Viditelná práce s neviditelnými organismy

Všudypřítomné houby se hojně využívají v potravinářství, v biotechnologiích i medicíně. Přesto je většina z nich neznámá. Důkladně zmapovaný není jejich léčivý potenciál, ale ani rizika pro lidské zdraví či jejich role v životním prostředí. Okem neviditelné houby teď studuje interdisciplinární tým, vzniká i první česky psaný Velký atlas mikroskopických hub. To je příklad současného směřování jednoho z mnoha týmů Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR. Jaké další zásadní výzkumy na jeho půdě probíhají, ptáme se ředitele Jiřího Haška.

Kdybych měl jmenovat ty nejlepší „zářezy“ z poslední doby, tak k nim atlas aspergillů určitě patří. Kromě práce na Velkém atlasu mikroskopických hub bude tým Miroslava Kolaříka monitorovat houby v ovzduší, například ve školních budovách, a mnoho dalšího. Od programu Houby – nové hrozby i příležitosti (MycoLife – svět hub), který financuje Strategie AV21 Akademie věd ČR, si slibujeme, že budeme schopni vylepšit postupy kultivace hub a zvýšit produkci jejich přírodních látek, což je zatím velmi obtížné.

Ing. Jiří Hašek, CSc., (*1955)

Od studií na VŠCHT přes doktorské studium a postdoktorské stáže v USA, Belgii a Rakousku se dlouhodobě zaměřil na využití kvasinky Saccharomyces cerevisiae jako modelového systému studia eukaryotické buňky v laboratoři reprodukce buňky Mikrobiologického ústavu AV ČR. Od roku 2017 zastává funkci ředitele ústavu.

Kolegové budou zkoumat také chemickou strukturu nově objevených sloučenin pomocí nejmodernějších metod a nové látky budou testovat, zda by je nebylo možné využít na léčbu rakoviny, neurodegenerativních onemocnění, bakteriálních, mykotických a parazitárních infekcí. Z historie známe, jak obrovský pokrok v medicíně přinesly plísně penicillium pro léčbu bakteriálních infekcí nebo cyklosporin A pro transplantační medicínu. Kdyby se nám podařilo přispět k objevu nových antibiotik nebo léků proti autoimunitním onemocněním nebo použitelných při imunoterapii a nádorové terapii, byl bych velmi spokojen.

Ostatně měl bych zmínit, že náš vědecký pracovník Jiří Janata v současnosti pracuje na vývoji nového antibiotika CELIN, které je podle prvotních zkoumání silnější než průmyslově vyráběné antibiotikum linkomycin. Látku jsme patentovali, snad by jednou mohla být využitelná v oblasti rezistencí na antibiotika.

A další „zářez“? Co dalšího si ústav mohl v poslední době připsat na seznam úspěchů?

Zcela jistě jím byl objev úplně malého organismu, nepatrného bičíkovce parazitujícího na obyčejné ploštici z louky. Objev učinili vědci v jižních Čechách, a v Biologickém centru AV ČR v Českých Budějovicích tak odstartoval projekt, který má převratné výsledky pro základní výzkum i možné důsledky pro léčbu lidských genetických onemocnění.

Za náš ústav se zkoumání tohoto organismu účastnil tým Leoše Shivayi Valáška. Překvapivý výsledek zveřejnili v lednu 2023 v časopise Nature, který mu věnoval dokonce i titulní stranu. Kolegům parazitologům a mikrobiologům se totiž podařilo zjistit, že bičíkovec, jehož pojmenovali Blastocrithidia nonstop, se velmi dramaticky odklonil od univerzálního genetického kódu. Vysvětlili též, jak je možné, že i přesto tuto fatální odchylku přežil, a navrhují, jak by se této schopnosti nepatrného organismu dalo v budoucnu využít i při léčbě vážných genetických onemocnění člověka, se kterými si zatím poradit neumíme (viz také Vesmír 102, 158, 2023/3).

Váš ústav je hodně široce rozkročen, mimo jiné se věnujete „žhavému“ tématu mikrobiomu.

Výzkum mikrobiomu patří pod imunologickou větev našeho ústavu. Je doménou profesorky Heleny Tlaskalové-Hogenové (viz také Vesmír 101, 220, 2022/4), jejímž současným následníkem je Miloslav Kverka. Spolupracují s týmem Martina Schwarzera z našeho detašovaného pracoviště v Novém Hrádku v Orlických horách. V Laboratoři gnotobiologie naši vědci při experimentech využívají unikátní bezmikrobní zvířata, myši a prasata, která umožňují studovat vliv definovaných složek mikrobioty na vývoj fyziologické a imunitní odpovědi u experimentálních modelů lidských onemocnění.

Martin Schwarzer zkoumá vliv bakterií v mikrobiomu na růst mláďat savců. Spolu s francouzskými kolegy prokázal, že střevní bakterie jsou nezbytné pro optimální růst v raném věku, což je velmi důležitý důkaz, který může přispět mimo jiné i k řešení podvýživy u dětí. Své výsledky publikovali nedávno v časopise Science a Martin Schwarzer za svůj přínos také získal prestižní cenu Neuron.

Zajímavou „vědu pro budoucnost“ dělají i vaši lidé v třeboňském pracovišti, své výsledky zkoumání řas a sinic i pro lidskou spotřebu nebo získávání energie z nich algologové ostatně pravidelně představují i na stránkách Vesmíru (viz např. Vesmír 103, 346, 2024/6).

Na našem třeboňském pracovišti, které sídlí v krásném Opatovickém mlýně v Třeboni, od roku 2011 běží projekt Centrum ALGATECH. Je to samostatné pracoviště, kde se vědci věnují výzkumu fotosyntetických mikroorganismů, ale také získávání bioenergie ze sinic a řas, technologiím přípravy řasové biomasy pro použití v potravinářství jako doplňky stravy a „nové potraviny“ či v medicíně. Zkouší zde identifikovat látky z mikrořas s protivirulentní aktivitou a látky pro terapii specifických typů rakoviny. Aktivity třeboňských kolegů tedy sahají od základního výzkumu až k aplikacím pro potravinářský průmysl i pro lékařství a komerční projekty.

Vyjmenovat všechny oblasti našeho výzkumu by bylo na dlouho, neboť Mikrobiologický ústav představuje největší pracoviště v České republice, které komplexně studuje vlastnosti různých mikroorganismů, a zvláště jejich interakce v různém životním prostředí.

Patenty, aplikace, komerční projekty, spin-off firmy a podobně jsou pro vás jistě velké téma. Jak se na tomto poli daří?

Teď zrovna řešíme vznik spin-off firmy na vývoj různých diagnostických testů, kde se propojuje chromatografie s hmotnostní spektrometrií. Poté, co v Akademii věd vzniklo Centrum transferu technologií (CETTAV), budou snad všechny naše transferové aktivity snadnější. Náš ústav po léta hojně spolupracuje s aplikovaným výzkumem a výrobní sférou, ale zároveň musíme být, co se týče patentů, transferu či expertíz pro cizí firmy, velmi opatrní.

Jak se snažíte získávat do ústavu novou krev? Nadějné mladé vědce? Máte nějakou politiku vy jako ředitel?

Zájemci o práci v našem ústavu nepřicházejí za mnou, ale za vedoucím laboratoře, skupiny, za projektem. My jako vedení ústavu se je snažíme podpořit. Pomáháme mladým třeba tím, že je nominujeme na Cenu Lumina, čímž získají finanční podporu a nové možnosti a perspektivu. Máme tady tři „lumináty“ – Janu Kamanovou, Zdeňka Kameníka, který tady kdysi zaváděl Věda žije!, dnes už vede laboratoř biologie sekundárního metabolismu, a třetím je právě Miloslav Kverka, který již dnes vede laboratoř buněčné a molekulární imunologie.

Také jsme zavedli interní soutěž o nejlepší diplomovou práci. Letos ji vyhrál kolega Daniil Starenko z Laboratoře nádorové imunologie se svým výzkumem polymerních konjugátů, které mohou pomoci při léčbě nádorových onemocnění. Snad mohu také zmínit to, že jsme letos získali ocenění HR Excellence in Research Award, které uděluje Evropská komise institucím, které prokázaly pokrok ve správě lidských zdrojů a podpoře výzkumných pracovníků. Pro studenty středních škol nabízíme řadu projektů v rámci programu Otevřené vědy. Ti mají možnost pod vedením vědeckých pracovníku pracovat na vlastních projektech po dobu jednoho roku. Doktorandům poskytujeme příležitost zapojit se do našich laboratoří na doktorandských pozicích, kde získají cenné zkušenosti v laboratorní práci, navrhování experimentů a publikování vědeckých výsledků.

Kolik vašich lidí získalo v posledních letech Prémii Academiae? Granty ERC?

Získali jsme dvě Akademické prémie, první dostal Petr Baldrián, náš odborník, který vede laboratoř environmentální mikrobiologie. Druhým byl Leoš Valášek. Grant ERC získal Josef Komenda s projektem PhotoRedesign. V třeboňské laboratoři pracuje se sinicemi, které využívá jako modelový organismus při zkoumání zásadního přírodního procesu fotosyntézy. Získal podporu 2,5 milionu eur (skoro 65 milionů Kč). Realizovali jsme také dva velké projekty v rámci Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání a daří se nám získávat evropské peníze i v dalších programech, jako například v Operačním programu Jana Amose Komenského (OP JAK), ve kterém MBÚ získal jako koordinátor tři projekty. Zvláště projekt Mluvíme s mikroby si klade za cíl rozklíčovat procesy, které stojí za vývojem mikrobiomů v různých hostitelích včetně člověka. Velkou součástí projektu je zkoumání komunikace mezi mikroby a jejich hostiteli, stejně tak i mezi mikroby navzájem. Druhým z projektů je projekt PHOTOMACHINES, který probíhá v našem detašovaném pracovišti, Centru Alga Tech v Třeboni. Ten se zaměřuje na využití mikrořas k výrobě cenných látek ve velkém měřítku. Pomocí pokročilých technologií, jako je metabolické inženýrství a syntetická biologie, v Třeboni vyvíjejí zcela nový typ „fotosyntetických buněčných továren“.

Hodně se hovoří o nutnosti podpory žen v jejich vědecké kariéře. Jaký přístup má Mikrobiologický ústav?

I v této oblasti jsme si nechali vypracovat genderový audit. Jedna věc, kterou řešíme podobně jako jiná pracoviště, jsou v průměru nižší platy žen. Máme málo žen ve vyšších platových kategoriích, jen dvě vedoucí laboratoře z celkových 25, což je málo. Ale není to proto, že by je někdo eliminoval, je samozřejmě problematické skloubit vědeckou kariéru a mateřství. Založili jsme gender tým, zřídil jsem poradní komisi ředitele. V areálu ústavu máme školku, řešili jsme kojící místnost. Máme elektronickou docházku, není ani klouzavá, ani fixní, takový průnik, lidi můžou chodit do práce v určitém rozmezí a můžou odcházet v určitém rozmezí. Čtyři dny na home office může pracovat každý, kdo má uzavřenou dohodu se zaměstnavatelem. Každý vědecký pracovník, když to jeho práce umožňuje, může psát doma publikace, granty. Pokud potřebuje maminka víc, výjimku, delší dobu doma, musí si to domluvit s vedoucím. Ale musí to být výjimky. Máme tady také benefit, že matky už v průběhu mateřské mohou mít malý úvazek na grantech. Dobrým příkladem úspěšné matky a vědkyně je Jana Voříšková, dostala nedávno Junior grant GA ČR na projekt Reakce mikrobiálních komunit na měnící se klima v půdě arktické tundry, má dvě děti, snad může být u nás spokojená.

Co všechno jste s ústavem absolvoval za více než sedm let ředitelování?

Nebylo toho málo. Měnili jsme mzdový systém, celý ekonomicko-informační systém, webové stránky, intranet, vytvářeli podpůrné útvary zvláště v komunikaci uvnitř i ven. Od roku 2018 za téměř běžného provozu rekonstruujeme naše staré budovy v Krči, stěhujeme laboratoře, přístroje, přístrojové celky.

Také aktivně podporujeme popularizaci vědy. Již několik let jsme akademickými partnery VědaFestu, který se každoročně koná v Dejvicích a který i pravidelně zahajujeme. Zároveň jsme se zapojili do celoevropské Noci vědců, kde již druhým rokem otevíráme dveře našeho ústavu všem zájemcům, kteří se chtějí blíže seznámit s naším výzkumem, nahlédnout do zákulisí vědeckého světa a osobně se setkat s našimi vědci.

A co vaše vlastní vědecká práce na kvasinkách?

Ta, jak jinak, stojí. Myšlenkami jsem jinde, i když bych ještě rád dokončil práci na stresovém enzymu u kvasinek, který stabilizuje aktinový cytoskelet a indukuje invazivní růst buněk. Při svém současném pracovním zařazení – jako ředitel – mám však radost, když se nějaký projekt podaří v MBÚ dotáhnout do kvalitních konců, významné publikace či patentu. Neustále probíhající generační obměna v MBÚ nepochybně přináší řadu nových podnětů a změn, a to jak v přístupu ke kvalitě výsledků vědecké práce, tak i k využití nových zdrojů financí i technologii. Přítomnost celé řady mladých zahraničních pracovníků v MBÚ ukazuje, že se ústav dostává na požadovanou mezinárodní úroveň, nejméně evropského významu. Věřím, že tento trend přetrvá i po mém období.