Hrvatski znanstvenik prof. dr. sc. Nenad Ban koji živi i radi u Švicarskoj ovog je tjedna upisao još jedan uspjeh u svojoj iznimno uspješnoj međunarodnoj karijeri – dodijeljeno mu je jedno od najprestižnijih europskih znanstvenih priznanja – nagrada »Ernst Jung« za medicinu. Nagradu koju je prije nekoliko godina dobio i Ivan Đikić, a koja ima bogati fond od 300.000 eura, Banu je dodijeljena za opis atomske strukture sustava koji u stanicama proizvodi proteine. Hrvatski znanstvenik veliki je uspjeh na ovom polju postigao još krajem devdesetih godina dok je radio na Sveučilištu Yale, nakon čega je dobio nagradu Newcomb-Cleveland, koju dodijeljuje Američko društvo za unaprjeđenje znanosti. Istraživanja je nastavio na švicarskom Saveznom tehnološkom institutu (ETH) u Zürichu gdje vodi svoj laboratorij. Ban i njegovi suradnici prvi su opisali atomsku strukturu ribosoma u stanicama viših organizama, a radove hrvatskog znanstvenika više su puta objavljivali najbolji svjetski znanstveni časopisi. Unatoč brojnim uspjesima i ova ga nagrada, kaže, iznimno veseli.

– Sretan sam, naravno. Radi se o nagradi dodijeljenoj za istraživanja na području medicine, a kako se mi zapravo ne bavimo praktičnom medicinom, nego bazičnim istraživanjima, bilo je to i svojevrsno iznenađenje. No nismo jedini dobitnici koji se bave fundamentalnom znanošću, a naša istraživanja se mogu potencijalno koristiti da bi se objasnile neke bolesti ili razvili neki novi lijekovi u budućnosti.

Radi se o nagradi s jednim od bogatijih fondova. U što planirate uložiti ta sredstva?

Nagrada, naravno, nije samo za osobno korištenje, već je veći dio nagrade namijenjen istraživanjima, recimo za neku temu koja nije još uvijek dovoljno razvijena da bi se s njom moglo aplicirati na formalne natječaje. Takva nagrada zapravo omogućuje istraživanja putem instinkta ili praćenje nekog dobrog smjera istraživanja kad je potrebno brzo donijeti odluku. Vrlo često se naiđe tijekom istraživanja na određena pitanja na koja bi se možda moglo odgovoriti pomoću nekih dodatnih financijskih sredstava, pimjerice kupnjom nekog instrumenta ili zapošljavanjem nekog posebno talentiranog znanstvenika.

“Isplativost” istraživanja

Istraživanje strukture ribosoma kojim se bavite gotovo od početka karijere, koliko shvaćam, nije se smatralo osobito isplativim područjem znanosti u smislu »sigurnih« rezultata, pa samim time i sigurnijeg budžeta…

Mnogi su smatrali prekompliciranim da bi mala grupa ljudi u laboratoriju, koji se k tome prije nije bavio istraživanjem ribosoma, mogla napraviti uspješan napredak u istraživanju strukture ribosoma. Postojalo je nekoliko drugih laboratorija u svijetu gdje se na tome radilo u velikim grupama, a dok sam bio na Yaleu na tome smo radili zapravo samo jedan kolega i ja. No napravili smo lijep napredak i na kraju smo se uspješno natjecali s puno većim grupama. Slično je bilo kasnije i u mojoj vlastitoj grupi. Radili smo na nekim drugim problemima koji su vezani za pitanje sinteze proteina, primjerice na sintezi masnih kiselina. Drugi znanstvenici su bili možda i u potpunosti odustali od otkrivanja kako taj veliki stanični kompleks funkcionira, no mi smo na ETH-u uspjeli rješiti taj problem, što je onda primljeno s puno entuzijazma u znanstvenom okruženju.

Zašto ste izabrali baš to područje – struktura ribosoma i metode poput kristalografije?

Mene je uvijek zanimala upravo strukturalna biologija jer puno lakše razumijem stvari ako ih mogu vizualizirati. Shvatio sam to još u srednjoj školi, gdje mi memoriranje velike količine podataka nije bilo jača strana. Uvijek sam se zanimao za »vizualnu informaciju« i kako je otkriti, što je vodilo i prema metodama kristalografije i kasnije elektronske mikroskopije za koje je bilo potrebno imati i dosta predznanja iz fizike, kemije i računarstva. Stoga sam postepeno tijekom studija sve više i više išao u pravcu interdisciplinarnih istraživanja. Što se pak ribosoma tiče, oni su odgovorni za jedan od najfundamentalnijh staničnih procesa, a to je ekspresija genetičke informacije. Od DNK u svakoj stanici se proizvode proteini, a ribosomi su te stanične organele – zapravo stanične mašine koje sintetiziraju sve proteine. Ribosomi evolucijski postoje od kad postoji prva stanica na Zemlji i postoje u svim organizmima. Kao takvi su zanimljivi ne samo za fundamentalnu znanost, već imaju i puno implikacija kad je riječ o medicinskim intervencijama. Recimo, da bi »ubili« bakterije, antibiotici ciljaju upravo bakterijske ribosome. Sve je više i više dokaza danas da su ribosomi ključni u razvoju mnogih bolesti. Primjerice virusna infekcija vrlo često uzrokuje preprogramiranje naših staničnih ribosoma da bi sintetizirali virusne proteine. Moja grupa je stoga prije nekoliko godina proučavala način na koji se regulira sinteza proteina u u slučaju infekcije virusa hepatitisa. Zapravo sva ta naša recentnija istraživanja idu prema razumijevanju toga kako ribosomi funkcioniraju u ljudskim stanicama, kako bi se taj proces potencijalno u budućnosti bolje razumio i možda čak i koristio za neke medicinske intervencije, na primjer, u liječenju tumora.

Možete li na nekom primjeru pojasniti kakve bi mogle biti potencijalne primjene vaših saznanja?

Promijenjene stanice raka imaju puno brži metabolizam i rastu u puno većoj mjeri nego naše normalne stanice. Zato je rak toliko opasan – brzo se širi, stanice se dijele i infiltriraju okolno tkivo i u mogućnosti su sintetizirati puno više proteina koji im trebaju od običnih stanica. Ukoliko bi mi razumijeli sve mehanizme koji sudjeluju u kontroli sinteze proteina, možda će postojati način da se s lijekovima specifično cilja određene mehanizme u molekuli raka. Međutim, moram naglasiti da naša istraživanja neće u nekoj skoroj budućnosti dovesti do novih lijekova, već nam omogućavaju da se to možda jednom dogodi.

Što zapravo podrazumijeva rješavanje strukture ribosoma, vaše postignuće koje je svojedobno objavljeno i u časopisu Nature? Negdje sam pročitala da ste se, jednom kad ste rješili problem, osjećali kao da gledate u davnu povijest života na Zemlji…

Godinama smo kolege i ja pokušavali riješiti strukturu ribosoma, koristeći se rendgensko-kristalografskom analizom kako bi uopće vizualizirali ribosom koji je, usprkos kompleksnosti, jako malen. Naš je cilj bio da objasnimo kako ribosom funkcionira na temelju kemijskih principa. Razina povećanja koju je pri tome potrebno postići da bi vizualizirali detalje ribosoma, može se usporediti s time da netko uzme nogometnu loptu i poveća je do veličine cijele Zemljine »kugle«. Ribosomi su dakle stvarno mali dio stanice i zato se ne mogu koristiti svjetlosni mikroskopi već biofizičke metode kao što je rendgensko-kristalografska analiza. No ta metoda funkcionira na temelju proučavanja kristala i ne postoje leće koje bi mogle mijenjati smjer rendgenskih zraka. Sve što čovjek vidi je kako se te rendgenske zrake rasprše kad udare u kristal od ribosoma. Prethodno je također bilo potrebno formirati i same kristale, što je samo po sebi bilo jako teško. Pionirska istraživanja na tu temu je napravila Ada Jonath (koja je 2009. za to dobila Nobelovu nagradu), pokušavajući dvadeset godina na taj način rješiti strukturu ribosoma. Mi smo se priključili toj »utrci« koristeći neke originalne metode kako bi rješili strukturu. Nekoliko godina sam radio na tom problemu koristeći se računskim analizama i shvatio sam da je najveći problem to što su ti kristali ribosoma imali određenu patologiju. Bili su to kristali s greškom. Trebalo mi je nekoliko godina da otkrijem o kakvoj se greški radi i onda sam trebao prevazići i te probleme. Kad sam napokon »ugledao« ribosom, bio je to fantastičan trenutak, jer vidjevši taj aktivni centar ribosoma, doslovno smo mogli vidjeli kako je sastavljena ta »mašina« za sintetiziranje svih proteina u svim organizmima. I što je bilo zanimljivo, shvatili smo da taj ribosom sintetizira proteine putem svog dijela koji nije protein, već nukleinska kiselina. I to je dalo konačnu potvrdu da nukleinske kiseline poput RNK i DNK molekula nisu samo sposobne pohranjivati genetičke informacije, već su također molekule odgovorne za sintezu svih proteina. To je bio taj pogled četiri milijarde godina unazad u evoluciju jer smo na neki način mogli »vidjeti« kojim je evolucijskim putem nastao život na Zemlji.

Fundamentalna znanost

Kamo ste danas ta istraživanja odveli vi i vaši suradnici?

Nakon tih istraživanja postepeno su razni laboratoriji u svijetu doprinjeli relativno dobrom mehanističkom razumijevanju kako ribosomi izgledaju i funkcioniraju u bakterijskim stanicama. No još uvijek je postojalo pitanje koje su razlike između bakterijskih ribosoma i ribosoma u višim organizmima, poput ljudskih, i kako izgledaju ti ribosomi u našim organelama koje prizvode energiju u stanici – mitohondrijima. Mitohondriji imaju vlastite ribosome koji nisu isti kao ribosomi koji se nalaze u ostatku stanice. Znati kako točno izgledaju i koliko su različiti naši stanični ribosomi od bakterijskih i mitohondrijskih ribosoma je ključno kako bi se bolje razumjelo kako djeluju antibiotici. Tijekom godina smo i tu napravili neka ključna otkrića i bili smo prvi laboratorij koji je opisao strukturu ribosoma u višim organizmima. U drugoj fazi istraživanja prije par godina smo potom opisali prve strukture mitohondrijskih ribosoma kod sisavaca. Svaki novi razvoj antibiotika bi trebao uzeti u obzir ove strukture, koje nam, osim toga, omogućavaju i dodatna istraživanja i bolje razumijevanje cijelog tog procesa sinteze proteina u višim organizmima. Upravo je to, u stvari, bilo spomenuto u obrazloženju nagrade – doprinos strukturalnom, mehanističkom razumijevanju sinteze proteina u eukariotima i mitohondrijskih ribosoma kod sisavaca.

Je li i na prestižnim institucijama poput vaše teško dobiti sredstva za fundamentalnu znanost koja nije nužno odmah primjenjiva?

Što je bolje i prestižnije sveučilište, to je bolja baza, odnosno veća sredstva koja su osigurana bez potrebe da se aplicira na vanjske natječaje. Ona naravno nisu dovoljna za kompetitivnu veću grupu i zbog toga je važno aplicirati na razne fondove.

Jesu li zbog osiguravanja sredstava znanstvenici danas pod pritiskom dobijanja »konkretnih«, primjenjivih rezultata?

Mislim da jesu i to nije dobra tendencija. Vjerujem da svatko tko se bavi znanošću ima iskustva da znanstvene institucije forsiraju istraživanja koja imaju očitiju primjernu u medicini. No isto je tako važno razumijeti da mnoga bazična istraživanja mogu neočekivano imati ogroman utjecaj na razvoj medicine i biomedicine. I zbog toga mislim da je opasno previše kontrolirati u kojem smjeru se istraživanja razvijaju.

Mislite li da to onda rezultira i većim brojem istraživanja koja se kasnije ne mogu replicirati, odnosno koja su na neki način fabricirana?

– Ja se bavim znanošću koja je jako egzaktna i u mom području se vrlo rijetko dogodi da se objave rezultati koji nisu reproducibilni. Ali čuo sam da u nekim drugim područjima znanosti, čak i onima koja se bave primjerice istraživanjem raka, staničnom biologijom, in vivo proučavanjem, nije mali broj publikacija koje se ne mogu replicirati. Možda postoji tendencija da se publiciraju nedovoljno završena i proučena istraživanja upravo zbog tog pritiska da se zadrže sredstva ili dobiju nova. Društvo svakako ima pravo očekivati od znanosti rezultate koji su primjenjivi, ali ako se to previše forsira može imati krivi efekt.

U smislu tih očekivanja javnosti, kako bi vi ocjenili napredak u znanosti u posljednja dva desetljeća?

Znanost je doprinjela, rekao bih, neočekivano puno razvoju novih lijekova i općenito tehnologije. Razvoj je brži no što je bilo tko očekivao. Investirati u znanost je očito pravi način da se postignu pozitivni efekti u društvu. Međutim, ne bi se trebalo očekivati da će svako financirano istraživanje polučiti točno određeni rezultat. Znanost podrazumijeva određene ideje i planove, no realnost često ispadne drugačija. No neki put nas istraživanja i posve neočekivano dovedu do nečega što otvara sasvim nove mogućnosti. Važno je dati budžet znanstvenicima koji su dokazali da se mogu uspješno baviti znanošću, ali mislim da je krivio očekivati da se unutar nekog vremena riješi svaki problem.

Poruke mladima

Imate li vi primjer nečega na čemu ste radili godinama bez efekta, prije no što ste dobili dobre rezultate?

Pa ja sam još prije 16 godina predložio da bi volio rješiti strukturu mitohodnrijskog ribosoma i za to sam i dobio novac. Ali se to onda nije dogodilo idućih deset godina. No onda se 12 godina nakon mojih prvih eksprimenata u tom smjeru razvila nova metoda za koju se prvotno uopće nije moglo predvidjeti da će konkurirati kritalografskoj analizi – a to je elektronska mikroskopija. Ona se razvila zbog razvoja u fizici, konkretno otkrića novih poluvodičkih detektora. Zbog toga napretka smo 2010. godine mogli uzeti naše uzorke koje smo do tada pokušavali proučavati kristalografskom analizom, analizirati ih elektronskom mikroskopijom i na kraju smo rješili i tu strukturu. No da nismo radili sve te godine na tome, ne bi imali sve spremno, niti bi imali potrebnu količinu znanja u trenutku kad se pojavila nova tehnologija.

Iako živite i radite u Švicarskoj, kako gledate na situaciju u hrvatskoj znanosti, pogotovo na pitanje treba li ministar znanosti Pavo Barišić odstupiti zbog plagijata?

Ne bih htio komentirati taj slučaj jer nisam baš detaljno upoznat sa situacijom. Znam da u Hrvatskoj ima puno talentiranih, pametnih i sposobnih znanstvenika i da su institucije cijenjene u svijetu. No jasno je da sredstva koja Hrvatska ulaže u znanost nisu dostatna da bi se provodila istraživanja na nivou na kojem se provode u Europi i SAD-u. Postoji sve više mogućnosti da se privuče novac iz EU i vidim da je nedavno bilo nekoliko uspješnih aplikacija iz Hrvatske, što je dobar znak. Ipak, ljudi bi trebali vjerovati da će se ulaganje u znanost isplatiti društvu. Trebali bi imati moderno obrazovanje, u kojem će između ostalog profesori učenike zainteresirati za znanost. Društvo bi trebalo pokazati da se znanost cijeni, a da se ne cijene kratice kojima neki ljudi idu bez da se obaziru na važeće znanstvene procedure. Mislim da bi to sve bila dobra poruka mladima.

Je li jedini problem Hrvatske znanosti novac ili mislite da ipak postoji problem i u načinu na koji institicije funkcioniranju?

Teško mi je to reći. Možda sam ja namjerno na početku karijere birao znanstvene kolege i mentore čiji su laboratoriji funkcionirali po uzoru na američke i bilo je u njima moguće puno toga postići. Ono što sam primjećivao tada, a primjećujem i danas s obzirom da sam u kontaktu s kolegama i grupama iz Hrvatske je da su neke administrativne procedure dosta kompleksne i sprječavaju efikasna istraživanja. To vjerojatno nije lako promijeniti, no trebalo bi stremiti tome da se taj proces napravi transparentnijim i manje administrativno kompliciranim. Mislim da je to slično kao i u politici – primjećujem da se vode beskonačne rasprave oko manjih problema koji se napuhuju do velikih razmjera, umjestio da se pokuša naći način da se nešto konkretno ostvari.