Rozmowy na 25-lecie Fundacji: z dr. Alexandrem Wlodawerem i prof. Mariuszem Jaskólskim, rozmawia Aleksandra Stanisławska

Dodano: :: Kategorie: Aktualności, 25 lat FNP
-A A+

25 rozmów na 25-lecie Fundacji. Fundacja na rzecz Nauki Polskiej obchodzi w tym roku 25-lecie swojej działalności. Z tej okazji zaprosiliśmy 25 laureatów naszych programów do rozmowy o tym, jak się „robi” naukę. Co ich fascynuje?  Co jest tak ciekawe i ważne w tym, czym się zajmują, że zdecydowali się poświęcić temu większą część życia? Jak osiąga się sukces?

Bohaterki i bohaterowie wywiadów to badacze, którzy reprezentują wiele odległych od siebie dziedzin, są na różnych etapach kariery naukowej i mają różnorodne doświadczenia. Łączy ich jedno – uprawiają naukę na światowym poziomie, mają na koncie imponujące osiągnięcia, a w swoim bogatym CV – różnego typu wsparcie od FNP. Kolejne wywiady będą ukazywać się cyklicznie na stronie FNP.

Zapraszamy do lektury!

Zbudowali most pomiędzy Polską a Stanami Zjednoczonymi

Z dr. Alexandrem Wlodawerem i prof. Mariuszem Jaskólskim, których wspólne badania przyczyniły się do opracowania nowych terapii leczenia chorób takich jak AIDS czy białaczka u dzieci rozmawia Aleksandra Stanisławska.

Aleksandra Stanisławska: Noblistka Ada Yonath nazwała dr. Wlodawera „ojcem chrzestnym polskiej mafii krystalografów”. W jaki sposób zasłużył Pan na to miano?

Dr. Alexander Wlodawer:  Rzeczywiście, przylgnęło do mnie to określenie. Zapewne dlatego, że mój przykład zachęcił tak wielu naukowców z Polski do zajęcia się krystalografią. Przede mną oczywiście badania w tym zakresie prowadziło wielu naukowców, w tym słynna Rosalind Franklin, której prace umożliwiły Crickowi i Watsonowi odkrycie podwójnej helisy DNA. Jednak potem rozwijanie tej dziedziny wiedzy, zwłaszcza w zakresie badań struktur białek, wzięli na siebie przede wszystkim badacze z Polski, których można naliczyć co najmniej trzydziestu. A ja jestem pierwszym, który zacząć działać w tej dziedzinie. Laboratorium krystalograficzne, które założyłem w Narodowym Instytucie Raka w Stanach Zjednoczonych, stało się głównym ośrodkiem tych prac. Ściągnąłem tu do pracy prof. Mariusza Jaskólskiego i kilkunastu innych naukowców z Polski, w tym dr Marię Miller, która bardzo się przysłużyła do sukcesu naszych badań. W tym gronie dokonaliśmy naszych głównych odkryć.

W jaki sposób Panowie się spotkali?

AW:  Od 1968 roku,  kiedy zostałem zmuszony do emigracji, mieszkam w Stanach Zjednoczonych, gdzie otrzymałem możliwość prowadzenia laboratorium i badań na poziomie, o jakim w Polsce komunistycznej nikomu się nie śniło. Nie szukałem pretekstu do powrotu do kraju, który mnie nie chciał, ale kiedy w połowie lat 80. pojawiła się możliwość przyjazdu tutaj na konferencję, skorzystałem z tej okazji. We Wrocławiu odbywało się wówczas spotkanie krystalografów, na którym natknąłem się na prof. Zofię Kosturkiewicz z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, specjalistkę w dziedzinie krystalografii. To ona poleciła mi dr. Jaskólskiego jako kandydata na staż w moim laboratorium.

Prof. Mariusz Jaskólski: Dr Wlodawer poszukiwał kogoś, kto zająłby się w jego nowym laboratorium krystalografią białek, ogromnych „molekuł życia” o niezwykle skomplikowanej strukturze. A ja zajmowałem się w tamtym okresie krystalografią małych cząsteczek. Byłem w to bardzo zaangażowany i nie marzyłem, jak wielu polskich naukowców, o stażach za granicą. Ale dr Wlodawer wybrał właśnie mnie. Zgodziłem się wyjechać do Stanów Zjednoczonych, pod warunkiem że pozwoli mi to kontynuować to moje „dłubanie” w małych cząsteczkach. Pojechałem i w krótkim czasie wpadłem po uszy w badania prowadzone przez zespół dr Wlodawera. Nie minęły trzy tygodnie, jak zostałem krystalografem białek.

Jakie białka Panowie badali?

MJ: Była połowa lat. 80. i – jak wiele osób pamięta – na świecie szerzyła się panika związana z rozprzestrzenianiem się AIDS, która to choroba wiązała się wówczas z wyrokiem śmierci. Kiedy na początku lat 80. odkryto, że jej przyczyną jest retrowirus HIV, wiele ośrodków badawczych i firm farmaceutycznych rzuciło wszystkie ręce do badań, których celem było poszukiwanie słabych stron wirusa i miejsc, w które można by wycelować leki zwalczające HIV. W prace nad tym zagadnieniem włączył się też dr Wlodawer ze swoim zespołem, do którego dołączyłem. Zadaniem, jakie otrzymałem, było rozpracowanie metodą krystalografii struktury przestrzennej białka o nazwie proteaza. Jest to jeden z trzech enzymów retrowirusa HIV-1, niezbędny do jego replikacji – proteaza jak nożyce rozcina na odpowiednie fragmenty inne białka retrowirusa. Przypuszczaliśmy, że proteaza HIV jest podobna do znanych enzymów pochodzenia komórkowego, dlatego właśnie zajęliśmy się tym białkiem. Szukaliśmy mechanizmu działania tych nożyc i możliwości zablokowania ich „ostrzy”. Znalezienie sposobu zatrzymania replikacji infekcyjnego retrowirusa mogło być kluczową informacją w opracowaniu skutecznego leku na AIDS.

Dlaczego badania nad białkiem wirusa HIV prowadzone były w Narodowym Instytucie Raka?

AW: Uzyskanie białek retrowirusa HIV w ilościach wymaganych przez krystalografię w tamtych czasach graniczyło z cudem, a przynajmniej było ekstremalnie drogie. My takich środków nie mieliśmy, ale za to zdołaliśmy zdobyć zbliżone do niego białko, proteazę wirusa sarkomy Rousa, w skrócie ASV. Wirus ten wywołuje raka u drobiu, a taka tematyka jest zdecydowanie w kompetencjach Narodowego Instytutu Raka. Ten retrowirus jest spokrewniony z wirusem HIV-1 i bardzo do niego podobny. Jak się okazało, w tym samym czasie nad strukturą autentycznego białka wirusa HIV-1 pracowali też naukowcy z firmy Merck Sharp and Dohme w New Jersey.

Czy czuć było atmosferę wyścigu, rywalizacji?

AW: O tak, rzeczywiście braliśmy udział w wyścigu napędzanym nieustannymi pytaniami mediów o wyniki naszych prac. Byliśmy pod ogromną presją opinii publicznej.

MJ: Badania wciągnęły mnie tak bardzo, że w laboratorium spędzałem po kilkanaście godzin na dobę. Ja na szczęście nie byłem bezpośrednio narażony na pytania prasy – radził sobie z nią doskonale Alex, ale odczuwałem presję, kiedy odwiedzający nas naukowcy pracujący nad lekami na AIDS niemal wyrywali nam wyniki spod ręki, czasem nawet te bardzo wstępne. Wszystko działo się niezwykle szybko. W dużej mierze dzięki tej presji wiarygodne i dobrze sprawdzone wyniki uzyskaliśmy w rekordowym tempie kilku miesięcy od rozpoczęcia badań. To było wielkie osiągnięcie. Gdyby jednak sprawę postawić: „czy szybko, czy poprawnie?” – w laboratorium dr. Wlodawera odpowiedź zawsze jest ta sama: „to drugie”.

AW: Nasza praca na temat struktury proteazy wirusa ASV ukazała się na łamach pisma „Nature” na początku lutego 1989 roku, a tydzień później w tym samym czasopiśmie zespół z Merck Sharp and Dohme opublikował wyniki swoich badań. I okazało się, że choć z grubsza obie struktury wyglądają podobnie, to jednak różnią się w jednym istotnym miejscu.

MJ: To była niezwykle kłopotliwa sytuacja, bo bez powszechnie zaaprobowanego poprawnego modelu proteazy HIV-1 nie mogło być mowy o racjonalnym projektowaniu inhibitorów, które mogłyby stać się lekami oczekiwanymi przez chorych na AIDS. My, w laboratorium dr. Wlodawera, byliśmy pewni, że to nie my popełniliśmy błąd. Ale podobnie twardo przy swoich wynikach obstawała konkurencja…

W jaki sposób udało się Panom udowodnić, że mieliście rację?

AW: Można to było zrobić tylko na drodze eksperymentalnej. Problemem było tylko to, jak zdobyć białko HIV-1 do badań. I tu z pomocą przyszedł dr Stephen Kent z Caltech, który opracował chemiczną metodę syntezy białek i dostarczył nam mikroskopijną ilość takiej syntetycznej proteazy HIV-1. Nieoceniona dr Maria Miller w krótkim czasie zdołała wyhodować odpowiednie monokryształy, co samo w sobie było dużym osiągnięciem, bo dzięki temu udowodniła, że łańcuchy białkowe mogą zwijać się poprawnie i krystalizować bez uprzedniego kontaktu ze środowiskiem biologicznym.

MJ: Przeprowadziliśmy ten sam proces badawczy co poprzednio, tylko jeszcze szybciej, i tym razem dla autentycznego białka z wirusa HIV. I poza wszelką wątpliwością udowodniliśmy, że to nasza struktura proteazy retrowirusowej jest prawidłowa. Wyniki opublikowaliśmy w sierpniu 1989 roku w „Science”.

dr-alexander-wlodawer_prof-mariusz-jaskolski_fot-archiwum-prywatne

fot. Archiwum prywatne

Czy dzięki tym badaniom udało się stworzyć leki na AIDS?

AW: Tak, zwłaszcza że ułatwiliśmy te działania, pokazując strukturę proteazy retrowirusowej w kompleksie z inhibitorem, czyli przyłączającym się do białka związkiem, którego odpowiedni dobór mógł zahamować replikację wirusa. Na tej podstawie firmom farmaceutycznym udało się opracować do tej pory 12 leków wymierzonych w proteazę HIV-1. Pierwszy z nich, saquinavir, ukazał się na rynku zaledwie siedem lat po publikacji naszej struktury. To ekstremalnie krótki czas, jak na proces stworzenia i produkcji zupełnie nowego leku. Nawet dzisiaj zajmuje to firmom farmaceutycznym kilkanaście lat.

MJ: Kilka lat później zbadaliśmy również strukturę integrazy, kolejnego z trzech białek enzymatycznych retrowirusów. Jednak zaprojektowanie leków ukierunkowanych na ten enzym przebiega z oporami. W ostatnim czasie udało się znacznie posunąć do przodu badania integrazy; miejmy więc nadzieję, że i na tym polu pojawią się wkrótce leki dla chorych na AIDS. Później zajęliśmy się badaniem struktury białek innych retrowirusów, w tym wirusa HTLV wywołującego białaczkę.

Badali Panowie lek zwalczający białaczkę u dzieci. 

AW: Rzeczywiście, w latach 90. udało nam się opisać mechanizm chemiczny działania asparaginazy, czyli białka istotnego w leczeniu białaczki limfoblastycznej u dzieci. Tutaj kolejność działań była odwrotna niż przy lekach na HIV-1. Przez przypadek odkryto, że asparaginaza jest skuteczna w leczeniu tego rodzaju nowotworu. Jednak przez długi czas nikt nie wiedział, dlaczego tak się dzieje. Dzięki poznaniu struktury udało się nam to wyjaśnić, co pozwoliło wniknąć w mechanizm działania tego leku, w tym zminimalizować wywoływane przez niego skutki uboczne.

Czy prowadzą Panowie obecnie jakieś wspólne projekty?

AW: Staramy się wypracować standardy jakości dla Protein Data Bank, ogromnej bazy danych zawierającej informacje o strukturze przestrzennej białek i kwasów nukleinowych. Jest tam zdeponowanych około 130 tys. struktur, ale jakość niektórych z nich pozostawia wiele do życzenia. A to dane kluczowe dla wielu badań, w tym dla projektowania leków. Dane te powinny więc charakteryzować się najwyższą jakością i powtarzalnością.

MJ: Pracujemy nad tym w dwóch zespołach – w Polsce i USA. Walidacja jakości struktur białek w Protein Data Bank to temat grantu, który realizuję wspólnie z dr. Zbigniewem Dauterem pracującym w zespole dr. Wlodawera. Charakter naszych badań pozwala na zdalne kontakty, które utrzymujemy głównie drogą internetową lub telefonicznie, choć oczywiście spotkania osobiste też są pożądane. Tak się składa, że w ostatnim czasie to dr Wlodawer częściej przyjeżdża do Polski – bywa w naszym kraju nawet kilka razy do roku. To nam daje możliwość swobodnej wymiany myśli, podsumowania bieżących działań, naszkicowania publikacji.

Od prawie 30 lat współpracują Panowie ze sobą, mieszkając w dwóch różnych miejscach świata. Jak udawało się prowadzić te wszystkie wspólne badania w czasach, kiedy nie istniał jeszcze Internet?

MJ: Do Stanów Zjednoczonych po raz pierwszy pojechałem w 1988 roku, by pomóc w pracach nad proteazą HIV-1. Przyjechałem na kilka miesięcy, ale zostałem na blisko półtora roku. Potem jeszcze wiele razy wracałem do Narodowego Instytutu Raka, by prowadzić badania w zespole dr. Wlodawera. Moje pobyty tam trwały po kilka miesięcy. Wymagała tego specyfika badań, w których praca zespołowa jest absolutnie kluczowa. Moje zadania w Stanach Zjednoczonych realizowałem wraz z kilkoma osobami zatrudnionymi w laboratorium dr. Wlodawera. Trzeba też podkreślić fakt, że około 30 lat temu moje wyjazdy do USA były konieczne również z tego powodu, że tylko tam miałem dostęp do sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do tego typu badań. Dzisiaj równie dobry sprzęt mamy do dyspozycji u nas w Poznaniu i w innych dużych polskich ośrodkach naukowych, więc dużo wygodniej nam prowadzić badania na miejscu. Co więcej, mogę się też pochwalić tym, że stworzone i kierowane przeze mnie Centrum Badań Biokrystalograficznych w IChB PAN jest miejscem tak samo otwartym jak laboratorium dr. Wlodawera. Chętnie przyjmujemy współpracowników z różnych krajów, umożliwiając im badania na światowym poziomie.

A czy w dzisiejszej pracy zespołów naukowych w Polsce i Stanach Zjednoczonych istnieją jakieś zasadnicze różnice?

MJ: Główną różnicę widzę w organizacji ośrodków naukowych – sprawnej w USA, a w Polsce wciąż kulejącej. Doskwiera nam brak w naszym kraju statusu stażysty podoktorskiego (nie dorobiliśmy się nawet polskiego terminu na „postdoca”), czyli stanowiska naukowego pośredniego szczebla, które jest „koniem pociągowym” badań naukowych na Zachodzie. Chodzi o osoby, które zrobiły doktorat i w ciągu dwóch-pięciu lat nabierają doświadczenia w dobrych zespołach, ucząc się w nich rzemiosła i samodzielności. Wszystkie grupy badawcze w Stanach Zjednoczonych bazują na takich ludziach. U nas zaczyna się pojawiać podobny system zatrudniania, głównie w ramach grantów. Na uniwersytetach i w instytutach PAN wciąż jednak dominuje system pracy etatowej, zachęcający do zasiedzenia, które jest bardzo niezdrowe w nauce, szczególnie na etapie „czeladnika”. To skutkuje małą wymianą ludzi i idei oraz stagnacją. A taka wymiana jest niesłychanie ożywcza i ważna dla rozwoju naukowego. Wyjazd na staż podoktorski, opuszczenie bezpiecznej, ciepłej posady działa na naukowców zawsze niezwykle stymulująco i dlatego żałuję, że u nas taki system nie istnieje.

Nie miał Pan pokusy, by w tamtych trudnych czasach intensywniej współpracy z dr. Wlodawerem, na przełomie lat 80. i 90., zostać w Stanach Zjednoczonych na stałe?

MJ: W tamtych czasach powiększyła mi się rodzina, więc miałem silną motywację, by wrócić do Polski. Dziś nie żałuję tej decyzji, bo okazało się, że prowadzenie badań na dwóch kontynentach nie tylko jest możliwe, ale też wytwarza tak pożądaną w nauce synergię, która pozwoliła nam w sposób niezwykle intelektualnie stymulujący rozwiązać wyjątkowo trudne problemy. Ponadto – wracając do kraju – stworzyłem pierwszy w Polsce silny ośrodek zajmujący się krystalografią makromolekuł biologicznych. To była zupełnie nowa jakość. Nieskromnie mówiąc – jestem z tego bardzo dumny. Dodam jednak, że krystalografii małych cząsteczek, od której wyszedłem, nigdy nie zdradziłem. Ciągle interesują mnie te zagadnienia. Krystalografie widzę całościowo – bez sztucznego podziału na „małe” i „duże”.

A Pan, doktorze Wlodawer, nie myślał o powrocie do Polski?

AW: Nie miałem takich planów, bo już za bardzo wsiąkłem w życie i prowadzenie badań w USA. Powrót do Polski wiązałby się dla mnie z rezygnacją z ogromnych możliwości, jakie dają amerykańskie instytuty badawcze. Zachowałem jednak bliskie kontakty naukowe z Polską i tutejszymi ośrodkami. Jestem członkiem Polskiej Akademii Nauk, wspieram polskich naukowców w ich działaniach, współpracuję z wieloma laboratoriami, dzielę się wynikami swoich badań i mam zawsze otwarte drzwi dla Polaków chcących odbywać staże w moim zespole. Chciałbym, żeby polska nauka stała się bardziej konkurencyjna, a praca ośrodków naukowych była weryfikowana według międzynarodowych, transparentnych kryteriów. To się już dzieje m.in. w dziedzinie bardziej motywującego systemu grantów, ale to wciąż mało. Bardziej energiczne działania w tym kierunku mogłyby skłonić wielu zdolnych polskich naukowców do powrotu do kraju i rozwijania tam swoich projektów. Fakt, że wielu z nich pozostaje za granicą, to ogromna bolączka polskiej nauki.

A ci, którzy prowadzili badania w Pańskim laboratorium, wrócili do kraju czy zostali w USA?

AW: Przyjechało ich do mnie kilkunastu i większość z nich wróciła potem do Polski. Wszyscy oni byli i nadal są naprawdę świetnymi specjalistami.

I właśnie za tworzenie tego mostu pomiędzy Polską a Stanami Zjednoczonymi przyznano obu Panom Polsko-Amerykańską Nagrodę Naukową?

MJ: Jest to nagroda, z której jestem szczególnie dumny, bo została przyznana po raz pierwszy właśnie nam przez dwie niezwykle prestiżowe organizacje: Fundację na rzecz Nauki Polskiej wespół z działającym w USA American Association for the Advancement of Science, w skrócie AAAS. Trzeba wiedzieć, że AAAS jest ogromną amerykańską organizacją zajmującą się promowaniem nauki, skupiającą naukowców z wielu różnych dziedzin. Cieszę się, że mając do wyboru tylu badaczy i tyle dziedzin nauki, wskazano właśnie na nas. To ogromne wyróżnienie i satysfakcja. Tak, myślę że przyznający tę nagrodę wzięli pod uwagę nie tylko konkretne osiągnięcia i konkretną dyscyplinę, ale także fakt zbudowania trwałej współpracy naukowej między Polską a USA.

AW: Mam z prof. Jaskólskim dorobek naukowy, który obejmuje ponad 40 wspólnych publikacji w dziedzinie krystalografii białek. To więcej, niż to, czym może się pochwalić wielu naukowców pracujących w jednym kraju i jednym ośrodku badawczym. Dla nas odległość nie jest przeszkodą, tylko dodatkową motywacją do podejmowania wysiłku.

Dr. Alexander Wlodawer jest dyrektorem Laboratorium Krystalografii Makromolekuł w Narodowym Instytucie Raka (NCI) w USA. Jest laureatem, wspólnie z prof. Jaskólskim, pierwszej Polsko-Amerykańskiej Nagrody Naukowej (2015).

Prof. Mariusz Jaskólski kieruje Centrum Badań Biokrystalograficznych w Instytucie Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu oraz pracuje na Wydziale Chemii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza. Jest laureatem Nagrody FNP (2002), a także innych programów FNP: SUBIN (2000 i 2003) – środki z tego programu pomogły przy tworzeniu pierwszego w Polsce laboratorium krystalografii białek, MISTRZ (2003), NOVUM (2007), MPD (2008).

Przeczytaj także:

Badania ze społecznościami – z dr hab. Justyną Olko, badaczką kultury Indian Nahua, rozmawia Patrycja Dołowy

Niektórzy lubią trudne zadania – z dr Bernadetą Szewczyk, neurobiologiem, rozmawia Anna Mateja

 

Cofnij