Fyzikální chemik Pavel Jungwirth z Ústavu organické chemie a biochemie má za sebou již velké průlomové objevy. Rozsekl například dlouholetý vědecký spor, když prokázal sladkou chuť těžké vody. Společně s týmem také jako první na světě vyrobil kovovou vodu, o čemž napsal i prestižní vědecký časopis Nature.
Nedávno jste získal nejprestižnější evropský grant. Váš projekt má umožnit lepší simulaci biologických procesů, třeba činnosti orgánů. Jak konkrétně může ovlivnit medicínu?
Cílem není vyléčit přímo nějakou nemoc, ale lépe pochopit biologické jevy. Pak můžeme zjišťovat i to, co může být v těle špatně v případě některých nemocí. Porozumíme tak patologiím, což v důsledku dopomůže třeba i k vývoji léčiv.
Takže výsledkem vašeho projektu může být i urychlení vývoje léků?
Ano, pokud pochopíme, jak funguje normální lidské tělo, můžeme pak řešit jeho patologie, když nefunguje. Následně logicky přemýšlíte, co se s tím dá dělat.
Jedním ze směrů, který jsem v projektu navrhl, je lepší dopravování léčiva do buněk. Jedna věc je vyvinout účinný lék, ale druhá je dostat ho na místo, kde má účinkovat. Pokud se do buňky dostává špatně, musíte prášků spolykat hodně a pak na vás působí silněji vedlejší účinky. Jakmile se ale povede lék dopravit do buněk efektivně, dá se snížit dávka a tím i vedlejší účinky.
Jak si máme prakticky představit, jak funguje vaše metodika?
Cílem je vytvořit počítačový nástroj, který umožní modelovat působení iontů v biologickém prostředí, a to bez dodatečných nákladů na výpočetní techniku. Když to vysvětlím na příkladu srdce, tak to nám bije frekvencí zhruba šedesát tepů za minutu. Stažení srdečního svalu je dáno tím, že probíhá buněčná signalizace. Vápenaté ionty se naváží na signální protein kalmodulin, tím se spustí signální kaskáda a vede k tomu, že se synchronně srdce stáhne.
Standardní výpočetní modely tuto vazbu natolik přeceňují, že by takové virtuální srdce vykonávalo jen jeden tep za milion let. Metodika, kterou vyvíjíme my dnes, předpovídá srdeční činnost, kde srdce tepe jednou za šest hodin, což už je mnohem lepší, ale ani v takovém případě by ale stejně člověk pořád nemohl žít. Cílem našeho projektu tedy je zpřesnit výpočty tak, aby se model dostal co nejblíž fyziologicky správným šedesáti úderům za minutu. Aby modelování iontů v biologických systémech bylo natolik přesné, že se mu bude dát věřit. Pak bude možné předvídat chování i celých orgánů.
Je tedy cílem umět předvídat procesy, které by jinak musel výzkumník zkoušet v laboratoři třeba při vývoji nějakého léku?
Metodika umožní se na to podívat detailně, nenahradí experimenty, ale doplní je. Já celý život dělal zábavné objevy, teď jsem si ale v 56 letech řekl, že zkusím něco nudného, co bude však užitečné pro vědeckou komunitu. Chci metodiku dát k dispozici vědcům po celém světe.
Evropský grant dosud získalo jen osm českých vědců. V čem je váš projekt přelomový?
Bál jsem se se o grant vůbec ucházet. Ale můj bratr, který dříve působil v radě, která granty uděluje, mi sdělil, že agentura trošku změnila strategii. Že je ochotna podpořit i projekt, na jehož konci není nutně velký objev, ale jehož součástí je metodika, která k objevu může vést. Tak jsem na to spoléhal. Navíc naši metodiku již deset let používáme, takže je jasné, že má šanci na úspěch. Teď je třeba vrátit se na začátek a provést to pořádně za hodně peněz a ve větší skupině.
Česko v získávání těchto prestižních grantů moc úspěšné není. Co to ukazuje o české vědě?
Granty nejsou měřítkem kvality výzkumu, jsou to pouze peníze na výzkum. Mělo by se poměřovat, co s penězi vědec udělá, úspěch je až to, jestli se povede je využít. Nedostatek grantů ale na něco ukazuje. Podíváme-li se na to optikou toho, že v EU je půl miliardy lidí a v Česku deset milionů, tak bychom měli dostat průměrně každý padesátý grant. Uděluje se jich asi 200 ročně, takže by nám ročně měly přistát zhruba čtyři. Ale blýská se podle mě na lepší časy. Hodně pomáhá zázemí pro vědce.
A to je u nás dostatečné?
V posledních letech se to zlepšuje, funguje tu velká podpora mladým vědcům, kteří třeba i trénují na interview k představení svého projektu. Přišlo sem také dost kvalitních mladých lidí. Nejsme tam, kde bychom měli být, ale zlepšuje se to.
Jak 2,5 milionu eur (zhruba 60 milionů korun) z grantu konkrétně pomůže výzkumu?
Hlavně k vybudování mezinárodního výzkumného týmu. To, co by dřív dělalo dvacet lidí dvacet let, může dnes zvládnout pětičlenný tým za pět let, a to za pomoci umělé inteligence. Zabudovali jsme moderní metody strojového učení, které nahradí spoustu lidské práce a spoustu členů týmu. Před deseti lety by to ještě nešlo.
Například vědec Jan Kulveit řekl, že systém inteligentnější než my nás může ohrozit způsoby, které ani nebudeme chápat, a může nás zničit spíš než jaderná válka. Vy tedy nesouzníte s podobným strachem z umělé inteligence?
Tyto obavy chápu u nejvyšších úrovní umělé inteligence. Vždy když přijde něco nového, může to být dobrý sluha, ale zlý pán. Ale já se nezabývám tím, zda nás roboti nakonec zavřou někam do klece, protože používám obrazně řečeno kuchyňský mixér, který mě určitě neovládne. My pracujeme se zcela primitivním nástrojem, který je pro nás pouze dobrým sluhou, tam riziko nehrozí. Ukáže nám pouze to, zda má cenu se do modelování pustit. Není to tak, že nám řekne, ať jdeme do důchodu, že si to už udělá sám.
V Respektu jste před třemi lety označil za hlavní problém české vědy to, že si univerzity obsazují nová místa svými bývalými studenty. Změnilo se něco od té doby?
Je to naprosto zásadní problém. Na našem ústavu jsme před šestnácti lety udělali v tomto směru reformu. Až teď začínáme sklízet plody v tom duchu, že máme lidi, kteří přišli zvenku, ať už z Brna nebo z Ameriky. U nás nemáte jako student v podstatě šanci získat trvalé místo. Děláme otevřené konkurzy. Zásadní je totiž přetrhat vazbu se školitelem. Často si školitel vychová studenta, pak ho na rok někam pošle, student se vrátí zpět a školitel ho dál úkoluje a nenechá ho vyrůst.
Chce to institucionální reformu. Je to stejné jako v rodině - puberťák se nakonec musí odpojit od rodičů a život si zařídit sám. Je to hodně na nás na školitelích, abychom poznali, kdy už nás student přerůstá a poslali ho dál.
A jaké mají studenti obecně podmínky na českých vysokých školách?
Hodně se to zlepšuje. Inflace sice ukázala na nízká stipendia, ale blíží se velká reforma, která by měla stanovit, aby šlo stipendium alespoň něco málo nad minimální mzdu. Studenti musí mít nějaký základ, aby nemuseli po večerech točit v barech pivo proto, aby se uživili. Cítím, že se postoj státu k vědcům mění, nikdo už třeba nemluví o zavření Akademie věd.
Covid jsme jako vědci úplně nezvládli
Doba covidu byla pro vědce ojedinělá tím, že museli najednou komunikovat veřejnosti bezprecedentní zdravotní krizi. Změnila epidemie pohled na vědce?
Zrovna s kolegy přemýšlíme o tom, jak komunikovat vědecké problémy, které mají přesah do společnosti. Za covidu jsme to úplně nezvládli. Vyjadřovalo se sice spoustu kvalifikovaných hlasů jako Jan Konvalinka, pak se ale objevovali třeba lékaři různých odborností, například gynekologové, kteří stříleli úplně vedle.
Nám se jako komunitě nepovedlo najít nejmenší společný jmenovatel, na kterém by se všichni vědci shodli a řekli veřejnosti: "Na tomto je shoda, o tomto se nepochybuje." Přemýšlím o tom i v souvislosti s komunikací změny klimatu. Chtěl bych, abychom to zvládli lépe než za covidu.
Rozumí česká společnost vědě?
Myslím, že covid ukázal, že celkem ano. Kdo znal předtím zkratku PCR? Dnes ji znají všichni. Covid vzbudil velký zájem o vědecké poznání, ale my vědci jsme promarnili šanci. Pokud veřejnost něčemu nerozumí, je to chyba nás vědců.
Jak to chcete změnit?
Vědci se musí umět shodnout, že je něco jasné a sebevědomě to komunikovat. Nemusí se například hádat, zda je důležitější změna klimatu nebo ztráta biodiverzity, protože ty věci nejdou proti sobě. Jde o to překonat osobní ega. Například o tom, že je homeopatie placebo nemusíme diskutovat, ale zda nějaký přírodní preparát funguje, nebo ne, je složitější.
Někde je na místě a důležité říct, že to ještě nevíme. Pokud je v poznání zmatek, a takový byl dojem z covidu, lidé tíhnou k pocitu, že je to stejně jedno, protože každý vědec říká něco jiného. Půjdou pak raději k léčitelce a vykašlou se na očkování. Příště komunikaci s veřejností už snad zvládneme lépe.
Státy, kde panovala mezi experty shoda, se s covidem lépe popraly. Je to důležité a nestojí to ani korunu. Mimochodem, v souvislosti s Ukrajinou jsme shodu dokázali najít, tak proč ne jindy? Nezvládli jsme dvacet syrských uprchlíků, ale zvládneme 400 tisíc ukrajinských, a to jen proto, že jsme se dokázali dohodnout. Shoda může společnost posunout dopředu.
Za časů epidemie jste byl předsedou Učené společnosti České republiky. Komunikaci změny klimatu jste si určil jako hlavní téma. Povedlo se vám v tom směru něco?
Ano, spolu s kanceláří OSN v Praze jsme zavedli Cenu za komunikaci změny klimatu. V rámci ní se každý rok konají přednášky a tiskové konference. Téma jsme zase víc zdůraznili. Letos si chceme zkusit určit, o čem kolem klimatu už není třeba diskutovat, co je jasné. Musíme zkrátka odstraňovat příkopy.
V Česku existují zakopané tábory, stojí proti sobě věci zabývající se ubýváním biodiverzity a změnou klimatu. Tvrzení, že když se všude vysadí řepka na biopaliva, zmizí biodiverzita, je však umělé. Obě věci spolu souvisí.
Takže ani mezi vědci nepanuje shoda na základních problémech změny klimatu?
Ve světě ano, u nás stále ještě ne. Přitom pokud se na něčem nemůžeme shodnout, nemůžeme to dobře komunikovat. Změnu klimatu pak logicky nekomunikují jednotně ani politici, když shoda nevychází ani od odborníků.
Grant Evropské výzkumné agentury letos obdržel také váš bratr, fyzik Tomáš Jungwirth. Oba patříte mezi nejúspěšnější české vědce. Co Vás vedlo k tomu, že se oba věnujete vědě a dosahujete v ní světových výsledků?
Na to vám nedám vědeckou odpověď, nemohu dělat vědecký závěr na základě pozorování dvou lidí. Jsme z vědecké rodiny, já jsem k této kariéře směřoval od začátku, bratr s různými odbočkami, ale dnes je jedním z nejúspěšnějších fyziků na světě.
Pavel Jungwirth (56)
- Narodil se v Praze, vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu UK se zaměřením na chemickou fyziku. Poté pracoval pod vedením profesora Rudolfa Zahradníka v Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského. Od roku 2004 je vedoucím vědeckého týmu Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR.
- Učí na katedře chemické fyziky a optiky Matematicko-fyzikální fakulty. Zaměřuje se na porozumění specifickým iontovým efektům v bílkovinách, biomembránách a ve vodních kapkách.
- Dlouhodobě pracoval na univerzitách v USA, v Izraeli a ve Švýcarsku. Je nositelem 11 významných ocenění, mezi nimi například Ceny Hlávkovy nadace, medaile Jaroslava Heyrovského nebo Spiers Prize britské Royal Society of Chemistry.
- V letech 2020-2022 byl předsedou Učené společnosti, jako hlavní téma měl komunikaci o změně klimatu. Vědu popularizuje v pravidelných sloupcích v týdeníku Respekt.
- Jeho žena Iva Jungwirthová je psycholožka. Mají čtyři děti a dvě vnoučata. Jeho bratrem je fyzik Tomáš Jungwirth.
