Nositel Neuron Impulsu za rok 2017 - Petr Cígler

Všechny buňky v lidech, zvířatech a rostlinách obsahují krátká vlákna microRNA (miRNA). Pokud fungují chybně, nastává problém, který může skončit vážnou chorobou. Chemik Petr Cígler chce dokonaleji zobrazit a prozkoumat, jak vzniká a jak působí miRNA v živé buňce. Na svůj projekt získal Neuron Impuls.

Žhavé téma: pohled do živé buňky

Proč je pro člověka miRNA důležitá?

Reguluje činnost naší dědičné výbavy poskládané z genů. Když tento proces neprobíhá správně, můžou v některých případech propuknout například nádorová a kardiovaskulární onemocnění nebo choroby nervové soustavy.

Jaký je cíl vašeho projektu?

Vytvořit metodu pro detekci a zobrazení velmi malého množství miRNA v živé buňce. Doposud to je možné pouze poté, když se buňka usmrtí. Nová metoda dovolí pozorovat více buněčných procesů najednou a odhalit, jak spolu souvisejí a jak se ovlivňují.

Co přinese váš výzkum praktickému životu?

Novou metodou bude možné detailněji sledovat a díky tomu i lépe pochopit, co se děje v buňkách na úrovni molekul. To může velice významně upřesnit naše znalosti o biomolekulách potřebné například pro vývoj nových léků a dalších užitečných látek. Druhou oblastí, kde by mohla metoda najít uplatnění, je včasná diagnostika vážných chorob. miRNA je jedním z dosud málo používaných markerů chorob a její rychlá a vysoce citlivá detekce by mohla posunout možnosti současné klinické analýzy.

V čem bude nový postup výhodnější, než ty dosavadní?

Předpokládáme, že naše metoda bude mnohem citlivější. Ty současné rozpoznávají miRNA, jen když jí je v buňce několik tisíc kusů a více. Obvykle jich však buňka obsahuje jen desítky nebo stovky kopií. Klíčovou vlastností metody, na kterou se zaměřujeme, bude rychlost. Nyní trvá zviditelnění miRNA obvykle několik hodin, s využitím našeho postupu předpokládáme průběh během několika minut. Metoda také umožní pozorovat zároveň několik různých druhů miRNA. Víme, že jich existují tisíce. Všechny jsou chemicky v zásadě podobné, ale každý druh má jinou funkci danou konkrétní sekvencí miRNA.

Mgr. Petr Cígler, Ph.D.

• Věda Petra Cíglera (1978) vždycky bavila, nejprve sbíral minerály, pak ho chytla chemie. Doma si zařídil laboratoř, vyvolal několik drobných výbuchů a nechal zrezavět radiátor topení.
• Pokusy dělal od šesté třídy, pokračoval na gymnáziu a na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze, kterou absolvoval v roce 2001. Titul Ph.D. získal na Vysoké škole chemicko-technologické v Praze.
• Dva roky pracoval jako postdoktorand v The Scripps Research Institute v USA.
• Od roku 2009 působí v Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR. Zpočátku jako vědecký pracovník, od roku 2013 vede juniorský vědecký tým.
• Kromě chemie ho baví hudba. Vystudoval hru na lesní roh, ale nástroj nyní bere do ruky jen zřídka. Více času věnuje - komponování moderní hudby, kde se prosadil jako autor orchestrálních a komorních děl.
• Loni měla v Ostravě premiéru jeho opera. Je ženatý a má dvouletou dceru.

Jak vás napadlo vytvořit takovou metodu?

Dlouhodobě mě zajímají nukleové kyseliny a jejich rozpoznávání. Chtěl jsem vědět, zda bude možné detekovat v živé buňce i velmi malé množství miRNA. Začátkem letošního roku mě napadlo využít k jejímu sledování nový typ tzv. kaskádové reakce, která umožňuje extrémní zesílení signálu.

Jak dlouho práce na projektu potrvají?

Naplánovaný je na dva roky. Minimálně prvních šest měsíců budeme syntetizovat molekuly pro sestavení detekčního systému, pak zahájíme vývoj metody a závěrem chceme vyzkoušet její účinnost.

Co když cíle nedosáhnete. Jaké poznatky v takovém případě získáte?

Je možné, že metoda nebude tak citlivá, jak očekáváme. V takovém případě alespoň zjistíme, jak vhodněji uspořádat strukturu celého detekčního systému. Při řešení podobného komplexního problému je ostatně každý krok zajímavý a použitelný dále.

Zkoumá někdo stejné téma?

Zobrazování miRNA je velmi žhavý problém a desítky týmů nyní hledají cestu jak metodu detekce v živých buňkách zdokonalit.

Spolupracujete se zahraničními laboratořemi?

Ano, s více než dvaceti zahraničními pracovišti, ale ne na tomto projektu. Novou myšlenku si prozatím ponecháváme „doma“. Když bude potřeba, rádi spolupráci otevřeme, ale to je vázáno také na vznik potenciálního patentu, který by případné spolupráci zřejmě předcházel.

V žádosti o Neuron Impuls uvádíte, že chcete metodu vyzkoušet při výzkumu myších vajíček. Jaké výsledky očekáváte?

Dosud není zcela jasné, jaká je dynamika miRNA v savčích vajíčkách, oocytech. S Petrem Svobodou z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd bychom chtěli použít naši metodu k časoprostorové analýze miRNA v myších vajíčkách. Poznatky by mohly mít klíčový význam pro pochopení genové regulace v oocytech.

Pracoval jste dva roky v USA. Můžete srovnat podmínky pro výzkum tady a tam?

Pokud srovnám Ústav organické chemie a biochemie Akademie věd, kde teď pracuji, a The Scripps Research Institute v Kalifornii, technické podmínky mám objektivně lepší v Praze. V laboratořích máme modernější vybavení, velmi kvalitně a rychle pracuje přístrojový servis pro analýzy. V USA jsem toto musel složitě zajišťovat, případně provádět analýzy sám. Výhodou na Scripps byl fakt, že ústav byl obrovský a přitahoval nadprůměrně kvalitní vědce ze všech možných oborů, včetně několika Nobelistů. Prostředí doslova kvasilo množstvím myšlenek a nápadů. Stačilo za někým přijít a popovídat si o možnostech jak řešit nějaký aktuální problém. Měl jsem také štěstí na svého vedoucího, profesora M.G. Finna, nesmírně otevřenou a inspirující osobnost.

Mohl jste v zahraničí zůstat natrvalo?

Profesor Finn mi nabízel další spolupráci, ale dostal jsem příležitost vrátit se na Ústav organické chemie a biochemie, kde jsem mohl pracovat na svých tématech. Později jsem vyhrál konkurz na založení vlastního týmu, což taky hrálo roli v úvahách, jestli zůstat v Česku natrvalo.

Občas lidé považují vědce za podivíny, kteří dělají zdánlivě neužitečné věci za spoustu peněz. Jaký je podle vás význam základního výzkumu?

Smyslem vědy je objevovat principy jevů a věcí okolo nás. Poznání jejich podstaty pak lze využít k vytváření metod a nástrojů na řešení problémů, se kterými si zatím nevíme rady. Pohled veřejnosti na základní výzkum je daný z větší části obtížnou srozumitelností témat, kterými se zabýváme. Čím více poznatků máme, tím dochází k větší specializaci a zákonitě i k vytváření odstupu mezi odborníky a laiky. To ovšem neznamená, že bychom neměli neustále veřejnosti vysvětlovat a popularizovat naši práci. Jinak význam vědy vidím také v tom, že zvyšuje intelektuální úroveň populace, což je jeden z pilířů ekonomického růstu společnosti. Stát, který neinvestuje do vědy a vzdělání, zůstává nezbytně pozadu za ostatními.

Máte oblíbený citát o vědě?

Ano, například citát fyzikálního chemika Sira Cyrila Hinshelwooda: „Obvyklý omyl mnoha nepřátelských kritik dnešní vědy je, že věda znamená jistotu, neomylnost a zcela neemocionální objektivitu. Mnohem blíže pravdě by však bylo zjištění, že věda je založena na údivu, dobrodružství a naději.“ Zaujal mě i citát zoologa Williama Beveridge: „Hledej to, co je neočekávané.“ Tyto citáty docela vystihují můj pohled na každodenní vědeckou práci i na vědu jako celek.