Nauka to nie wyścig po nagrody

Gratulacje. Czy po tej nagrodzie czuje się pani bliżej Nobla? W końcu prowadzenie badań na poziomie noblowskim ma być jednym z kryteriów jej przyznania.

Czuję się przede wszystkim bardzo doceniona, ale nie czuję się bliżej Nobla. Cieszę się przede wszystkim z tego, że moje badania zostały dostrzeżone i uznane za prowadzone na światowym poziomie.

Jeśli już mówimy o Noblu, to dla mnie ciekawsza jest inna kwestia. Nagroda Nobla jest to czas, gdy naukowcy i ich badania trafiają do świadomości bardzo szerokiej publiczności. To chwila, kiedy badacze pojawiają się na pierwszych stronach gazet, a nauka przebija się do mediów na całym świecie. Można powiedzieć, że naukowcy wychodzą na symboliczny czerwony dywan.

Oczywiście nie taki był pierwotny sens tej nagrody, ale trzeba uczciwie przyznać, że jako mechanizm przyciągania uwagi do nauki działa ona wyjątkowo skutecznie. Dlatego rozumiem, dlaczego również u nas próbuje się budować podobne skojarzenia. Jeżeli dzięki temu więcej osób zainteresuje się nauką, to bardzo dobrze. Dla mnie najważniejsze jest jednak to, że ta nagroda stanowi wyraz uznania dla pracy mojej grupy badawczej i wszystkich osób, z którymi przez lata współpracowałam.

To skoro jesteśmy przy popularyzacji nauki, spróbujmy wyjaśnić czytelnikom, czym właściwie się pani zajmuje.

Moja dziedzina to biologia molekularna komórki. Od lat interesują mnie mitochondria. Większość osób słyszała zapewne, że są elektrowniami komórki. To uproszczenie jest całkiem trafne, ponieważ rzeczywiście odpowiadają za produkcję energii niezbędnej do funkcjonowania organizmu. Każda komórka potrzebuje energii, a mitochondria są miejscem, w którym jest ona wytwarzana.

Mitochondria są jednak znacznie bardziej interesujące, niż wynikałoby to z tego popularnego porównania. Komórka eukariotyczna jest podzielona na wiele przedziałów komórkowych, a mitochondria są jednym z nich. Są odseparowane od reszty komórki błonami biologicznymi i mają bardzo szczególną cechę – jako jedne z nielicznych struktur komórkowych posiadają własne DNA. Mitochondria zachowały szczątki swojej niezależności po bardzo odległych przodkach bakteryjnych. Nadal mają własny materiał genetyczny, ale jednocześnie są całkowicie zależne od reszty komórki.To właśnie ten fakt od dawna fascynuje biologów. Tu jednak zaczyna się problem – czy raczej wyzwanie natury logistycznej – który od wielu lat mnie interesuje.

Jeżeli spojrzymy na mitochondrium człowieka, okaże się, że zawiera około półtora tysiąca różnych białek. Tymczasem mitochondrialne DNA koduje zaledwie trzynaście z nich. Cała reszta jest kodowana przez DNA znajdujące się w jądrze komórkowym, syntetyzowana poza mitochondriami, a następnie musi zostać do nich dostarczona. Właśnie pytanie o to, jak odbywa się ten transport, stało się jednym z głównych tematów mojej pracy naukowej.

Nie jest to prosty proces. Mitochondria odziedziczyły po swoich bakteryjnych przodkach podwójną błonę. Oznacza to, że białko musi nie tylko rozpoznać właściwe miejsce docelowe, lecz także przejść przez odpowiednie struktury transportowe i zostać skierowane dokładnie tam, gdzie powinno się znaleźć. Można powiedzieć, że nie wystarczy dostarczyć przesyłki do właściwego miasta – trzeba jeszcze trafić do odpowiedniego budynku, na właściwe piętro i do konkretnego pokoju.

Przez wiele lat zajmowałam się właśnie mechanizmami tego transportu. Jeszcze podczas pracy we Freiburgu odkrywałam nowe ścieżki transportu białek mitochondrialnych i mechanizmy odpowiedzialne za ten proces. Pracowałam wtedy głównie na drożdżach, które są jednym z podstawowych organizmów modelowych w biologii molekularnej. Po powrocie do Polski zaczęliśmy jednak coraz bardziej interesować się nie samym transportem, lecz jego regulacją. Przeszliśmy na komórki ludzkie i okazało się, że wchodzimy na teren znacznie bardziej złożony, niż wcześniej sądziliśmy.

Podstawowe mechanizmy pozostają bardzo podobne u drożdży i u człowieka. Natomiast im głębiej wchodzimy w procesy regulacyjne, tym wyraźniej widzimy, jak niewiele jeszcze o nich wiemy.

Z czasem samo pytanie o transport białek przestało wystarczać. Zaczęliście się zastanawiać, co dzieje się wtedy, gdy ten mechanizm zawodzi.

Początkowo wydawało się, że odpowiedź jest dość oczywista. Jeżeli jakieś białko nie trafia do mitochondrium, to organellum nie będzie mogło z niego skorzystać. Problem powinien zatem dotyczyć przede wszystkim samych mitochondriów. Zaczęliśmy jednak zastanawiać się, czy to rzeczywiście wszystko. Postawiliśmy hipotezę, że zaburzenie importu białek może mieć konsekwencje dla całej komórki. Okazało się, że tak właśnie jest.

Kiedy białka przeznaczone dla mitochondriów nie mogą do nich dotrzeć, pozostają w cytoplazmie. Z perspektywy komórki nie powinno ich tam być. To uruchamia serię mechanizmów obronnych. Istnieje rozbudowany zestaw ścieżek sygnałowych i mechanizmów ochronnych, które mają zapobiegać gromadzeniu się takich „zagubionych” białek. Komórka traktuje ten problem niezwykle poważnie, ponieważ ich nagromadzenie jest dla niej toksyczne.

Właśnie wtedy nasze zainteresowania zaczęły przesuwać się od samych mitochondriów w kierunku szerszego zagadnienia homeostazy białek. Komórka musi nieustannie kontrolować, ile białek produkuje, dokąd one trafiają, jak długo działają i kiedy powinny zostać usunięte. Jeżeli któryś z tych elementów przestaje działać prawidłowo, konsekwencje mogą być bardzo poważne.

Pokazaliśmy, że mitochondria są z tym systemem powiązane znacznie silniej, niż wcześniej sądzono. To właśnie dlatego nasza praca była pionierska i okazała się tak interesująca dla wielu badaczy na świecie.

Tu zaczyna się medycyna?

Mitochondria często kojarzone są z rzadkimi chorobami mitochondrialnymi. Dziś wiemy jednak, że mitochondria odgrywają ważną rolę również w wielu innych schorzeniach. Jeżeli mówimy o zaburzeniach metabolicznych, takich jak otyłość czy cukrzyca, są one kluczowe z punktu widzenia metabolizmu i to nie tylko energetycznego. Jeżeli natomiast mówimy o chorobach neurodegeneracyjnych, coraz więcej danych wskazuje, że również tam pełnią bardzo istotną funkcję.

Jednym z najważniejszych wniosków płynących z naszych prac jest to, że mitochondria i homeostaza białek nie są niezależnymi od siebie procesami. Przez wiele lat badano je często osobno. Tymczasem pokazaliśmy, że istnieją między nimi bardzo silne zależności. Uszkodzone mitochondria mogą zaburzać homeostazę białek w całej komórce. Z drugiej strony zaburzenia homeostazy białek mogą wpływać na mitochondria. Powstaje więc pewnego rodzaju sprzężenie zwrotne.

To szczególnie interesujące w przypadku chorób neurodegeneracyjnych, ponieważ zarówno problemy mitochondrialne, jak i zaburzenia homeostazy białek należą do najbardziej charakterystycznych cech tych schorzeń. Od lat wiadomo, że oba zjawiska występują na przykład w chorobie Alzheimera i innych chorobach neurodegeneracyjnych. Pokazaliśmy, że mogą być ze sobą silniej powiązane, niż wcześniej przypuszczano. To nie są dwa odrębne światy. To może być jeden wspólny problem biologiczny oglądany z dwóch różnych stron.

Dlatego nie prowadzimy badań skoncentrowanych na jednej konkretnej chorobie. Nasze podejście jest raczej odwrotne. Próbujemy zrozumieć, jak działają podstawowe mechanizmy biologiczne. Celowo je zaburzamy, obserwujemy skutki i dopiero później zastanawiamy się, jakie znaczenie mogą mieć dla różnych schorzeń. Czasami określa się to mianem podejścia disease agnostic. Nie zaczynamy od choroby. Zaczynamy od procesu, szlaku czy mechanizmu.

Jeżeli spojrzymy na najważniejsze wyzwania zdrowotne współczesnych społeczeństw – takie jak choroby neurodegeneracyjne czy rzadkie i ciągle jeszcze nieuleczalne choroby mitochondrialne – to właściwie wszystkie one w jakiś sposób prowadzą nas do mitochondriów. W tym sensie, badając tak podstawowy proces jak transport białek do mitochondriów i konsekwencje jego zaburzenia, dotykamy bardzo fundamentalne problemy biologii i medycyny.

Jak wygląda dzień pracy naukowca?

To zależy od tego, o jakim etapie kariery mówimy. Na początku kariery wszystko kręci się wokół eksperymentów. I jest to coś, czego często nie widać z zewnątrz. Ludziom wydaje się, że największym wyzwaniem jest uzyskanie przełomowego wyniku. Tymczasem przez pierwsze lata doktoratu walczy się przede wszystkim o to, by prowadzić eksperymenty poprawnie. Nie spektakularnie. Poprawnie.

Eksperyment może dać wynik negatywny i bardzo często tak właśnie się dzieje. To nie jest problem. Problemem jest źle zaprojektowany eksperyment, z którego niczego nie można wywnioskować. Dlatego na początku uczymy się przede wszystkim tego, jak zadawać pytania w sposób pozwalający uzyskać jednoznaczną odpowiedź. Uczymy się budować odpowiednie kontrole, planować doświadczenia i interpretować wyniki. To etap, który zwykle trwa kilka lat, choć oczywiście tempo rozwoju jest bardzo różne u poszczególnych osób.

Potem zaczyna się etap, który wspominam chyba najlepiej ze wszystkich. Jego kulminacja to okres postdoc. Dla mnie był to moment wyjątkowy, bo człowiek ma już wtedy naprawdę dobrze opanowany warsztat naukowy, umie zaplanować eksperymenty, analizować dane, czytać literaturę i nawet trochę rozumie, co jest ważnym wynikiem, a co ślepą uliczką. Jednocześnie ma mentora i nie spoczywa jeszcze na nim ogrom obowiązków organizacyjnych, który pojawia się później.

W Polsce stosunkowo rzadko mówi się o tym, na czym właściwie polega przejście od etapu postdoc do lidera grupy. Często myślimy o tym w kategoriach stanowiska lub awansu. Tymczasem najważniejsza zmiana jest zupełnie inna. Lider naukowy przede wszystkim potrafi zamienić ogólne zainteresowanie jakimś problemem w konkretny program badań. Potrafi wymyślić pytania, których wcześniej nikt nie zadawał, a następnie przekonać innych, że warto poświęcić kilka lat życia na szukanie odpowiedzi oraz że warto takie badania finansować.

Później pojawia się druga strona tej zmiany, o której mówi się znacznie mniej, a która bywa równie trudna. Nagle okazuje się, że oprócz prowadzenia badań trzeba zarządzać ludźmi. Budować zespół, rekrutować, organizować pracę, rozwiązywać problemy, planować budżety, zdobywać finansowanie i pomagać młodszym naukowcom rozwijać się zawodowo. Istotna jest odpowiedzialność za innych, za grupę! To zupełnie nowy zestaw kompetencji. Nikt nas tego nie uczy.

Kilka lat temu stanęła pani przed jeszcze innym wyzwaniem – stworzeniem nowego instytutu naukowego. Jak buduje się instytut od zera?

Czasem nawet żartuję, że przypomina to poród – człowiek pamięta, że było trudno, ale z czasem zaciera się pamięć o szczegółach. Z budowaniem instytutu jest trochę podobnie. Oczywiście pamiętam, od czego zaczynaliśmy i jakie były najważniejsze wyzwania, ale dziś znacznie wyraźniej widzę efekt końcowy niż sam wysiłek.

Od początku było dla mnie jasne, że najważniejsi są ludzie. To może brzmieć banalnie, ale naprawdę tak jest. Miałam szczęście trafić na bardzo dobrych współpracowników już na samym początku tej drogi. Ludzi, którym mogłam zaufać i którzy ufali mnie. Takich rzeczy nie da się zbudować samodzielnie.

Najpierw trzeba było stworzyć podstawy administracyjne. Nie brzmi to szczególnie ekscytująco, ale bez tego nie da się prowadzić nauki. Potem pojawiła się kwestia przeniesienia grantów, co w przypadku projektu ReMedy było bardzo skomplikowane pod względem formalnym. Dopiero kiedy udało się przez to przejść, zaczęliśmy zatrudniać naukowców i budować zespoły badawcze. Wtedy, po mniej niż roku od powstania, instytut naprawdę zaczął żyć.

Nasza instytucja rozwija się bardzo szybko, a administracja jest stosunkowo niewielka, więc cały czas trzeba korygować działania tak, by rozwój był możliwy. Budowanie nowej instytucji naukowej nie polega wyłącznie na organizacji badań. Trzeba również budować reputację, zdobywać zaufanie środowiska i przekonywać ludzi, że warto związać z takim miejscem kilka czy kilkanaście lat swojej kariery. W tym sensie nasza rada naukowa odegrała rolę znacznie większą, niż formalnie można by się spodziewać.

Wspomniała pani o młodych naukowcach. Dziś wielu z nich staje przed wyborem: nauka czy korporacja, Polska czy zagranica. Co zrobić, żeby wybierali naukę?

Nie jestem przekonana, czy naszym celem powinno być zatrzymanie wszystkich w nauce. Osoby kończące doktoraty są bardzo cenne nie tylko dla świata akademickiego. To ludzie, którzy przez kilka lat uczyli się rozwiązywania problemów, krytycznego myślenia, analizowania danych i prowadzenia skomplikowanych projektów. Gospodarka, przemysł czy sektor technologiczny bardzo potrzebują takich kompetencji. Dlatego nie uważam za sukces zatrzymania każdego doktoranta na uczelni czy w instytucie badawczym.

Zupełnie inną kwestią jest pytanie, czy ci, którzy naprawdę chcą zajmować się nauką, mają w Polsce wystarczająco dobre warunki do rozwoju. Tu odpowiedź jest bardziej skomplikowana. Jestem wielką zwolenniczką zdobywania doświadczeń za granicą. Sama wiele zawdzięczam temu etapowi kariery. Uważam, że kontakt z innymi środowiskami naukowymi jest niezwykle cenny. Poszerza perspektywę, uczy nowych sposobów myślenia i pozwala zobaczyć, jak funkcjonują różne systemy badawcze. Później trzeba jednak stworzyć warunki, które sprawią, że ludzie będą chcieli wracać do kraju, który dał im podstawowe wykształcenie. To wyzwania dla państwa ale nie tylko, także dla środowiska.

I to jest wyzwanie znacznie większe niż decyzje pojedynczych instytucji. Oczywiście jako dyrektor mogę starać się budować możliwie atrakcyjne środowisko pracy. Mogę dbać o jakość rekrutacji, kulturę organizacyjną i poziom badań. Są jednak również kwestie systemowe, na które mam ograniczony wpływ. Polska nauka musi po prostu stawać się coraz bardziej atrakcyjnym miejscem do prowadzenia badań. Nie tylko dla osób powracających z zagranicy, ale także dla naukowców z innych krajów. Bez tego trudno będzie nam konkurować o najlepszych.

Gdybyśmy spotkali się z panią za dziesięć lat i mieli podsumować karierę – co chciałaby pani wtedy uznać za swoje największe osiągnięcie?

Mam nadzieję, że wiele najciekawszych pytań badawczych i odkryć jest wciąż jest przede mną. Nie zamierzam zwalniać tempa nauki. Mam też poczucie, że rozwój instytutu postępuje i że na poziomie organizacyjnym można jeszcze sporo osiągnąć.

Gdybym jednak miała wskazać jedną rzecz szczególnie dla mnie ważną, byłoby to kolejne pokolenie naukowców. W nauce łatwo koncentrować się na publikacjach czy grantach. To wszystko jest ważne. Z perspektywy czasu coraz bardziej doceniam jednak możliwość obserwowania i pracy z ludźmi, którzy zaczynali jako doktoranci lub postdocy a dziś budują własne zespoły, prowadzą własne projekty i rozwijają samodzielne kariery. To daje wyjątkową satysfakcję. Być może dlatego, że nauka jest przedsięwzięciem rozłożonym na pokolenia. Każdy z nas korzysta z dorobku swoich poprzedników i w pewnym sensie przekazuje pałeczkę dalej.

Jeżeli za dziesięć lat będę mogła powiedzieć, że udało mi się pomóc w stworzeniu silnego kolejnego pokolenia badaczy, uznam to za bardzo ważne osiągnięcie. Być może nawet ważniejsze niż niejedna publikacja.

Wywiad opublikowano na stronie internetowej Academii – portalu Polskiej Akademii Nauk.

Victor Ambros o RNA, dezinformacji i zaufaniu do nauki Pandemia COVID-19 pokazała, jak ważna jest współczesna biologia i jak łatwo nauka staje się celem dezinformacji. O szczepionkach mRNA, propagandzie i potrzebie lepszej komunikacji nauki ze społeczeństwem mówi odkrywca mikroRNA i laureat Nagrody Nobla z 2024 r. prof. Victor Ambros.

Przeczytaj także: „A gdyby mózg mógł odpoczywać bez snu?”.