Na UPJŠ sa môžu mladí vedci rozvíjať v proteínovom inžinierstve aj vďaka projektu CasProt

Možnosť tejto profilácie sa naskytla mladým a budúcim výskumníkom aj začiatkom uplynulého leta, keď sa v rámci riešenia EU Horizon 2020 projektu CasProt, uskutočnila  Letná škola zameraná na stabilitu a zbaľovanie proteínov. Organizovali ju pracovníci CIB TIP UPJŠ a Katedry biochémie Prírodovedeckej fakulty UPJŠ v Košiciach a o jej priebehu, ako aj o samotnom projekte CasProt a jeho význame pre vedeckú komunitu v Košiciach a najmä pre mladých slovenských vedcov a ich motiváciu robiť kvalitnú „proteínovú vedu“ nám povie viac doc. RNDr. Gabriel Žoldák, PhD. z CIB TIP UPJŠ. 

Čo je projekt CasProt, aké sú jeho ciele a ambície?

Projekt CasProt, s  názvom „Fostering high scientific quality in protein research in Eastern Slovakia (CasProt) (v slovenčine: Podpora vysokej vedeckej kvality vo výskume proteínov na východnom Slovensku)“, je financovaný z európskeho rámcového programu EÚ pre výskum a inovácie H2020 v rámci výzvy „Twinning“. Ide o projekt, ktorého cieľom je zvýšenie vedeckej kapacity v oblasti vied o proteínoch a ambíciou dosiahnutie líderskej pozície UPJŠ na Slovensku v tejto vedecko-výskumnej oblasti. Predpokladom a zároveň podporným pilierom pre úspešnú realizáciu projektu, ktorá zahŕňa aj rozvoj špičkových technológií a inovačného potenciálu UPJŠ v oblasti proteínového inžinierstva, je spolupráca s kvalitnými partnermi, špičkovými vedeckými tímami z Technickej univerzity Mníchov a Univerzity v Zürichu. Projekt navyše významne podporuje mladých vedcov, a to najmä v rozvoji ich zručností v oblasti interdisciplinárnych biovied, keďže jednou z aktivít a ambícií projektu je umožniť talentovaným študentom pracovať na kvalitných vedeckých témach aj tu u nás doma, na UPJŠ v Košiciach, v spolupráci s najlepšími európskymi vedeckými tímami v danej oblasti. Prirodzene, tieto ambície a aktivity sú v synergii s kreovaním špičkových centier v rámci UPJŠ ako aj CNIC dôležitých v rámci vytvárania nového priemyslu v Košiciach.

Ako sa Košice zaradili medzi renomované centrá pre výskum molekulovej biofyziky?

Interdisciplinárne profilovanie molekulárnych biovied v Košiciach má dlhodobú tradíciu aj vďaka silnej akademickej škole prof. RNDr. Pavla Miškovského, DrSc., ktorý je zároveň predseda predstavenstva CNIC, a podľa ktorého sú excelentná veda a výskum hnacím motorom pre vývoj nových technológií. A práve nové technológie a novovznikajúci priemysel by mal pomôcť naštartovať rozvoj východoslovenského regiónu a zastaviť markantný únik mozgov.

Zrejme nepoviem nič nové, ak poukážem na fakt, že región východného Slovenska dlhodobo trpí nízkym HDP naobyvateľa. Posledné prieskumy dokonca ukazujú, že hodnota HDP per capita za uplynulé obdobie má klesajúci trend a v súčasnosti dosahuje len 14%  (pre porovnanie uveďme, že v prípade regiónu západného Slovenska je to 69%). Ako už bolo spomenuté, kľúčom k zlepšeniu tejto situácie by mohlo a malo byť nachádzanie a podpora nových smerov vo vedeckom i priemyselnom prostredí, ako aj komercionalizovateľnosť výsledkov výskumov, ktoré sa realizujú v akademickom prostredí. To si uvedomuje aj vedenie UPJŠ v Košiciach, a preto ešte v roku 2017, založením Technologického a inovačného parku, položilo základy úspešného transferu technológií. Dnes na to nadväzuje nové združenie právnických osôb z verejného a súkromného sektora, CNIC, ktorého cieľom je práve v našom regióne (ale s presahom na celé Slovensko) vytvoriť nový priemysel založený na znalostiach a úzkej spolupráci partnerov klastra. Partnermi CNIC sú Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Technická univerzita v Košiciach, Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach, vybrané ústavy Slovenskej akadémie vied, Univerzitná nemocnica Louisa Pasteura v Košiciach, Cassovia Discovery Park, mesto Košice a Košický samosprávny kraj.

Nakoniec by som sa chcel ešte raz vrátiť k osobe prof. Miškovského, ktorému sa v období od roku 2014 podarilo reintegrovať viacerých špičkových slovenských vedcov pracujúcich v zahraničí a zabezpečiť ich dlhodobé pôsobenie v Košiciach. Dnes táto skupina vedcov, expertov v oblasti biovied, predstavuje jedno z najúspešnejších pracovísk UPJŠ. Na tomto príklade je možné demonštrovať, že UPJŠ sa aktívne a úspešne venuje zvráteniu trendu odchodu kvalitných vedcov. Pre rozvoj regiónu a nášho kraja je však potrebné naďalej systematicky a organizovane podporovať návrat kvalitných vedeckých pracovníkov, čo je možné dosiahnuť vytvorením ekosystému spájajúceho špičkový výskum svetovej úrovne s implementáciou v priemyselnej oblasti. V tomto ohľade predstavuje CNIC v európskom meradle jedinečnú organizovanú šancu pre plný rozvoj ľudského potenciálu metropoly východu.

Môžeme sa teraz vrátiť k Letnej škole? Ako prebiehala? Čo bolo jej súčasťou?

Stáva sa, že študenti, v rámci svojho vysokoškolského štúdia, absolvujú povinné prednášky a cvičenia bez toho, aby prišli do kontaktu s aktuálnou vedeckou literatúrou v tej, ktorej oblasti. Aj preto si prvá letná škola realizovaná v rámci projektu CasProt stanovila za cieľ etablovať odlišný, tzv. integratívny a holistický koncept osvojenia si poznatkov v spomínanej špecifickej doméne biochémie a biofyziky.

V prvej časti 11-dňovej letnej školy si účastníci vypočuli aktuálne prednášky od domácich a zahraničných expertov, väčšina z nich bola v anglickom jazyku. Zatiaľ čo prvé prednášky boli organizované koncepčne ako úvod do problematiky a oboznámenie sa so základnými pojmami a definíciami, ďalší program ponúkal viacero kvalitných, už špecializovaných a odborných prednášok, týkajúcich sa hlavnej obsahovej línie letnej školy – stability a zbaľovania proteínov. Takýmto spôsobom je možné u študentov dosiahnuť viacnásobné prehĺbenie vedomostí, ale aj ponúknuť aktuálny pohľad na problematiku a jej pochopenie z rôznych uhlov – od biomedicíny až po fyzikálno-chemickú molekulárnu úroveň.

V rámci programu Letnej školy si tak účastníci mohli vypočuť napr. prednášku MUDr. Magdalény Harakalovej, PhD. z Univerzitného Medicínskeho Centra v Utrechte (Holandsko) na tému: „Translačné aspekty narušenej stability a zbaľovania proteínov pri genetických kardiomyopatiách“, ktorá pojednávala o úlohe stability proteínov z medicínskeho hľadiska. Ďalej by som rád spomenul Dr. Abhigyana Senguptau z Technickej Univerzity v Mníchove(Nemecko), ktorý oboznámil účastníkov školy s problematikou ultrakrátkeho času konformačného prechodu bakteriofágového proteínu gpW.

V druhej časti Letnej školy boli aktívni samotní účastníci, ktorí mali možnosť ukázať, čo sa naučili v prechádzajúcich dňoch, keďže nadobudnuté teoretické základy bolo potrebné využiť pri realizácii a riešení malých experimentálnych projektov typu ako je napr. sledovanie tvorby mikroskopických agregátov patologických proteínov nájdených u pacientov s mnohopočetným myelómom, či štúdium vplyvy vybraných excipientov na časovú závislosť rozpustnosti ľudského inzulínu. Následne bolo potrebné namerané údaje spracovať a analyzovať, a v závere Letnej školy odprezentovať ostatným účastníkom. 

Vedeli by ste nám priblížiť aj nejaké zaujímavosti Letnej školy? Boli pre účastníkov pripravené aj nejaké aktivity, ktoré inak nie sú dostupné počas semestrálneho štúdia?

Určite za prínosné a zaujímavé považujem to, že sa nám do programu Letnej školy podarilo zaradiť aj problematiku využitia umelej inteligencie a strojového učenia. Nepochybne ide o jedno v súčasnosti z najintenzívnejšie sa rozvíjajúcich odvetví. Práve v dôsledku enormného rozmachu experimentálnych dát je umelá inteligencia takmer jediné možné riešenie použiteľné pre pochopenie komplexných molekulárnych procesov, ako je napríklad zbaľovanie a 3D štruktúra proteínov.

Ako už bolo spomenuté, všetci účastníci na záver letnej školy prezentovali nimi získané a analyzované experimentálne dáta. Okrem toho, každý z účastníkov odprezentoval aj jeden odborný článok, čím zavŕšili svoje oboznamovanie sa s problematikou proteínovej stability a zbaľovania proteínov.

Keďže sa letnej školy zúčastnili študenti rôznych odborov a fakúlt UPJŠ, ako aj Univerzít z Bratislavy, vytvoril sa priestor nielen pre nové odborno-vedecké vedomosti a skúsenosti, ale aj pre vytváranie nových kontaktov a networkingu medzi nadšencami biovied v rámci celého Slovenska.  

doc. RNDr. Gabriel Žoldák, PhD.

Vyštudoval odbor Biochémia na Prírodovedeckej fakulte UPJŠ v Košiciach. V roku 2021 nadobudol titul docenta, pričom bol postdoktorandom na University z Bayreuth v Nemecku, výskumníkom v Physikdepartment TU Munich, absolvoval kurz neklinického i klinického vývoja liekov v Martinsried a získal certifikát GLP (guidelines for preclinical drug development) a GMP (guidelines for the production z pharmaceutical products) v Saarbrucken a Heidelberg. Momentálne je vedúcim svojej skupiny v CIB TIP UPJŠ. Gabriel je tiež vedúci technologického zabezpečenia CIB CNIC.