Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Člověk nesmí mít malé cíle

Publikováno: Vesmír 96, 556, 2017/10
Obor: Chemie
Rubrika: Rozhovory

Nedávno se vrátil z Floridy, ale nikoli z dovolené. Získal prestižní seniorské Fulbrightovo-Masarykovo stipendium na tamní univerzitě, aby rozvíjel svůj výzkum struktury a funkce proteinů a zaměřil jej na léčbu lidských onemocnění. Teď už je opět doma, v Nových Hradech. Vedoucí Centra nanobiologie a strukturní biologie Mikrobiologického ústavu AV ČR, původem Němec, nyní i český občan, vědec Rüdiger Ettrich.

Obyčejně jsme svědky opačného proudu: K nám do vědy přicházejí zejména studenti z méně vyspělých zemí, naopak naši odcházejí do Německa, USA… Když se člověk setká s německým badatelem, usazeným v maličkých Nových Hradech v česko-rakouském pohraničí, vzbuzuje to zvědavost. Kde jste se tu vzal?

Narodil jsem se kousek od Stuttgartu, v oblasti vinohradů. Ale moje rodina pochází ze Sudet, z východních Čech. Po válce, po odsunu, podle toho, na jaké straně udělali při sčítání lidu v roce 1938 křížek, se její členové různě rozešli, do Saska, do Berlína, do Rakouska, část rodiny se usadila v Bádensku-Württembersku a část zůstala a žije pořád v Krkonoších. Moje babička byla Řeháková, z tátovy strany byli půl na půl a tehdy se prostě rozhodovali, zda se cítí být víc Němci, nebo Čechy.

Jako dítě jste o této rodinné historii slýchal, nebo jste neměl tušení? Vídat s příbuznými z Československa jste se asi nemohli.

U příbuzných v NDR jsem byl poprvé v roce 1987, po uvolnění, ale do Čech jsem se dostal až po sametové revoluci v devadesátých letech. Ale slýchal jsem toho dost. Jeden z mých dědečků žil hodně v minulosti, až nám s tím lezl na nervy, mluvil o minulosti v Československu, o tom, co všechno ztratil, víc než o přítomnosti, tedy o současném dění kolem něj, v Německu. Ale zároveň v nás pěstoval k bývalému domovu vztah. Bez toho by mě asi nenapadlo, že bych mohl pro magisterské studium zvolit Univerzitu Karlovu, Prahu.

Chemii jste tedy začal studovat ještě v Německu.

Specializaci chemie jsem si vybral už na gymnáziu. Maturoval jsem v roce 1989, takže jsem byl ještě poslední ročník, který musel absolvovat civilní službu v plné délce, což mimo jiné obnášelo i slib, že nebudu udržovat kontakt s příbuznými ve východním bloku a cestovat do Berlína. I civilkáři totiž byli pod brannou povinností. A já jim tehdy říkal: no, zrovna jsem se vrátil z návštěvy příbuzných, kde jsme oslavovali pád berlínské zdi. Ale zpět k mé volbě studia. Začal jsem studovat na univerzitě v Tübingenu. A po dokončení bakalářského studia jsem se rozhodl pro další studium v Praze.

To byla tehdy opravdu neobvyklá volba. Ze západního Německa do postkomunistického Československa.

Univerzitu jsem chtěl změnit tak jako tak, protože na té mé byla dost silná organická chemie a mě to táhlo spíš k té fyzikální. Rozhlížel jsem se v Německu, Anglii, Irsku, ale napadla mne i Praha. V devadesátých letech to lákalo, slibovalo velké dobrodružství, ale také tam byla velice slušná katedra fyzikální chemie, na níž v minulosti pracovali profesor Jaroslav Heyrovský, profesor Rudolf Brdička… Víte, že jsme se na Západě učili z velké učebnice fyzikální chemie, což byl právě německý překlad Brdičky? Takže jsem se tehdy rozhodl studovat kýžený obor „u zdroje“ a zároveň konečně lépe poznat zemi, odkud pocházím. No, a protože nás takových nebylo mnoho, bylo i poměrně jednoduché to uskutečnit.

Studoval jste tedy v mezinárodním programu?

Kdepak, žádný takový tehdy ještě neexistoval, byla to trochu divoká léta, dávno před Lisabonem a kredity, takže nic nebylo regulované jako dnes, hodně mohli rozhodnout sami profesoři na místě. Všichni se snažili mi studium umožnit a usnadnit, taky nás bylo na magisterském oboru málo, jen sedm. A kvůli mně se přednášelo napůl v angličtině, napůl česky, někdo mi dával konzultace v němčině, protože anglicky tehdy ještě zdaleka všichni neuměli, no a postupně jsem se dostal v češtině na úroveň, která mi umožnila dělat státnici. Samozřejmě nad jazykovými chybami přivřeli oko. Mám jednu historku z opačné strany, jednou jsem byl vyslán univerzitou do Německa na odbornou stáž na Univerzitě Martina Luthera v Halle. Na nádraží čekali českého studenta špatně mluvícího německy a z vlaku vystoupil chlápek s jihoněmeckým akcentem.

Jaké bylo téma vaší diplomky? Předurčilo další vědecké směřování?

Už během studia mne začaly fascinovat struktura a funkce proteinů. Naše tělo se skládá z datových úložišť a stavebních kamenů, ale až bílkoviny, úžasné nanostroje, činí toto tělo živým, to ony v něm ovládají pochody. Zajišťují transport látek, podporují chemické reakce, zabezpečují přenos signálů, umožňují tok iontů… Já jsem se zaměřil na takzvanou chaperonovou aktivitu lidských glykoproteinů, konkrétně lidského haptoglobinu. To je velmi zajímavý protein v krevním séru, dokáže interagovat s hemoglobinem, ale i s jinými proteiny v krvi, a to v momentě, kdy jim hrozí rozpad. Když se člověk třeba spálí nebo je tělo vystaveno stresu, oxidativnímu, tepelnému a podobně, v tu chvíli nastoupí haptoglobin. Částečně se rozbalí, na svém povrchu vytvoří hydrofobní plochy, ohrožený protein na ně naváže a dopraví ho do jater, kde ho předá k recyklaci. Díky tomu se protein nesráží v krvi, a tak organismus ohrožuje. Zmíněné aktivitě říkáme chaperonová podle anglického názvu pro gardedámu chaperone, protože jako gardedáma doprovodí ohrožený protein.

Co tedy tehdy bylo o proteinech známo, co teprve čekalo na rozluštění?

Když jsem začal studovat, už jsme znali trojrozměrnou strukturu prvních bílkovin, ale ještě se moc nevědělo, jakými mechanismy funguje na molekulární úrovni. Znalost prvních obrazů krystalových struktur proteinů byla velmi omezená. Jako když si vyfotíte auto a ze snímku hádáte, jak jezdí. Podobně si tehdy lidé z viděných struktur domýšleli mechanismy fungování bílkovin, velmi často chybně. Mně se vždy zdálo, že ta jednoduchá klasická představa o tom, že spolu proteiny a ligandy nebo proteiny mezi sebou reagují jako zámek a klíč, je příliš mechanická. Navíc to nesedělo s experimentálními daty z termodynamiky, která naváděla spíš k rovnováze, změnám stavů, dynamice. Tyto dvě oblasti – strukturní biologie a termodynamika – spolu příliš nekomunikovaly. Proto mě od začátku zajímala cesta, jak obojí propojit a jak výpočetní chemii podpořit biofyzikálními experimenty.

U objevování významu a funkce bílkovin jste už zůstal. A naše vědomosti v této oblasti se od té doby i díky vašim pracím značně rozšířily…

Snad jsem svým dílem přispěl. Byl jsem u nás na fakultě první, kdo se modelováním proteinů zabýval. Přece jen jsou proteiny v atomárním měřítku poměrně velké a většina výpočetních chemiků se věnovala výrazně menším molekulám. U bílkovin můžeme sledovat dvě úrovně dynamických jevů. Na jedné se odehrávají malé změny, kdy nějaký enzym přímo něco štěpí. V tomto mechanismu je zainteresováno pár atomů, a tomu už se docela rozumělo. Ale globální změny uskupení, kdy se proteiny shlukují, směřují k denaturaci, mění se vzájemné vazby, putují signály, to všechno na pochopení teprve čekalo. Tento mechanismus je přitom naprosto klíčový; musí být přesně vyladěn, prudké výkyvy a nerovnováha buňku zabijí. Allosterii, tedy schopnost bílkovinné molekuly po vazbě jistého efektoru měnit svou strukturu, a tím ovlivnit vzdálené vazebné místo neboli aktivní centrum molekuly, nazval její objevitel, francouzský biochemik Jaques Monod, trefně druhým tajemstvím života (prvním byla DNA), a taky dostal Nobelovu cenu.

Po škole jste nastoupil na Přírodovědeckou fakultu Univerzity Karlovy. To už jste počítal s tím, že zůstanete napořád?

Uvažoval jsem tenkrát naopak, že bych mohl jít do Řezna na postdoktorální pobyt. Ale potkal jsem svou manželku Olgu. Studovala molekulární biologii, zrovna skončila a nastupovala do nemocnice v Ústí nad Labem. Chtěli jsme být spolu, a tak dala po půl roce výpověď a vrátila se do Prahy. A pak se narodil náš první syn. Chtěli jsme, aby naše děti vyrostly v jedné zemi, v jedné kultuře. A tou zemí se stalo Česko.

A co vás zaválo zrovna do Nových Hradů?

Akademie věd společně s Jihočeskou univerzitou tehdy zrovna otevírala nové vědecké centrum se zaměřením na mechanismus, ekofyziologii a biotechnologii fotosyntézy v Nových Hradech. V roce 2002 se na zámku konala velká konference strukturních biologů. Když jsem přijížděl a za Budějovicemi se začaly zvedat kopce, vnímal jsem tu nádheru, i v Nových Hradech se mi moc líbilo. Dostal jsem nabídku sem nastoupit. Řekl jsem si, pokud budu moci dál dělat na svých proteinech, proč ne? K tomu mi ostatně zpočátku stačil počítač, takže jsem mohl hned začít. Asi dva měsíce po konferenci jsem se přestěhoval. Experimentální část musela počkat, trvalo několik let, než jsem vybudoval a zařídil kvalitní laboratoř a nakoupil a zaběhal přístroje.

Vaše žena se také zamilovala na první pohled?

U ní to bylo tak napůl. Líbilo se jí tu, navíc jsem o tom doma mluvil tak nadšeně, že zjevně neviděla moc možností oponovat. To už jsme čekali druhé dítě. Pro ni byl tento krok samozřejmě mnohem těžší než pro mě. Přece jen – byla na mateřské, žádná mateřská centra, kde by se mohla seznámit, dostat se do místní společnosti trvá roky a my byli „náplavy“… Teď už je to patnáct let, děti máme tři a manželka dnes také pracuje na zámku, jako molekulární bioložka.

Jakému projektu jste se zde začal věnovat?

Posunul jsem se trochu jinam, zčásti proto, že jsme neměli zařízení na eukaryotické buňky, experimenty nebyly možné. Zaměřili jsme se tehdy na restrikčně modifikační systémy jednoduchých bakterií, v nichž se pokusy daly snadno sledovat a ovládat. Nám posloužily jako příklad k pochopení proteinů obecně. Tehdy jsme zaznamenali největší úspěchy, poprvé jsme se dostali do Nature Structural & Molecular Biology. Práce byla zásadní v tom, že propojila ty spousty dat, jimiž biologové disponovali, ale jimž bez strukturních znalostí nemohli rozumět, interpretovat je. Čekalo se, až tento stav někdo prolomí.

Od té doby jste se od bakterií posunul znovu k člověku, k příčinám lidských chorob…

To nám umožnila přeshraniční spolupráce s Lineckou univerzitou, později s Lékařskou fakultou v Grazu. Začali jsme sledovat proteinové struktury ve vápníkových signalizačních dráhách, velmi důležitých pro mezibuněčnou komunikaci. Jeden takový systém Stim/Orai byl objeven až kolem roku 2010. Otvírá póry v membráně, a tak udržuje buňku v rovnovážném stavu. Když systém nefunguje, příliš rychle se třeba uvolňuje vápník z nitra buňky, vede to k mnoha chorobám včetně rakoviny. Existuje řada mutací genů, které kódují bílkoviny v systému Stim/Orai. Pro nás bylo jeho zkoumání vysloveně lahůdkou, protože jsme si tu vyzkoušeli všechno, co jsme se naučili na bakteriích. Je to velký hexamer, je tam allosterie a je to systém strukturně i funkčně odlišný od již popsaných známých draslíkových nebo sodíkových kanálů. Pracujeme na tom spolu s rakouskými a německými kolegy a díky tomuto projektu jsme stálými hosty v prestižním časopise Science Signalig, odnoži časopisu Science zaměřené na buněčnou signalizaci.

Teď jste spolupráci přerušil pobytem v USA na prestižním seniorském Fulbrightovu-Masarykovu stipendiu. Čemu jste se tam věnoval?

V Miami jsem začal spolupracovat s Lékařskou fakultou na Nova Southeastern University, kde se zabývají studiem sulfonační signální dráhy, tedy podobnými problémy, které zajímají nás. Síru náš organismus potřebuje, obsahují ji některé aminokyseliny a hlavně je nezbytná při tvorbě kostí a chrupavek, sulfátové skupiny jsou součástí maziva v kloubech. Pokud je sulfonace příliš málo nebo moc, dochází k různým poruchám růstu, deformacím kostí. Nám jde o pochopení cesty od příjmu anorganického sulfátu v soli k bioaktivnímu fosfoadenosinfosfosulfátu (PAPS), který můžeme zpracovávat. Za tuto přeměnu je zodpovědný jeden enzymový komplex, který je schopen katalyzovat potřebné reakce, modifikuje sulfáty na co nejreaktivnější. Lékařská fakulta mé hostitelské univerzity disponuje reálnými daty o pacientech s dědičnými deformacemi kostí a mutací způsobující poruchy sulfonační dráhy. Ukazuje se, že se vyskytují často v oblasti kódované enzymem PAPS-syntázou. My chceme pochopit, proč a jak tyto mutace ovlivňují tvorbu bioaktivního PAPS na atomární úrovni. Až toto všechno pochopíme, pak může přijít další krok, hledání způsobu, jak tento vrozený handicap eliminovat.

Spoluprací s lékařskými fakultami jste se tedy dostal za hranice základního výzkumu, k praktickým výsledkům…

K pochopení některých nemocí bych přispěl velmi rád, nechtěl bych zůstat jen na úrovni zkumavek. To, co jsme se za poslední léta naučili na bakteriálních systémech, teď můžeme aplikovat na člověka, protože základní jevy a procesy fungují u obou stejně. Postupovat od jednoduššího ke složitějšímu, propojit tyto znalosti, dospět k pochopení celého systému a v dlouhodobém horizontu být schopen předpovídat, jak tento systém, tedy i živý člověk a jeho orgány, reaguje na změny, které se odehrávají na molekulární úrovni. To je můj cíl i cíl Centra nanobiologie a strukturní biologie, samozřejmě ve spolupráci se zahraničními i dalšími českými pracovišti. Proto jsme se zapojili do evropské infrastruktury pro systémovou biologii ISBE spolu s pražskou a třeboňskou částí Mikrobiologického ústavu, s Fakultami informatiky a přírodovědy z Masarykovy univerzity i s Nemocnicí sv. Anny, s Ústavem výzkumu globální změny a Jihočeskou univerzitou. Společně jsme založili českou infrastrukturu pro systémovou biologii C4SYS a přesvědčili českou vládu, aby naši iniciativu podpořila.

To není malý cíl.

Není, ale člověk nesmí mít malé cíle. Když se z velkého úkolu uskuteční aspoň část, tak se udělá hodně.

Vypadáte velmi spokojeně. Přesto: Nelitoval jste někdy svého rozhodnutí opustit Německo? Možná byste měl lepší podmínky pro práci, vyšší ocenění? Z Česka za lepším odchází mnoho vědců…

Nikdy jsem nelitoval, v Čechách se cítím velmi dobře. Něco je lepší a něco horší, ale důvod k nadávání může člověk najít všude na světě. Mně je blízká česká mentalita a dnes už si těžko představuji, že bych žil v Německu. Když jsem třeba na návštěvě u rodičů a vnímám, jak je to u nich všechno až extrémně uspořádané, říkám si, víc pohody by neškodilo.

Žijete v bývalých Sudetech, odkud vaši předkové museli odejít, mnozí Češi odsun stále schvalují, naopak je dráždí snahy o nápravu minulosti…

Jsem v Čechách od roku 1995 a s otevřenou nenávistí jsem se nikdy nesetkal. Předsudky vůči Němcům tady ale jsou, občas zažiji i u vlastních příbuzných, že na ně nadávají, pak na mě kouknou, zarazí se a řeknou: „tebe nemyslíme“. Také mi samozřejmě vadí různé populisticky negativní kampaně útočící na city a předsudky, které před volbami předvádějí politici typu Zemana či Klause. I když jsou zdánlivě velice tolerantní až liberální, nemají v sobě Češi zakořeněno to, co bych nazval přirozenou tolerancí, ale často mají strach z neznáma, které cizinci představují. Není to ale specificky český problém, jinde je to zřejmě ještě horší. Náš indický doktorand přišel z Polska, nevydržel tam, cítil vůči sobě otevřenou zášť. I tady se to po různých kampaních proti uprchlíkům zhoršuje.

V jakém smyslu?

Když místní klášter ubytoval jednu syrskou rodinu, vyvolalo to u místních protesty, škola pak odmítla přijmout jejich děti, že prý jim nemůže zaručit výuku v angličtině. Přestože to dosud nebyl u dětí kolegů-cizinců problém. A na jednu konferenci sem do Nových Hradů přijela vědkyně z Kanady v hidžábu. Do penzionu, kde se ubytovala, vzápětí přišla cizinecká policie na udání, jestlipak tam majitel neubytovává uprchlíky. To je samozřejmě smutné. Přitom Nové Hrady byly vždy národnostně velmi pestré, Čechů byla před válkou jen třetina. A co je tady německých jmen!

Jako důvod svého rozhodnutí zůstat v Čechách jste zmiňoval i to, že chcete, aby vaše děti vyrůstaly v jedné kultuře. Mluvíte s nimi německy, nebo česky?

Starší kluci umějí německy dobře, chodili do rakousko-české lesní školky, a mladší má němčinu jako druhý jazyk i ve škole. Nejmladší dcera rozumí trochu, ale německy bohužel dnes mluví hůř než anglicky. Když vyrůstala, byl jsem hodně pracovně vytížený a chodil jsem domů pozdě večer; a s manželkou doma mluvíme česky. Děti studují česko-anglické gymnázium v Českých Budějovicích, ostatně jako většina dětí zdejší vědecké komunity. Byly se mnou v USA. Takže jeden domov, to ano, ale zároveň velmi stojím o to, aby poznávaly i kultury jiné.

Prof. RNDr. Rüdiger Ettrich, Ph.d., (*1970) se narodil v Bönnigheimu v Bádensku-Württembersku. Vystudoval obor fyzikální a makromolekulární chemie na UK v Praze. Nyní působí jako vedoucí Centra nanobiologie a strukturální biologie mikrobiologického ústavu AV ČR v Nových Hradech. Ve svém výzkumu se zaměřuje na vztah mezi strukturou a funkcemi proteinů, na dynamické změny v proteinových komplexech, při jejich zkoumání využívá teoretické i experimentální metody. V roce 2006 dostal prémii Otty Wichterleho pro mladé vědce, v roce 2016 získal Fulbrightovo-Masarykovo stipendium a působil půl roku na Nova Southeastern University v Miami. Publikoval více než 70 článků v impaktovaných časopisech, jako jsou Nature Structural & Molecular Biology, Angewandte Chemie, Science Signaling nebo PLOS Computational Biology, které získaly doposud skoro 1000 citací. Do Česka přišel v roce 1995, od roku 2002 žije a pracuje v Nových Hradech. Pracovnu má na zámku, bydlí ve středověkém domě kousek od náměstí. Je ženatý, s manželkou Olgou má tři děti.

Soubory

článek ve formátu pdf: V201710_556-559.pdf (381 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky