Hvězda české vědy: DNA používám jako chytré lepidlo

Jakub Novák
25. 2. 2012 22:28
Baví mě vymýšlet nové tvary molekul, říká v rozhovoru oceněný český chemik Petr Cígler
Petr Cígler z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR
Petr Cígler z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR | Foto: Jakub Novák

Praha - Způsob, jakým se v Česku hodnotí věda a s jakým despektem komunikuje s vědci vláda, je často znechucující a pro badatele demotivující, tvrdí čerstvě oceněný chemik Petr Cígler z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR.

I přesto, že je vědecké zázemí - finanční nebo společenské - v USA či západní Evropě na lepší úrovni, lze i u nás nalézt vědecká pracoviště světové úrovně a špičkové vědce se zkušenostmi ze zahraničí.

Jedním z nich je právě Petr Cígler, který tento týden obdržel cenu Česká naděje 2011 pro nejlepší mladé vědce.

V oceněné práci, kterou publikoval časopis Nature Materials, ukázal cestu ke krystalům, které by se měly stát základem kvantových počítačů a telekomunikačních zařízení budoucnosti.

Napůl chemik, napůl skladatel a hornista se v současnosti v Ústavu organické chemie a biochemie v pražských Dejvicích věnuje například výzkumu  nanosond využitelných pro časnou detekci a identifikaci rakoviny a dalším tématům.

Aktuálně.cz: Mohl byste svými slovy popsat, čím je oceněná práce významná a objevná?

Naše práce otevírá dveře do části vědního oboru, která byla do té doby velmi špatně dostupná. Jde o vytváření velmi malých útvarů o definovaných geometriích v rozměru nano pomocí samoskladby.

Tyto útvary by se normálně vytvářely velmi komplikovaným způsobem - musely by se například skládat po vrstvách tak, aby dosáhly daných vlastností.

V našem případě se podařilo použít ke konstrukci dva typy nanočástic o velmi odlišných vlastnostech.

Samy jsou schopny vytvořit periodické (tvořené pravidelně se opakujícími částmi, pozn. red.) útvary a složit se do jakési krystalické mříže, která má naprosto jasné, definované vlastnosti.

Celá tato skladba je programovatelná pomocí DNA, která je známá spíše jako nositelka kódu života. My ji zde používáme jako takové "programovatelné molekulární lepidlo".

A.cz: Proč zrovna DNA, v čem tkví její užitečnost pro stavbu krystalů?

DNA je zajímavá ze dvou důvodů. Dá se v dnešní době velmi dobře nasyntetizovat. Ta technologie je dobře dostupná a dá se dělat automaticky.

Foto: Jakub Novák

A její sekvence, která se dá právě velmi přesně připravit, umožňuje, že se k ní vytvoří odpovídající vazebná sekvence - síla té vazby je velká a vazba je velmi selektivní.

A.cz: Jak se tento krystal vytváří?

Tento typ krystalu je prototypem tzv. fotonických krystalů, na jejichž výzkumu pracuje ve světě mnoho vědeckých týmů. V našem případě se skládá ze dvou typů naprosto odlišných částic.

Prvním z nich je částice zlata a druhá je virová kapsida (virový obal tvořený bílkovinami, pozn. red.). Nepoužívá se tu infekční virus, ale pouze virový protein, který se dá uměle vytvořit. K nim se poté připojil krátký úsek DNA.

Po smíchání a přidání další "spojovací" DNA se částice propojí do pravidelného 3D objektu - právě ta pravidelnost tomu dává onu funkčnost.

Je to jakási variabilní nanostavebnice umožňující dělat fotonické objekty na míru

A.cz: Čím jsou tyto krystaly zajímavé?

V normálním krystalu jsou molekuly drženy pohromadě tak, že se k sobě přibližují a vyplňují prostor, vytvářejí tzv. krystalové kontakty. V našem případě je to velmi odlišné, částice vyplní prostor jen z části, neboť jsou mezi nimi spojky z DNA. Ten krystal je jakoby částečně dutý, říkáme mu nekompaktní.

A.cz: Jak ta tvorba probíhá?

Příprava trvá poměrně krátkou dobu, dejme tomu hodinu. Spočívá v podstatě jen ve smíchání těch dvou částic, zahřátí směsi tak, aby se DNA rozpletla; pak se roztok nechá vychladnout a dojde k vytvoření krystalu.

A.cz: Jak se vůbec dá s rozměrem "nano" pracovat?

Dnes je možné pozorovat přímo až jednotlivé atomy, a tak není problém nanoobjekty zobrazit. Otázka je spíše, jak se podívat dovnitř takového krystalu.

Foto: Jakub Novák

To se zkoumá pomocí zvláštní techniky využívající rozptylu rentgenových paprsků, což se musí dělat na synchrotronu, kterých je na světě jen několik. Zhruba rok dopředu si člověk musí zamluvit několik experimentálních dnů, za které draze zaplatí.

A.cz: Tato práce vznikla na The Scripps Institute v Kalifornii, kde jste byl na postdoktorální stáži. Co Vás nakonec přivedlo zpět do Prahy?

Zaujala mě problematika, na které tu teď pracuji na Ústavu oganické chemie a biochemie AV ČR - výzkum nanočástic na bázi diamantu, využitelných třeba jako nanosond pro detekci a identifikaci rakoviny a to i v jejích časných stádiích. Kromě toho také pokračuji na výzkumu využití nanočástic ve fotonických systémech.

Byly to i osobní věci, které mě táhly zpět, takže souhrou několika takových faktorů jsem se rozhodl, že se vrátím. Kromě toho jsem na ÚOCHB dělal velkou část svého doktorátu a tři roky jsem tu pracoval ve skupině doktora Konvalinky. Takže tu mám mnoho kamarádů a dobré zázemí.

Navíc je tento ústav špičkově vybaven.

A.cz: Jak hodnotíte podmínky, které věda v Česku má?

Když vidím, jakým způsobem se tu hodnotí věda a s jakým despektem komunikuje s vědci vláda, tak toto zázemí vědy mě dost často znechucuje a je demotivující.

V současném západním světě má věda lepší společenské postavení a systém jejího hodnocení je vytvořený tak, aby fungoval. To jsem jasně viděl na svých zahraničních stážích.

Na druhou stranu, jak už jsem říkal, na pracovišti, kde působím, mám pro práci vynikající podmínky a z tohoto pohledu se mi v Česku pracuje dobře.

A.cz: Na závěr ještě, jak je to s Vaším vztahem k hudbě?

Obecně mě zajímají věci, kde mohu uplatnit nějakou část své kreativity. V mém případě je to jednak věda, kde mě hodně baví možnost uplatnit i fantazii, vymýšlet nové a nečekané tvary molekul nebo nanočástic a jejich kombinace.

ÚOCHB patří k nejlepším výzkumným institucím v zemi
ÚOCHB patří k nejlepším výzkumným institucím v zemi | Foto: Jakub Novák

Zjistil jsem, že specifickým způsobem dokážu kreativně uvažovat i v hudbě. A když už něco dělám, dělám to většinou do hloubky, tak jsem se začal věnovat komponování.

Někdo mě tak možná zná spíš jako hudebníka, ne jako vědce. Mám rád určitou náročnost, a tak se díky tomu mám možnost setkávat se špičkovými interprety - musím to pak celé dělat na určité úrovni, abych těmto všem okolnostem dostál.

Když se do kompozice ponořím, tak svět vědy trochu odkládám. I když se to vlastně někdy svým způsobem prostupuje, můj způsob kompozičního myšlení je hodně racionální. Někdy k tomu třeba využívám matematiku nebo postupy, mezi nimiž se dají najít spojitosti s vědou.

 

Právě se děje

před 1 hodinou

Těžká nehoda nákladního vlaku u německého Freiburgu uzavřela trať do Basileje

Poblíž Freiburgu na jihozápadě Německa dnes havaroval nákladní vlak. Při nehodě zahynul strojvůdce a několik lidí bylo lehce zraněno. Trať mezi Freiburgem a švýcarskou Basilejí byla uzavřena, informovala dnes večer společnost Deutsche Bahn. Lokomotiva a několik vagonů vykolejilo v obci Auggen. Trať má zůstat uzavřena několik hodin a v úseku byla zřízena náhradní autobusová doprava.

Podle mluvčí policie ve Freiburgu vlak převážel několik nákladních vozů. Jejich řidiči jeli v osobním vagonu za lokomotivou. Šlo o deset osob a jejich zranění jsou lehká, uvedla mluvčí.

Příčina nehody je zatím nejasná. Podle serveru deníku Badische Zeitung došlo ke střetu vlaku s několikatunovým betonovým dílem. Vlak částečně vykolejil a byl vážně poničen.

Havárie by mohla souviset s nedalekými stavebními pracemi. Betonový blok, s nímž se lokomotiva srazila, pochází podle serveru z mostu, který je nyní rozebírán.

Zdroj: ČTK
před 2 hodinami

V Británii skončilo hlasování o novém předákovi labouristů, výsledek strana oznámí v sobotu

V Británii dnes skončilo několikatýdenní hlasování o novém předákovi labouristů. Členové a příznivci opoziční strany vybírali ze tří uchazečů o funkci, kterou dosud zastával Jeremy Corbyn. Favoritem klání je stínový ministr pro brexit Keir Starmer, který se v boji střetl se dvěma ženami: Rebeccou Longovou-Baileyovou a Lisou Nandyovou. Výsledek hlasování labouristé oznámí v sobotu.

Zdroj: ČTK
Aktualizováno před 3 hodinami

Ropa prudce zdražuje, podle Trumpa Rijád a Moskva sníží těžbu

Ceny ropy se prudce zvyšují - severomořská ropa Brent i americká lehká ropa WTI vykázaly svůj nejprudší jednodenní nárůst v historii. Ropa reaguje na prohlášení amerického prezidenta Donalda Trumpa, že Rusko a Saúdská Arábie brzy oznámí, že se dohodly na snížení těžby o deset až 15 milionů barelů denně. Moskva ale takový vývoj nepotvrdila.

Americká lehká ropa WTI přidávala krátce před koncem obchodování 25 procent na 25,38 dolaru za barel, což byl její nejvyšší jednodenní nárůst. Severomořská ropa Brent ve stejnou dobu zdražovala o 21,3 procenta na 30,02 dolaru za barel. Je to také rekordní jednodenní nárůst, ale cena stále zůstává o více než polovinu nižší než v závěru loňského roku.

Zdroj: ČTK
Další zprávy