Nobelio premijos laureato įžvalgos ir neišsemiamos mikroskopijos galimybės: dr. Arūnas Stirkė – apie įvykusią Baltijos biofizikos konferenciją 

Nuo pažangiosios mikroskopijos ir nanomedicinos iki molekulinės bei augalų biofizikos – šios ir kitos gyvybės mokslų temos buvo aptariamos Baltijos biofizikos konferencijoje Vilniuje, kur susibūrė tarptautinė mokslininkų bendruomenė; Pagrindinis organizatorius – VU Gyvybės mokslų centras; FTMC buvo šio renginio partneris. 

„Konferencija akivaizdžiai auga. Kasmet didėja dalyvių skaičius, čia susirenka žmonės, dirbantys pačiose pažangiausiose mokslo kryptyse, o kartu labai aiškiai matomas ryšys tarp fundamentinių tyrimų ir praktinio jų pritaikymo. Ypač įdomu stebėti, kaip pagrindiniai moksliniai atradimai virsta konkrečiais prietaisais ir technologijomis“, – sako renginio Lietuvos organizacinio komiteto narys, FTMC Funkcinių medžiagų ir elektronikos skyriaus mokslininkas dr. Arūnas Stirkė, antrą kartą prisidedantis prie aukšto lygio konferencijos organizavimo. 

Jis pastebi, kad, nors dažnai siejamas su biofizika, renginys peržengia vienos disciplinos ribas. Čia susitinka biologija, chemija, fizika bei medicina, ir visi šie mokslai jungiasi į bendrą visumą. Be to, labai ryškiai matyti ir didėjanti dirbtinio intelekto bei mašininio mokymosi svarba. Duomenų kiekiai sparčiai auga, jų analizė tampa vis sudėtingesnė, todėl nauji skaičiavimo metodai tampa būtinybe. 

„Verta pabrėžti, kad šių metų konferencijoje susirinko išskirtinai daug garsių mikroskopijos srities mokslininkų. Galima sakyti, kad į Vilnių atvyko savotiška Europos šios srities tyrėjų grietinėlė. Prie to nemažai prisidėjo ir Vokietijoje dirbantys lietuvių mokslininkai, kurie padėjo suburti stiprią tarptautinę programą. Man atrodo, kad tai kelia konferencijos kartelę ir formuoja naują standartą“, – pastebi pašnekovas. 

Moderni mikroskopija pateikia naujų staigmenų  

Kaip vieną ryškiausių renginio akcentų A. Stirkė įvardija nuotolinį pranešimą, kurį skaitė Nobelio premijos laureatas prof. dr. Stefanas Hellas, Makso Planko tarpdisciplininių mokslų instituto Getingene ir Makso Planko medicininių tyrimų instituto Heidelberge direktorius.  

Rumunų-vokiečių mokslininkas yra vienas iš superraiškiosios nanomikroskopijos pradininkų, sukūręs metodus, leidusius peržengti tradicinių optinių mikroskopų raiškos ribas ir stebėti pavienes molekules. Jo sukurta STED mikroskopija (angl. Stimulated Emission Depletion Microscopy) tapo vienu svarbiausių šiuolaikinės biomedicinos ir gyvybės mokslų įrankių. Ji leidžia daug detaliau tirti ląsteles, baltymus ir kitus biologinius darinius nanometrų masteliu.  

Pasak A. Stirkės, per pastaruosius dešimtmečius mikroskopija padarė milžinišką pažangą. Šiuolaikinis mikroskopas nebėra vien optinis prietaisas – tai sudėtinga sistema, kurioje susijungia optika, lazeriai, elektronika, programinė įranga ir pažangūs duomenų analizės metodai. 

(Prof. Stefanas Hellas. Ch. Flemmingo / „Lindau Nobel Laureate Meetings“ / Wikipedia.org nuotr.)

Pašnekovas teigia, kad prof. S. Hello pristatyti pavyzdžiai puikiai parodė, kokių galimybių tai atveria. Dabar galima stebėti procesus gyvose ląstelėse ne tik didesne raiška, bet ir gerokai didesniu greičiu, o tai leidžia pamatyti reiškinius, kurių anksčiau tiesiog nebuvo įmanoma užfiksuoti. 

„Vienas klasikinių pavyzdžių, kurį turbūt daugelis yra matę, yra gyvuose organizmuose randamas kinezino baltymas, tarsi dviem „kojytėmis“ žingsniuojantis mikrovamzdelio paviršiumi. Tai savotiškas „krovinių nešėjas“, kuris mikroskopiniais „žingsniais“ juda ląstelės viduje esančiais takeliais ir perneša įvairias medžiagas ten, kur jų reikia. 

Paskaitoje buvo labai įdomiai parodyta, kad net ir tokiame, atrodytų, gerai ištirtame procese vis dar lieka daugybė neatsakytų klausimų. Kai mokslininkai galėjo stebėti šį procesą maždaug dešimt kartų greičiau nei anksčiau, paaiškėjo naujų detalių: kinezinas ne tik juda pirmyn, bet kartais ir sustoja, pristabdo ar net trumpam pakeičia judėjimo ritmą. Anksčiau buvo manoma, kad jis gana reguliariai žengia nuo vienos baltymo subvieneto vietos prie kitos, tačiau detalesni stebėjimai atskleidė kur kas sudėtingesnį vaizdą. Kodėl taip vyksta, kol kas nėra aišku. 

Būtent tokios netikėtos detalės ir atveria kelią naujiems atradimams. Kiekvieną kartą, kai technologijos leidžia pažvelgti giliau ar tiksliau, atsiranda naujų klausimų. Tai svarbu ne tik fundamentiniam mokslui ir mūsų supratimui, kaip veikia biologinės sistemos, bet ir ligų diagnostikai bei būsimoms biomedicinos technologijoms. O tokie renginiai kaip ši konferencija padeda geriau suprasti, kur slypi ateities proveržiai“, – dalijasi FTMC mokslininkas. 

Iki galo neišnaudotos FTMC galimybės 

Kalbėdamas apie FTMC šiame kontekste, mokslininkas primena, jog Centras garsus giliomis biofizikos mokslo tradicijomis, kurios siekia dar buvusio Fizikos instituto (kuris, kartu su keliais kitais institutais, 2010 m. susijungė į FTMC) laikus. Čia veikė profesoriaus habil. dr. Leono Valkūno mokykla, buvo vykdomi svarbūs fotosintezės ir jos modelių tyrimai. Pasak pašnekovo, šiandien, padirbėjus kiek stipriau, FTMC šioje srityje galėtų atlikti naują kokybinį šuolį.  

„Turime sukauptą didelę patirtį ir stiprią mokslinę bazę. Vis dėlto kartais atrodo, kad šio potencialo neišnaudojame tiek, kiek galėtume. Žinios, kompetencijos ir tradicijos yra išlikusios, tačiau ne visuomet randame būdų, kaip jas efektyviai panaudoti šiandienos kontekste.  

FTMC yra labai stiprių mikroskopijos grupių. Problema ta, kad jos gana išsibarsčiusios po skirtingas laboratorijas. Jau seniai galvoju apie bendrą mikroskopijos infrastruktūros centrą, savotišką bazę, kurioje būtų sutelktos visos kompetencijos ir įranga. Ir kalbu ne tik apie paslaugų teikimą – šios konferencijos pranešimai labai aiškiai parodė, kad mikroskopija toli gražu nėra išsemta sritis. Joje vis dar galima atlikti labai daug aukšto lygio mokslinių tyrimų. Jeigu pavyktų sutelkti esamas jėgas, galėtume pasiekti kur kas daugiau. 

Gerų pavyzdžių pas mus netrūksta: dr. Egidijaus Auksoriaus grupė yra sukūrusi unikalius prietaisus ir aparatūrą, dr. Artūro Ulčino komanda taip pat sukonstravusi išskirtinę įrangą ir vysto atominių jėgų mikroskopijos sprendimus. Ir apskritai, daugybėje laboratorijų turime pažangių, įvairių sričių modernių mikroskopų“, – pastebi tyrėjas. 

(Dr. Arūnas Stirkė. Gabrieliaus Mackevičiaus / FTMC nuotr.)

Tarptautinis bendradarbiavimas stiprina Lietuvos mokslą  

Baltijos biofizikos konferencija – erdvė, kurioje susitinka skirtingų šalių ir mokslo sričių mokslininkai. Tokie susitikimai leidžia ne tik pristatyti savo rezultatus, bet ir užmegzti ilgalaikius ryšius, dalytis metodais bei idėjomis, kurios gali virsti bendrais tyrimais.  

Šių metų konferencijoje itin ryškus buvo Italijos mokslininkų dalyvavimas. Kaip pasakoja A. Stirkė, tai atspindi dešimtmečius puoselėtus abiejų šalių mokslininkų ryšius – o prie tarptautinio renginio matomumo prisidėjo ir Italijos ambasados dėmesys: konferenciją užbaigė Italų kultūros institute surengta diskusija „Biofizika Italijoje ir Lietuvoje: ryšiai, partnerystės ir galimybės“.  

„Biofizikos bendruomenė Lietuvoje, ypač Nacionaliniame vėžio institute, jau ne vieną dešimtmetį bendradarbiauja su Italijos mokslininkais. Kaip buvo priminta viename šios konferencijos pranešimų, dar praėjusio amžiaus pabaigoje vyko pirmieji Lietuvos ir Italijos seminarai, skirti vėžio diagnostikai ir nanotechnologijų taikymui medicinoje. 

Prie šių ryšių prisidėjo ir Vilniaus universiteto mokslininkai, daugelį metų bendradarbiaujantys su Italijos tyrimų institutais. Todėl natūralu, kad šiemet turėjome itin gausią Italijos delegaciją – maždaug trečdalį užsienio svečių. O Italijos ambasados renginys rodo, kad Baltijos biofizikos konferencija sulaukia dėmesio ne tik akademinėje bendruomenėje, bet ir tarptautiniame bei diplomatiniame lygmenyje“, – sako FTMC mokslininkas.  

Parengė Simonas Bendžius