirba Fizinių ir technologijos mokslų centre (FTMC) Optoelektronikos skyriaus vyriausiuoju mokslo darbuotoju. Seneliai iš mamos pusės Milda ir Vincentas Dieniai – abu fizikai. Tik vėliau senelis akademikas prof. V. Dienys labiau patraukė į švietimo sritį. Fizikas buvo ir močiutės tėtis doc. dr. Vaclovas Kaveckis.

„Mane mokykloje domino ir humanitariniai, ir tikslieji mokslai. Ir viskas sekėsi. Kai jau reikėjo stoti, išsigryninau iki chemijos, nes tėtis sakė, kad visai nesuprantu fizikos“, – juokėsi pašnekovė.

Pasirinkti biochemiją paskatino būsimasis mokslininkės vyras biochemikas Egidijus Kazlauskas. Jis sakė, kad biochemija yra įdomesnis chemijos kursas – sunkiau ir plačiau.

Miglė baigė VU biochemijos bakalauro ir magistro studijas. Šiemet rengiasi ginti daktaro darbą. Vilnietė pasirinko studijas Lietuvoje dėl šeimos ir namų, tačiau dabar, pažvelgusi iš laiko perspektyvos, neabejoja, kad biochemijos bakalaurą naudingiausia baigti čia. Doktorantūrai vietą, biochemikės manymu, reikėtų rinktis pagal laboratorijos stiprumą, nesvarbu, ar užsienyje, ar Lietuvoje. Jai pasisekė – dirba pasaulinio lygio laboratorijoje VU Gyvybės mokslų centre.

VU absolventas E. Kazlauskas bakalauro ir magistro darbus taip pat atliko prof. V. Šikšnio laboratorijoje, vadovaujamas dr. Giedriaus Sasnausko. Doktorantūros vadovas buvo kitas iškilus lietuvių mokslininkas prof. Daumantas Matulis. Jo grupėje dr. E. Kazlauskas dirba iki šiol. Kuria priešvėžinius ir priešparazitinius (skirtus gydyti tokias pirmuonių sukeltas ligas kaip toksiplozmozė ar maliarija) vaistus.

„Egidijaus darbas labiau taikomasis, o man įdomiausia suvokti, kaip kas veikia, – lygino Miglė. – Sakyčiau, labai gerai, kad mūsų tyrimų sritys gana skirtingos. Vienas į kito daržą per daug nelendame, bet galime vienas kitą suprasti.“

Prof. R. Kazlausko palikimas

Pora susipažino per turistinę kelionę į Norvegijos Lofoteno salas užpoliarėje. Be darbo, abu turi ir kitų bendrų interesų. Miglė save vadina didesne darboholike. Kai būna sunkesnis laikotarpis, vyras mažai ją mato, bet stengiasi ištempti kur nors pasižmonėti, kad nepamirštų savo pomėgių. Abu labai mėgsta fantastiką. Daug skaito fantastinės literatūros. Kartu žaidžia kompiuterinius ir stalo žaidimus.

Šeima gyvena žymiojo gamtininko prof. Ričardo Kazlausko bute ir prižiūri jo kadaise priglobtus gyvūnėlius. Nors globotinių taip nebedaugėja kaip prof. R. Kazlausko laikais, vis dar pasitaiko, kai žmonės paskambina ir prašo padėti – gelbėti sužalotus gyvūnėlius. Jiems profesoriaus sūnus Egidijus visada randa laiko.