Zespołowi prof. Węgrzyna udało się wygrać rywalizację o grant 
Unii Europejskiej, finansowany od marca bieżącego roku, 
przyznany po raz pierwszy naukowcom z Polski.

Halina Bykowska

Prof. Grzegorz Węgrzyn, kierownik katedry Biologii Molekularnej Uniwersytetu Gdańskiego, jest jednym z kilkunastu laureatów tegorocznej, trzeciej już edycji konkursu „Subsydia dla uczonych”, organizowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej. W konkursie, który objął nauki przyrodnicze i medyczne, uczestniczyło 44 kandydatów spośród 47 nominowanych przez kapitułę, złożoną z kilkunastu wybitnych uczonych. Nagroda wynosi 75 tys. zł.

Geny i kod DNA

Ta niemała kwota ma być wykorzystana na mające trwać rok badania, poświęcone molekularnym mechanizmom regulacji ekspresji genów i replikacji DNA. Przedmiot badań brzmi enigmatycznie, zwłaszcza dla osoby niewtajemniczonej w problematykę biologii molekularnej.

– Zamierzamy ustalić, w jaki sposób dochodzi do tego, że jedne geny komórki bakteryjnej są aktywne, a inne pozostają „uśpione” – wyjaśnia prof. Węgrzyn. – W komórkach istnieją tysiące genów. Wiemy, że ich aktywność w głównej mierze zależy od warunków środowiskowych. Na przykład: w niskiej temperaturze aktywne są inne geny niż w wysokiej. Z drugiej natomiast strony, jeżeli komórka bakteryjna ma dostęp do dużej porcji czynników odżywczych, jej geny są aktywne. A jeżeli ona „głoduje”, aktywność zachowuje tylko część genów.

– Chcemy zrozumieć, jakie mechanizmy decydują o aktywności genów – podkreśla prof. Węgrzyn. – Należy również ustalić, jakie białka regulują proces jej aktywacji i hamowania.

Bakterie są czynnikami chorobotwórczymi. Znamy, oczywiście, wiele leków przeciwbakteryjnych, jednak wciąż pojawiają się szczepy bakterii odpornych na działanie preparatów leczniczych. Aby zatem można było skutecznie zwalczać czynniki chorobotwórcze, w tym także bakterie, trzeba coraz dokładniej poznawać mechanizmy działania drobnoustrojów odpowiedzialnych za powstanie chorób. Jeżeli zatem będziemy wiedzieć, w jaki sposób dochodzi do blokady genu istotnego dla życia danej bakterii, będziemy mogli sztucznie go zablokować i w ten sposób unieszkodliwić bakterię. Znajomość tego mechanizmu mogłaby np. dopomóc w rozwiązaniu problemu lekoodporności niektórych chorobotwórczych drobnoustrojów. Możliwości wykorzystania wiedzy o mechanizmach funkcjonowania genów bakteryjnych mogą więc być bardzo różne.

Z drugiej strony, należy pamiętać, że istnieją bakterie, które są sprzymierzeńcami człowieka – produkują witaminy lub pomagają w trawieniu pokarmów. Znajomość mechanizmu funkcjonowania genów bakteryjnych na pewno będzie bardzo przydatna.

– Dzięki badaniom podstawowym wiemy, że można sklonować gen odpowiedzialny za produkcję różnych substancji lub hormonów niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Dotyczyć to może na przykład insuliny, której niedobór lub całkowity brak jest powodem cukrzycy – mówi prof. Węgrzyn. Można by zatem wykorzystać bakterie do produkcji substancji leczniczych lub hormonów potrzebnych człowiekowi.

Korzystając z wiedzy dotyczącej aktywności genów komórkowych, można by również wytwarzać produkty, stanowiące dodatek do środków spożywczych albo będące surowcami niezbędnymi do produkcji szczepionek. – Aby bakterie były w stanie wytwarzać określony produkt, trzeba bardzo dokładnie poznać mechanizmy działania tych drobnoustrojów – podkreśla profesor.

– Świat organiczny jest bardzo różnorodny i jednorodny zarazem – powiada prof. Węgrzyn. Istnieje duża różnorodność form organizmów, z drugiej zaś strony mechanizmy regulacji procesów komórkowych bywają podobne. To ułatwia zagadnienie naukowcom. – Gdybyśmy chcieli poznać od podstaw funkcjonowanie komórki człowieka i mechanizm ekspresji genów, byłoby to zadanie wielce skomplikowane. To niemal tak samo, jak gdyby chcieć od razu zbudować samolot odrzutowy, nie znając elementarnych zasad funkcjonowania maszyn latających – tłumaczy uczony.

Zadanie jest dużo łatwiejsze, jeżeli bada się komórki najprostsze, a więc bakteryjne. Doświadczenie związane z takimi badaniami daje się nierzadko wykorzystać w odniesieniu do człowieka lub zwierząt. Zaletą badań najprostszych komórek (bakteryjnych) jest to, że ich wyniki mogą przyspieszyć doświadczenia dotyczące bezpośrednio komórek człowieka, prowadzone z myślą o jego zdrowiu i życiu.

Jedna szuflada z pieniędzmi

Zespół prof. Węgrzyna skupia ok. 20 osób. Tylko część z nich zatrudniona jest na etatach uniwersyteckich. Wśród pozostałych członków zespołu są naukowcy z afiliowanej przy UG Pracowni Biologii Molekularnej Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. Pomysłodawcą utworzenia wspomnianej filii PAN był prof. Karol Taylor (zmarły przed trzema laty były szef Katedry Biologii Molekularnej UG).

– Jest to mariaż bardzo udany, zapewniający możliwość pełniejszego wykorzystania potencjału intelektualnego uczelni i PAN. Umiejętności pracowników uniwersyteckich i placówki PAN świetnie się uzupełniają – nie kryje zadowolenia prof. Węgrzyn.

Kwota, przyznana przez FNP, choć niemała, nie pozwoliłaby w pełni zaspokoić ambicji wynikających z zaplanowanych prac naukowo-badawczych. Badania w dziedzinach biomedycznych są bardzo kosztowne. Sprowadzona z zagranicy fiolka enzymów, jakie wykorzystuje się na co dzień, starczająca zaledwie na kilka eksperymentów, kosztuje do kilku tysięcy złotych. Bardzo drogi jest również sprzęt do badań.

– Nagroda FNP bardzo ułatwi nam realizowanie dotychczasowych projektów badawczych, a być może pozwoli również na uruchomienie czegoś zupełnie nowego – ujawnia zamiary prof. Węgrzyn. Mając już część wyników wstępnych badań, związanych z innym tematem, można wystąpić o nowy grant. Szanse na przyznanie dodatkowych środków finansowych zwykle bywają większe, jeżeli zespół naukowo-badawczy jest w stanie wykazać się jeszcze jakimś dorobkiem.

Zespół Grzegorza Węgrzyna rozpoczął kilka nowych projektów naukowo-badawczych, korzystając także z pieniędzy FNP.

– Nie da się poukładać pieniędzy na badania w oddzielnych szufladkach – tłumaczy laureat nagrody FNP. – Ambitny pracownik naukowy musi mieć swobodę. Niektóre środki finansowe, np. z Komitetu Badań Naukowych, spływają ratami. Trzeba zatem wykorzystywać pieniądze w taki sposób, aby możliwy był postęp w pracach naukowo-badawczych. A główny przedmiot analiz badawczych, dotyczący genów komórek bakteryjnych, jest fascynujący i można zajmować się nim latami. Problem jedynie polega na tym, aby nie zmarnować pieniędzy. A kto je marnuje, nie otrzyma ich już więcej.

Światowe koneksje

Gdańscy naukowcy nie pracują w oderwaniu od tego, co dzieje się w najlepszych laboratoriach na świecie. Różnice występują jedynie w szczegółach. – Często zajmujemy się badaniami uzupełniającymi w stosunku do tych, jakie są prowadzone w innych, znanych laboratoriach – stwierdza prof. Węgrzyn. – Praca w całkowitej izolacji od świata nie miałaby sensu. Są dziedziny, w których jesteśmy konkurencyjni i takie, w których się uzupełniamy. Istotnym miernikiem naszych badań są publikacje naukowe.

Katedra Biologii Molekularnej współpracuje z kilkunastoma placówkami naukowo-badawczymi na całym świecie, w tym z Uniwersytetem Kalifornijskim w San Diego, amerykańskim Narodowym Instytutem Zdrowia w pobliżu Waszyngtonu, Instytutem Maxa Plancka w Berlinie oraz Królewskim Instytutem Technicznym w Sztokholmie.

– W badaniach podstawowych nie ma wielkich tajemnic – przekonuje prof. Węgrzyn. – Wystarczy poczytać periodyki o zasięgu międzynarodowym. Wymianie informacji, dotyczących badań podstawowych, służą również konferencje i sympozja. Mam zatem niemal stuprocentową pewność, że to, czym zajmuje się mój zespół, nie jest dublowane przez inne ośrodki naukowo-badawcze. Miernikiem jakości pracy naukowej są publikacje. Zespół prof. Węgrzyna ma ich niemało. Prace publikowane są w najbardziej znanych i liczących się periodykach na świecie, bywają zauważane i komentowane. Przykładem chociażby bardzo ciekawy tekst na temat bioluminescencji bakterii Vibrio harveyi (przecinkowca Harveya), biorącej udział w stymulowaniu naprawy DNA, zamieszczony w bieżącym roku na łamach „Microbiology” i omówiony przez wydawców „Microbiology Today”.

Zespołowi prof. Węgrzyna udało się wygrać rywalizację o grant Unii Europejskiej, finansowany od marca bieżącego roku, przyznany po raz pierwszy naukowcom z Polski. Osiem zespołów (oprócz Polaków są Duńczycy, Niemcy i Szwedzi) zajmuje się opracowaniem techniki aktywności genów w komórkach. Tradycyjne techniki, stosowane dotychczas, zapewniają uzyskanie wyniku badania genów dopiero po upływie kilkunastu dni. Metoda, nad którą pracuje zespół naukowców realizujących grant UE, ma zapewnić uzyskanie wyników po upływie zaledwie kilkunastu minut. Znaczne przyspieszenie uzyskiwania wyników badań genów będzie miało ogromne znaczenie we wszystkich procesach biologicznych. Istotne może być np. obserwowanie, co się dzieje z bakteriami, wyhodowanymi w wielusetlitrowych bioreaktorach, wytwarzającymi hormon ludzki, odgrywający ważną rolę w procesie leczenia. Gdyby działo się coś złego z tą hodowlą, a wyniku badań nie mielibyśmy w krótkim czasie, mogłoby dojść do znacznych strat materialnych. Dlatego trzeba maksymalnie skrócić czas od pobrania próbki do uzyskania wyniku. Grant UE ma być realizowany trzy lata.

Zespół prof. Węgrzyna pragnie zwrócić uwagę na ważną rolę badań podstawowych, będących motorem postępu w nauce. – Gdybyśmy przestali prowadzić badania podstawowe, zmierzające do zrozumienia mechanizmów różnych procesów, a zajęlibyśmy się np. ulepszaniem niektórych leków, to po upływie pewnego czasu możliwości doskonalenia struktury substancji leczniczych wyczerpałyby się. Zabrakłoby bowiem nowej wiedzy. Dlatego badania podstawowe są takie istotne – zaznacza laureat nagrody FNP.

Uwagi.