Biolog Medalia: Unikátnější projekt má i menší konkurenci

„Vyberte si obor, kde nejsou žádné znalosti, a vytvořte je,“ radí profesor Ohad Medalia z Curyšské univerzity, který jako první publikoval trojrozměrné mapy proteinových struktur uvnitř celých buněk a stal se zakladatelem nového oboru, který se dnes nazývá strukturní biologie in situ. Od Univerzity Karlovy získal čestný titul doctor honoris causa.

Vědecká spolupráce není jedinou vazbou profesora Medalii na Česko – jeho dědeček pocházel z Česka. „Je mi opravdu velkou ctí, že jsem obdržel čestný titul právě od Univerzity Karlovy,“ řekl profesor Medalia.

Váš dědeček pocházel z moravského Slavkova. Vy sám jste Prahu poprvé navštívil v roce 1992. O čtyři roky později jste začal vědecky spolupracovat s profesorem Ivanem Raškou z 1. lékařské fakulty UK a od té doby navštěvujete Prahu pravidelně. Jak tuto dlouhodobou spolupráci hodnotíte, co vše se změnilo? 

Vývoj během jedné generace je neuvěřitelný, opravdu impozantní. To se týká nejen Prahy, ale především vědeckého prostředí! Je skvělé spolupracovat s českými vědci a vědkyněmi. Jsem pravidelně zván do Prahy, abych zde přednášel, účastnil se konferencí nebo diskutoval o projektech. Ve své laboratoři také hostím mnoho českých studentů a výzkumníků.

Dnešní věda potřebuje kombinaci velmi odlišných názorů, vzdělání i způsobů myšlení. Pro mě jako vědce je jedním z nejdůležitějších aspektů, že sem jezdím a setkávám se s lidmi s různými zkušenostmi a způsoby myšlení.

Jak byste jako odborník na kryoelektronovou mikroskopii shrnul současný stav oboru pro laickou veřejnost? Jaké jsou nejzajímavější trendy?

Řekl bych, že tu jsou dva hlavní směry. Prvním z nich je snaha získat struktury proteinů a na základě toho pochopit, jak proteiny vypadají a na základě toho předpovídat jejich funkce.

Druhý směr, který je pro mě více vzrušující, je ten, že nám mikroskopie umožňuje nahlédnout dovnitř buněk. Je to jako trojrozměrné brýle ve velmi vysokém rozlišení, které nám umožňují nahlédnout a vidět, jak proteiny v buňkách fungují, aniž by byly narušeny. Takže si myslím, že to je největší příslib a také síla tohoto přístupu. Protože pokud se chcete dozvědět něco o nějaké nemoci, chcete vidět, co se děje, jak se mutace projevují.

V roce 2002 jste publikoval trojrozměrné mapy struktur proteinů uvnitř celých buněk. Tato práce byla označena za jeden z průlomových objevů roku 2002 a vy jste se tak stal zakladatelem nového oboru, kterému se nyní říká strukturní biologie in situ. Co vy osobně považujete za vaše dosud nejzajímavější nebo možná nejpřekvapivější výsledky?

Tenhle byl jistě největší, ale je tu ještě několik dalších výsledků, na které jsem pyšný. Jeden z nich byl hned na začátku mé kariéry. Do oboru jsem se dostal shodou okolností. Chtěl jsem dělat něco v oblasti chemie těžkých kovů. Když jsem však přišel za svým tehdejším vedoucím, řekl mi, že má projekt, který se mu nedaří a navrhl, ať se na to podívám. A protože jsem původem chemik, velmi rychle jsem si uvědomil, že buňky jsou otrávené z povrchové úpravy před přípravou mikroskopického preparátu. Tak jsem udělal jednoduché pokusy, kdy jsem povrch ošetřil a problém byl vyřešen. 

Druhou bylo, že jsme ukázali, že se můžeme podívat přímo do jádra. A dokonce jsme pod jaderným obalem byli schopni vidět lamin – vláknitou strukturu, která je  zodpovědná za mnoho, skutečně mnoho nemocí. Poprvé pozorovat tuto strukturu byl skutečný průlom v této oblasti.

A poslední objev, který bych rád zmínil, je opravdu nedávný. Ukázali jsme že, struktura intermediárních filament je velmi odlišná od všech ostatních cytoskeletů. Tato publikace byla přijata a bude brzy publikována v Nature Structural Biology. To je opravdu průlom, protože to ukazuje složitost tohoto filamentu ve srovnání s aktinem a mikrotubuly nebo jinými cytoskelety. Všechny tyto vzrušující objevy byly možné jen díky technickému rozvoji.

Jaké jsou vaše další otázky, na které byste teď rád znal odpověď?

Jednou z otázek, které bychom v současné době rádi pochopili, je, proč máme tolik genů – asi sedmdesát – pro intermediární filamenta, jako je keratin a další proteiny. Mutace v těchto genech způsobují obrovské množství onemocnění a my nevíme proč potřebujeme tolik genů, když jsou si relativně podobné.

Další věc, které chci porozumět, je, jak genetický kód interaguje na periferii jádra, protože u filament, o kterých jsem se zmínil dříve, má jeden z proteinů 646 aminokyselin, z nichž známe asi 400 mutací způsobujících nemoci. Je tedy jasné, že tyto interakce s proteiny jsou klíčové, ale jak k nim dochází, proč způsobují tolik nemocí?

A třetí otázka je možná více technická. Chci vědět, jak moc můžeme tento přístup posunout, abychom získali strukturu tkáně s co nejvyšším rozlišením. Budeme jendou schopni skutečně získat atomovou mapu našich buněk? To je samozřejmě dlouhodobější cíl.

Jaká vidíte budoucnost vašeho oboru? Očekáváte v blízké budoucnosti nějaký velký technologický průlom?

Rád bych to věděl a dokázal to předpovědět. V posledních několika letech jsme byli svědky několika technologických posunů. Jeden z nich začal zhruba před devíti lety zdokonalením detektorů pro elektronovou mikroskopii a následným skokovým zvýšením rozlišení, což bylo v roce 2017 oceněno Nobelovou cenou.

Nyní však dochází k tomu, že si mnoho lidí uvědomuje, že chtějí přejít od studia proteinů k buňkám. Do tohoto oboru se zapojilo mnoho lidí a myslím, že právě proto očekávám technologický skok.

Věřím, že mnoho z vývoje bude založeno na umělé inteligenci, což náš obor rozhodně změní, protože jedním z problémů je, že když se podíváte do buňky, vidíte obrovskou složitost a rozmanitost forem. K pochopení dat, která jsme schopni shromáždit, potřebujete velmi sofistikovanou technologii a analytický program. A to zatím nemáme a pravděpodobně nám umělá inteligence velmi pomůže a změní náš obor. AI totiž umožňuje zpracovat obrovské množství dat a poskytnout analýzu a vytvořit závěry, což by pro nás jako lidi mohlo být velmi obtížné. AI by také mohla pomáhat například najít nové léky.

Fakt, že jsem placen za to, že dělám něco, co mě baví, vnímám jako obrovské privilegium. Jsem vděčný, že se mohu věnovat vědě. 

Co byste doporučil mladým vědcům a vědkyním?

Moje hlavní doporučení je, že pokud máte nápad, kterému věříte, prostě do toho jděte. Během své vědecké kariéry jsem udělal několik věcí, o kterých mi ostatní říkali, že nemají šanci na úspěch, ale já tomu věřil a prostě jsem to udělal. Někdy to možná nebude fungovat na sto procent nebo to bude trvat dlouho, ale je to lepší než neudělat nic.

Myslím, že také právě proto jsem úspěšný. Protože jsem se pustil do věcí, o kterých si lidé mysleli, že je to velmi těžké nebo dokonce nemožné. Ale díky tomu máte menší konkurenci a také, když to funguje, je to velký přínos. Myslím, že trik ve vědě spočívá v tom být jedinečný, přeci nechcete opakovat, co už někdo někdy udělal.

V dnešní době můžete mít publikaci v Science jen za objasnění struktury proteinu. V kontextu historie to ale bude jen jedna z mnoha struktur. Je mnohem zábavnější udělat něco skutečně nového, nebojte se témat, o kterých se příliš neví – změnte to. Tento přístup je samozřejmě riskantní, mnohem bezpečnější je udělat nějakou podobnou věc, která se už někomu podařila, a máte tak své články jisté. Ale mě by to takto nebavilo. Raději budu dělat věci, které nikdo jiný nedělá a jediným limitem je můj mozek.

Jak zůstat kreativní? Jak rozvíjíte svou kreativitu?

Lidé se řídí hlavně IQ – jak jste chytří, kreativita je další talent. Pro vědu jsou kreativita a komunikační schopnosti velmi důležité.

Myslím, že moje kreativita má hodně co do činění s tím, že jsem vyrůstal v Izraeli, kde to minimálně v té době bylo o tom přdevším být inovativní. To je mimochodem ne vždy výhodou. Někdy prostě potřebujete dělat něco konkrétního,  něco opakovat, ale prostě to pak neděláte rádi.

Během doktorátu jsem měl také kolegu, který byl super kreativní, a od něj jsem se hodně naučil. A vždycky jsem měl mít šéfy, kteří mi dávali volnost, a tím si vynucovali mou kreativitu. Jako školitel nikdy neříkám svým studentům, co mají nebo nemají dělat, pokud to není úplně špatně nebo tak drahé, že si to nemůžeme dovolit. Opravdu si myslím, že je to nejlepší způsob, jak podporovat kreativitu. – dát jim svobodu. 

Jak vypadá váš typický pracovní den? Máte nějaké rituály, například začínáte den čtením novin nebo něčím podobným?

Svůj den začínám na kole, jezdím asi čtyřicet minut, až poté začínám svůj pracovní den. Další z každodenních rituálů je, že poté, co se vrátím kolem 18. nebo 19. hodiny domů, hodinu hraji na flétnu a pak pokračuji v práci.

Čím byste byl, kdybyste nebyl vědec?

To je těžká otázka! Pravděpodobně bych dělal něco se sportem. Mám rád atletiku, skákal jsem do výšky. Myslím, že jsem v Izraeli stále patnáctý. Skákal jsem hodně vysoko, dva metry...

Sport mě také naučil mnoho dovedností pro vědu. Když se vám nedaří, tak vás to ve výsledku zocelí.  Sport mě také naučil vytrvalosti, která je ve vědě velmi důležitá.

To by si podle mě měla uvědomit i nová generace. Konkurence je stále tvrdší a tvrdší a cesta k úspěchu znamená především vytrvat! Většina lidí neuspěje, jen proto, že se přestane snažit. Pokud vytrváte, dosáhnete toho, co chcete. Může to trvat nějakou dobu, třeba rok nebo dva, ale prostě pokračujte.