Je zavest le skupek električnih signalov v možganih ali je nekaj, kar nastane kot posledica celotnega delovanja človeškega telesa? Znanost dokončnega odgovora še ni ponudila. Foto: Epa
Je zavest le skupek električnih signalov v možganih ali je nekaj, kar nastane kot posledica celotnega delovanja človeškega telesa? Znanost dokončnega odgovora še ni ponudila. Foto: Epa

Uspešna Slovenija je projekt za optimizem in spodbudo. V MMC-ju želimo z njim predstaviti posameznike, podjetja in ustanove, ki so za odličnost na svojem področju nedavno prejeli priznanje ali nagrado. Uspešni učenci, inovatorji, podjetniki, kmetje, zdravniki, znanstveniki, umetniki, športniki ... Njihovi dosežki zbujajo upanje, da se bo Slovenija s svojo ustvarjalno močjo vendarle prebila med vitalne družbe. Uspeh niso samo velike in odmevne zgodbe, temveč pogosto tihi dosežki, ki radi zdrsijo mimo medijske pozornosti. MMC jih ne bo spregledal, v pomoč nam bodo tudi vaši predlogi, ki jih lahko pošljete na naslov uspesna.slovenija@rtvslo.si

Jernej Ule
Uletov laboratorij v okviru University College London združuje 10 mlajših raziskovalcev, ki pa se že lahko pohvalijo z odmevnimi odkritji. Foto: Jernej Ule

To je zelo naporno področje. Treba je ogromno delati in se popolnoma posvetiti raziskavam in poskusom. Veliko svojega osebnega življenja žrtvuješ. Po desetih letih se zadelaš, energije že malce zmanjkuje, pa še vedno nisi prišel do točke, kjer se lahko malce umiriš. Naporna kariera.

Ule
Nevron
Nevroni, možganske celice, so zaklad vsakega posameznika. V nasprotju z drugimi celicami človeškega telesa se ne delijo in množijo. Odmrlih celic telo ne nadomesti, kar lahko ob hitrejši degeneraciji občutno vpliva umske sposobnosti. Foto: Epa

Protein pride v knjižnico in RNK-knjižničarki pove, po katero knjigo naj gre do DNK-jevih knjižnih polic. RNK gre ponjo in mu jo da.

Najenostavnejša ponazoritev treh glavnih tipov molekul v celici
DNK
DNK je molekula v obliki dvojne vijačnice, kjer je zapisana genetska informacija v vseh živih bitjih. Informacija je zapisana v obliki zaporedja štirih različnih dušikovih baz. Foto: Reuters

Vedno me je zelo prizadelo, da lahko že v življenju začenjaš izgubljati samega sebe. Da bi že sredi življenja padel v spremembe zunaj lastnega nadzora. Če me kaj zanima s področja medicine, so to bolezni, vezane na staranje. Neke čisto banalne stvari, kot so male napakice v celicah, mutacije, lahko v možganih razvijejo celo kaskado neželenih stvari.

O nevrodegenerativnih boleznih
riba
Ule sklepa, da je pojav zavesti večplasten in raznolik glede na zgradbo živčnih sistemov živih bitij. Pri človeku gre večina signalov skozi kompleksno možgansko skorjo, medtem ko riba, recimo, odzive spelje skozi manj kompleksne nevrone, ki omogočajo hitrejše odzive. Posledično je oblika zavesti drugačna. Foto: MMC RTV SLO/Reuters

Celica neprestano izvaja neko računalništvo. Ves čas preračunava glede na vse informacije, ki jih dobi z različnih položajev v celici. Zato je treba vezave v celici nujno pogledati in razumevati celostno. Nobena posamezna vezava ne bo povedala celotne odločitve.

O sprejemanju odločitev v celici
Big Ben
London bo Uletov dom še naslednjih nekaj let, saj meni, da je to trenutno najprimernejši kraj za raziskovanje. Možnosti poznejše zamenjave lokacije pa ne izključuje, prav tako ne vrnitve v Slovenijo. Foto: MMC RTV SLO

Razumevanje raka je bilo na tej stopnji, kjer smo zdaj mi, pred več kot desetimi leti. Danes se zelo hitro razvija. Za kakšno polovico rakavih bolnikov se je zelo izboljšala terapija. Ne gre več samo za splošno kemoterapijo, temveč se najdejo specifična in učinkovitejša zdravila. Veliko ljudi pravi, da bo rak popolnoma ozdravljiv čez deset do dvajset let. Vse gre na ta račun, da se je molekularni okvir bolezni postavil v 90' letih.

Parkinsonova
Parkinsonova bolezen povzroči propadanje živčnih celic. Je kronična in neozdravljiva. Bolnika lahko popolnoma onesposobi za samostojno življenje. Med glavnimi simptomi so oteženo gibanje, otrdelost prstov in tresenje v mirovanju. Foto: RTV Slo

Zavest je fascinaten pojav. Zelo zanimiva je nedavna znanstvena ugotovitev, da zavest utripa skupaj s srcem. Ni neka kontinuiteta, kot se nam zdi. Ljudem, denimo, naložiš, da se osredinijo na neke informacije, ki se pojavljajo na tabli. Če jih sinhroniziraš tako, da se pojavljajo skupaj s srčnim utripom ali v nasprotju z njim, se jih bodo ljudje čisto drugače zavedali in spominjali.

Cambridge
Cambridge je eno najbolj znanih univerzitetnih središč na svetu. Ule se sprva zanj ni odločil, saj je konkurenčni sistem v ZDA omogočal več fleksibilnosti pri razvoju raziskovalca. Foto: EPA

Sem človek, ki se zelo rad povsem vrže v nekaj z vso svojo energijo. Ko me nekaj zagrabi, hočem priti do konca. Imam tendenco, da svojo idejo preveč poskušam prodati drugim. Skozi izkušnje sem se moral naučiti in izvedeti, da imam včasih premalo dvoma o sebi in lastnih projektih. Ampak, včasih je pomembno, da imaš pomanjkanje dvoma. Če bi dvomil o vseh možnih stvareh, ki bi lahko šle narobe, se jih najbrž ne bi nikoli lotil. Moj pristop je tak, da se stvari kar lotim. Tvegam. Verjamem. Šele potem poiščem ljudi, ki me dopolnjujejo in mi lahko dajo zelo kritično mnenje. V svoji skupini imam ljudi, ki so močne osebnosti in samostojni. Največja nevarnost je biti v skupini ljudi, ki vsi isto mislijo. Takrat nastanejo problemi. Dokler pa si kot vodja odprt za kritiko in v tem pravzaprav uživaš, potem se lahko obrne v pravo smer.

Ule na vprašanje, kako uravnava maksimo dvoma, ki omogoča odpravo napačnih prepričanj in vedenj, ter verjetje, ki omogoča delovanje tukaj in zdaj.

Človek se v vsej svoji kompleksnosti navkljub začne v miniaturni celici. Osnovni procesi v tej mali zibelki življenja vplivajo na zgradnjo celotnega bitja in njegovo poznejšo življenjsko usodo.

Gre za svet v malem, kjer se srečujejo digitalno in analogno, življenje in neživo, konkretna oseba in molekula DNK, ki s seboj nosi tri milijarde let evolucije.

Deoksiribonukleinska kislina deluje v paru z ribonukleinsko kislino, RNK, da svoje sporočilo prenese drugim gradnikom življenja. Ta osnovni proces sporočanja, ki se dogaja v prav vsaki celici naših teles, pa je še vedno poln skrivnosti.

Z njimi se ukvarja biokemik Jernej Ule. Diplomiral je iz molekularne biologije na ljubljanski univerzi, doktoriral na Rockefellerjevi univerzi v ZDA, nato deloval v Cambridgeu, zadnjih nekaj let pa se mudi v Londonu. Tam vodi Ulejev laboratorij molekularne nevroznanosti v sklopu Instituta za nevrologijo elitnega University Collegea London.

Tam bo ostal še vsaj nekaj let, saj ga je Evropski raziskovalni svet uvrstil med vrhunske znanstvenike in mu za petletni raziskovalni projekt podelil dva milijona evrov subvencije.

Priimek Ule ni neznanka, saj je nase opozoril že leta 2003 z objavo v reviji Science, nekaj pomladi pozneje pa še v Nature.

Trenutne raziskave so usmerjene v iskanje sprožilnikov, ki povzročajo poškodbe možganskih celic in posledično bolezni, kot sta alzheimerjeva in parkinsonova. Ob vse starejšem prebivalstvu postajajo vse bolj razširjen, a žal neozdravljivi vsakdan.

Se bo to kdaj spremenilo? To in še več smo Uleta povprašali malo pred začetkom njegovega delovnega dne v londonskem laboratoriju.

Vabljeni k branju MMC-jevega intervjuja.


Kaj vas je prignalo ravno do biologije? Tečna učiteljica v osnovni šoli? Seciranje žab?

Učitelj v srednji šoli me je takole podučil: ena stvar, ki naj je nikakor ne grem študirat, je biologija. Kot velika trma sem šel ravno v to. Šalo na stran. Do zadnjega trenutka, ko je bilo nujno izpolniti obrazec za vpis, nisem imel pojma. Izbiral sem med likovno akademijo, arhitekturo in vsem mogočim. Res pa je, da sem vedno rad brskal po zemlji, vrtnaril in delal kompost.

Kako je pretehtala nad umetnostjo in arhitekturo?

Bolj naključno. Odločitev je bila težka, čeprav v umetnosti v resnici nikoli nisem bil posebej dober. Kvečjemu sem se zasebno ukvarjal s portreti in podobnim. Ker nisem bil dovolj resen, si tudi nisem upal zares vstopiti v ceh.

Še danes bi imel težave, če bi se odločal med biologijo in arhitekturo. Morda bi pretehtal met kovanca.

Bili ste stereotipen slovenski najstnik, ki ni vedel, kam naj se po gimnaziji sploh dene.

Točno tako [smeh].

Potem pa ste padli na tobogan in oddrveli v zelo trde raziskovalne vode. Vaši starši so znani v svetu znanosti. Mirjana Ule je socialna psihologinja, Andrej Ule pa znan iskalec resnice v filozofiji.

Če so starši bolj pri knjigah in računalniku, se tudi tebi zazdi to edina mogoča pot. Zrasel sem s tem, da sta raziskovanje in ustvarjanje smisel in užitek življenja. Nisem pa želel v humanistiko, temveč v kaj bolj praktičnega. Kjer lahko ustvarjam.

Biologija stereotipno velja za ženski študij, češ, tja se tako in tako skoraj samo punce vpisujejo.

Zanimivo, da še danes to velja. Se pa nekoliko spremeni z napredovanjem. Tudi do doktorskega študija prevladujejo ženske, ko pa pridemo do faze raziskovalnih skupin in odločanja za nadaljnjo akademsko kariero, se za nekaj časa posvetijo družini. Ravno takrat, ko postane zadeva kompetitivna, se razmerje obrne. Delujem na področju genomike in računalniške biologije. Računalništvo pa je precej moška disciplina.

Danes ni več dovolj, da je znanstvenik izvedenec za svoje področje. Brez naprednih računalniških orodij je gol in bos.

Res je. Sam sicer nisem najboljši v tem. Poskušam ostati na tekočem, vendar moram sodelovati s strokovnjaki, ki se povežejo z nami. Saj je vedno tako, da sam ne prideš daleč. Nujno moraš sodelovati z ljudmi, ki te dopolnjujejo. Računalništvo je eno tako področje. Če ga dobro poznaš, lahko delaš, kar hočeš. So vrata v katero koli vedo, ker te ljudje povsod potrebujejo.

Kaj je vam odprlo vrata, da se po študiju na ljubljanski univerzi odšli v ZDA?

Že na dodiplomcu sem sem udeležil študentske izmenjave v San Franciscu pri Matiji Peterlinu. Matija je znan po tem, da pogosto vzame slovenske študente na nekajmesečno izmenjavo - pa tudi za dlje časa. Pri njem zaposleni ljudje so bili že prej na veliko različnih koncih. Če hočeš v tujini delovati v akademskih vodah, moraš izkušnje pridobivati na različnih lokacijah.

Jasno mi je bilo, da moram zamenjati okolje, če hočem napredovati v raziskovanju. Prijavil sem se na veliko tujih univerz in imel sem srečo, da me je ena sprejela. Če tvoj življenjepis kaže izkušnje z le ene lokacije, boš v tujini težko prišel do neke akademskega položaja.

Podobno velja tudi marsikje drugje. Če človek sedi na istem položaju več kot pet let, se "zasedi" in pade v rutino. Edina obramba je svežina sprememb.

Nekaj časa že. Kar se mene tiče, je do 30. leta zelo dobro spreminjati okolje. Nič me ni utrudilo, ni mi bilo naporno. Po vsem tem času pa potrebujem ščepec stabilnosti. V London sem se preselil s pričakovanjem, da se bom končno nekje ustalil. Nič ne izključujem, ampak mi je že malo težko razmišljati, da bi se še enkrat napotil drugam.

Zanimivo se je seliti, vsakokrat se nekaj novega naučiš in zagrizeš v nove izzive. Po drugi strani pa obstaja neka človeška potreba po domu. Še posebej, če bi imel družino in otroke.

Številni raziskovalni instituti so življenjsko odvisni od potrditve financiranja projektov vsakih nekaj let. Če čez dve leti ne pade štampiljka, lahko marsikateri zapre vrata. Je v takšnem okolju sploh mogoče najti tisto varnost, ki omogoča brezskrbno ustvarjanje družine?

To je divje, zelo zelo veliko vprašanje. Današnji svet globoko zaznamuje izguba varnosti. Vse se spreminja. Kmalu je ne bo že v osnovni proizvodnji, kjer vse bolj prevladujejo roboti. Z napredkom posegajo tudi na področje ustvarjalnosti. Vsi bomo morali delati nekaj zelo ustvarjalnega in se neprestano prilagajati na spremembe.

Sploh, če v poštev vzamemo nekatere ostre napovedi. Kurzweil in somišljeniki menijo, da bodo nekje do leta 2030 računalniki dosegli človeško stopnjo inteligence, le 15 let pozneje pa da nas bo umetna inteligenca popolnoma in nepovratno presegla.

Vsekakor. Tega se je treba kar dobro zavedati. Po mojem mnenju so že zdaj nekateri roboti delno zavestni. Zavest ni črno-bela zadeva. Ko se jaz popolnoma izmučen vržem na kavč in buljim v neki bedast TV-program, sem po moje na zavesti ravni nekega nižjega računalnika [smeh].

Tudi tak moram najti varnost v toku hitrih sprememb. Kje? Molekularna biologija, s katero se ukvarjam, je izbruhnila v 70' letih. Vsako leto se je toliko novih služb odprlo, da mlademu človeku zaposlitev ni predstavljala problema. Zdaj se na neki način krči. Kar se še vedno odpira, je računalniška biologija.

Jaz sploh nisem bil izučen kot molekularni biolog, temveč kot biokemik. Ob doktoratu sem se zavedel, kako hitro se stvari spreminjajo, in se prilagajal, se dopolnjeval z dodatnimi znanji. Kot biokemik neprestano iščem, kje so še kakšne odprte možnosti. Katere neznanke še obstajajo v celici, kateri so mehanizmi, ki jih še ne poznamo. Z zadnjimi grabljami še poskušam izbezati, kaj bi se še dalo novega izvedeti. Za naslednjih pet let imam financiranje zagotovljeno, potem pa ne vem, kaj bo.

Moram pa reči, da me tveganje osebno ne moti. Na neki točki tveganje sprejemaš in se ga privadiš. Če delaš resno, z mislijo, ki je osredotočena na prihodnost in spremenljivost, je tak sistem varnejši kot socializem. Ta je bil na videz izredno varen, dolgoročno pa popolnoma nestabilen. Slej ko prej se sam vase sesuje.

Zakaj ste namesto znanstvene meke, Cambridgea, izbrali ameriški Rockefeller?
Po diplomi sem bil po svoje še zelo neizkušen.

V tujini je način izobraževanja drugačen. Veliko manj je poudarka na teoriji, veliko več je možnosti za delo v raziskovalnih skupinah. Pred odločitvijo za doktorat imajo študenti boljši pregled, v kaj se spuščajo.

V Angliji je tako, da imaš za doktorat na voljo tri leta. Nobenih predavanj, ni. Izbereš laboratorij in greš neposredno v raziskave. Biti moraš že izoblikovan raziskovalec.

Mene je vedno zanimala nevrobiologija, vendar se z njo dodiplomsko nisem ukvarjal. Če bi hotel delati doktorat s tega področja, me v Angliji sploh ne bi vzeli. V Cambridgeu sem se zato prijavil v osnovni laboratorij, ki se ukvarja z osnovnimi mehanizmi genske regulacije.

V ZDA na Rockefellerju sem, nasprotno, svoje delo lahko povezal z nevrobiologijo. Dobil sem stopnico, s katere sem lahko s svojih osnovnih znanj odskočil v tisto, kar me je zanimalo. Potreboval sem še nekaj časa, da sem se razvil kot raziskovalec.

Razvoj je bil očitno hiter, saj so se objave v elitnih znanstvenih publikacijah, kot sta Science in Nature, začele že z letom 2003. Štiri leta po ljubljanski diplomi.

Imel sem dve leti časa za rotacije po raziskovalnih skupinah. Prvo leto in pol sem omahoval med dvema, kjer sem dobil veliko izkušenj. S pridobljenim znanjem sem prišel v tretjo skupino, kjer so tekli z genomiko povezani projekti. Predvsem so bili pomembni tisti s človeškim in mišjim genomom. Imel sem debel krompir, da sem v pravem trenutku padel na pravi projekt.

Kljub temu je bila odločitev velika. V retrospektivi: nihče mi takrat ne bi svetoval menjave. Vodja prve skupine, kjer sem bil, je takrat dobil Nobelovo nagrado. Vse je šlo super. Le občutek sem dobil, da nadaljnje petletno vztrajanje nikamor ne bi peljalo. Vodja je zadevo peljal že 20 let, večina raziskovanja je bila opravljena, skupina je bila velika. Bil sem majhen kolešček.

Tretja skupina ni bila slavna, ni imela nobenih posebnih objav, vendar sem člane dobro spoznal. Na koncu ugotoviš, da je najbolje delati v mladi skupini brez posebnih objav, ki pa ima zato ogromne potenciale. To sem spoznal tudi iz nasvetov Andreja Šalija, ki ima laboratorij v San Franciscu.

No, skupina je nato prišla do odmevnega odkritja, ki pa je za navadnega smrtnika precej zapletena zadeva. Če bi zdaj pred vas stopil moj dedek in vprašal: "Kaj ste pa novega ugotovili?", kako bi mu odgovorili?

Moje delo v New Yorku se je tikalo veje molekularne biologije v celicah, kjer poskušamo razumeti, kako dve različni vrsti molekul medsebojno reagirata.

V celicah imamo nekaj osnovnih kategorij molekul. Ena je tista, ki dela naš genom. To je molekula DNK. Druga skupina so proteini. Tretja je tista, ki mene posebej zanima. To je molekula RNK, ki pošilja informacije od DNK-ja na proteine. RNK je zelo nestabilna in potuje z enega konca celice na drugega, zato ji je zelo težko slediti.

Večina dotedajnšnje biokemije je bila utemeljena na poskusih, ki so narejeni in vitro - torej zunaj celice. Ti poskusi so izjemno zahtevni. Molekulo si moral najprej ustvariti in nato testirati, kako se veže na neko drugo molekulo, kar je vzelo ogromno časa in dela.

Področje se je razvijalo po zelo jasnih poteh, ampak zelo počasi. Jaz sem začutil, da je čas za preskok na genomski čas. Potenciali so se razvijali, glede na to, da imamo danes dostop do genomske sekvence. Na ravni DNK-ja, torej načina, kako se geni regulirajo s transkripcijo, je genomsko področje že cvetelo.

Na ravni RNK-ja pa so zadeve zaostajale. Glavni problem je bil, da je bilo zelo težko slediti vezavam med RNK-jem in proteini. Ravno te vezave so poglavitne za večino regulacije v celici. V živčnem sistemu igrajo ključno vlogo pri spominu, pri nevrodegenerativnih boleznih, kot je alzheimerjeva. Veliko teh proteinov, ki se vežejo na RNK, je udeleženih pri zelo osnovnih procesih v možganih.

Moja tretja skupina za doktorat je proučevala eno vrsto možganske bolezni in čisto po naključju prišla do vseh vrst proteinov, ki se vežejo na RNK. Postajalo je vse bolj jasno. Aha, ti proteini so izjemno pomembni za možgane, jih je pa nemogoče proučevati v možganih. Vse skupaj je bilo kot črna skrinjica.
Torej, naš prvi uspeh je bil tehnične narave. Razvili smo metodo, kako z ultravijolično svetlobo povezati proteine z RNK-jem. Omogočila nam je vpogled v to črno skrinjico možganov. Drugi problem je bil, kako iz pridobljenih podatkov zaznati osnovne tipe regulacije. Tu nastopi prej omenjena nujnost računalniške analize. Pomagal mi je moj brat Aljaž, ki je naredil vse analize za prva dva članka. To je bilo sijajno.

Metoda je bila popolnoma nova. Do tedaj si vzel en sam gen in na njegovi podlagi našel iskani mehanizem. Jaz pa sem vzel vse gene skupaj in poskušal podatke regresirati na skupne elemente. Ti elementi so bili potem ključni temelj za iskanje novih mehanizmov regulacije. Dali so nov pogled na celico.

To odkritje vam je odprlo vrata v Cambridge?

Tudi tu je bilo precej sreče in naključij. Srečal sem znanca, ki mi je sploh povedal, da obstaja neka možnost na Cambridgeu. Zagrabil sem jo. Novi položaj mi je omogočil počasno grajenje lastne delovne skupine. Neko neodvisnost, da sem lahko sam brskal naprej po svojih zanimanjih, brez nadzora nekoga drugega.

Za lažje razumevanje bi bilo dobro pojme poenostaviti. DNK je neka knjižnica, kjer so informacije sistematično shranjene po policah. RNK so knjižničarke, ki knjige nosijo od polic do bralcev, proteinov. Drži?

Zelo dobra prispodoba. Proteini dobljeno informacijo uporabijo, da z njo nekaj naredijo. Proteini vodijo celične reakcije. Gensko informacijo preberejo in ravnajo po navodilu.

Se nekateri proteini pretvarjajo, da so knjižničarke?

Da, s tem, ko se vežejo na RNK. Proteini nadzorujejo, katera informacija je potrebna, kje v celici je potreba nastala in tudi kdaj.

Proteini so analogni, ne digitalni, imajo svojo strukturo in delujejo v trirazsežnem svetu. DNK pa je po drugi strani čisto digitalna informacija. Vse, kar potrebuje, je zaporedje črk.

RNK pa je nekje vmes. Še vedno je digitalna v zaporedju črk, po drugi strani pa ima tudi svojo strukturo in prek tega se veže na proteine. Je zanimiva, ker se na njej digitalna informacija počasi pretvarja v analogno.

Vzemimo pravega človeka, ki vstopi v knjižnico. Njegova poglavitna lastnost je zavedanje in vedenje. Ve, da je tam. Ve, zakaj je tam. Ve tudi, kaj želi. Vse to ve z uporabo živčnega sistema. Proteini in DNK pa so seveda molekule in živčnega sistema nimajo. Ne zavedajo se samih sebe. Kako torej vedo, kje so, kam morajo iti in kaj narediti?

V molekularnem svetu je drugače to, da ni nekega posameznega odločevalca. Vse je kombinatorno. Ne gre za en protein, ki gre v knjižnico in vpraša za knjigo. Izbira, katera informacija je potrebna, katero knjigo naj vzame, je odvisna od tega, kateri različni proteini so vse tisti trenutek v knjižnici. Ključna je neka kombinacija proteinov, ki se morajo naenkrat hkratno vezati v enoto, odvisno od lokacije v celici. Enota odloča, kaj se zgodi z RNK-jem.

Celica neprestano izvaja neko računalništvo. Ves čas preračunava glede na vse informacije, ki jih dobi z različnih položajev v celici. Zato je treba vezave v celici nujno pogledati in razumevati celostno. Nobena posamezna vezava ne bo povedala celotne odločitve. Pravzaprav so RNK molekule v celoti pokrite s proteini in celotna kombinacija vseh proteinov skupaj nekako določi, kakšna bo struktura RNK-ja, kateri deli RNK-ja bodo šli v stik drug z drugim. To je naposled odločilno, ali se bo RNK lahko prepisala, ali bo stabilna in v kaj se bo pretvorila.

Precej zapletena zadeva. Vprašanje, ki ste ga zastavili, edino vodi v odgovor, zakaj je sistemska biologija tako zelo pomembna. V celici vse deluje kot sistem, kot enota vseh delcev.

Saj se da najti tudi en posamezen protein, ki tehtnico prevesi. Protein, brez katerega celica ne bi delovala. A to še ne pomeni, da je ta protein edini odločilen v celem procesu. Vedno sočasno odloča ogromno elementov.

Eden glavnih ciljev biologije je najti in izolirati tiste točke, kjer lahko celične odločitve prevesiš iz ene v drugo.

Ta razlaga se naslanja na kompleksnost. Torej, v celici vse poteka na tak način, ker obstaja neko kompleksno ravnovesje elementov. Še vedno pa mi delček manjka. Imamo molekulo, ki je v osnovi neživa. DNK, v osnovi kombinacija nekaj kemijskih elementov, je izvor celotnega živega bitja. A ta zibelka življenja nima zavesti. Nima procesorja, nima živčnega sistema, kjer bi informacije procesirala in sprejemala odločitve. Težko si predstavljam, kako ta neživa veriga točno ve, v katerem trenutku mora aktivirati točno določen del, da se ta kompleksnost, ki potem deluje kot celota, sploh vzpostavi.

Vedno gre za neke vrste mrežne povezave. V sintezni biologiji izdelujejo minimalne mreže, ki še omogočajo odločitev. Sintetiziraš lahko tudi minimalno gensko vezje.

DNK sama po sebi ne pomeni nič. Če jo vzameš iz celice, je to mrtva stvar. Biti mora v sotvarju vseh drugih elementov, ki se lahko vežejo nanjo. Potrebuješ situacijo, kjer se veliko elementov medsebojno veže; in kjer se lahko na podlagi določenega signala te vezave spremenijo, iz zanke ene vrste v drugo. To lahko vodi v celo kaskado različnih odgovorov.

Le en člen v vezi je potreben, da sprejema in se odziva na signal iz celice. Lahko je čisto preprosta zadeva, kot recimo ion. Ta člen spremeni celotno vezno zanko iz enega stanja v drugo. Drugo stanje pa ima celo množico posledic. Celica je tako zgrajena, da se v učinku domin vse spreminja.

Evolucija jo je tako zgradila. Poteka že tri milijarde let. Imela je več kot dovolj časa, da so se te zanke tako optimizirale, da se celica lahko odziva na vse potrebno v okolju.

Tudi čas je zapisan v celici. Celica je lahko v popolni noči, ampak vedno ve, kdaj je dan in kdaj noč. Vse informacije o okolju so zapisane v genskih odzivih in zankah.

Ljudje se dojemamo kot analogna bitja in na podlagi organskosti vzpostavljamo razdaljo do sveta digitalnih računalnikov. Ko pa pridemo do svojih osnovnih gradnikov, smo popolnoma digitalni, algoritemski in programski.

Vedno me je vleklo vprašanje, kje je prava razlika med človekom in čisto digitalnim svetom. Ampak, v končni fazi naša zavest poteka na podlagi komunikacij v sinapsah. Na podlagi električnih signalov, ki potekajo po nevronih.

Tudi če popolnoma izvzamemo vsebino celice, so električni signali in akcijski potenciali, s katerimi celice medsebojno komunicirajo, popolnoma digitalen koncept.

Mislim, da je najveličastnejši izum celice v tem, da lahko neprestano preklaplja med digitalnim in analognim. Iz DNK-ja, ki bi lahko bil kodiran tudi v računalniku, se prevaja v nekaj, kar lahko deluje le v realnem svetu. Svetova sta popolnoma prepletena.

Eni pravijo, da je zavest skupek električnih signalov v možganih. Drugi pravijo, da je to koncept, ki je več kot le vsota sestavnih možganske aktivnosti. Kaj je potrebno, da se zavest sploh pojavi?

Poudariti moram, da zanjo nisem strokovnjak, temveč me zelo zanima. Še posebej je pritegnila mojo pozornost nedavna znanstvena ugotovitev, da zavest utripa skupaj s srcem. Ni neka kontinuiteta, kot se nam zdi. Ljudem, denimo, naložiš, da se osredinijo na neke informacije, ki se pojavljajo na tabli. Če jih sinhroniziraš tako, da se pojavljajo skupaj s srčnim utripom ali v nasprotju z njim, se jih bodo ljudje čisto drugače zavedali in spominjali.

Če so možgani dobro prekrvavljeni, lahko celotna živčna omrežja delujejo in zaznavajo optimalno. Zaznava je najvišja sposobnost možganov, kjer se vse poveže skupaj.

Kot sem prej v šali dejal, če sem utrujen in nesposoben intenzivno uporabljati lastne možgane, moja zavest ni hudo živa.

Če primerjamo zavest človeka in ribe: mogoče gre pri obeh za zavest, ampak za različne stopnje zavesti. Mogoče mi drugače dojemamo bolečino, jo veliko bolj ozavestimo, medtem ko se druge vrste nanjo bolj samodejno odzovejo. Naša nevralna mreža gre precej bolj prek korteksa (možganske skorje). Jasno je, da za zavest korteks potrebuješ, ker se tam vse poveže.

Drugi, refleksni odzivi, sploh ne grejo prek korteksa, ampak samo prek nekih celic, ki odgovorijo samodejno. Morda je ključna razlika med nami in ribami v tem, da gre odziv pri ribah prek drugih nevralnih mrež. Te so tudi hitrejše, kar pomeni, da so v nevarnih situacijah evolucijsko bolje prilagojene.

Kaj se zgodi, če je knjižničarka slaba? Če RNK prenese napačne informacije ob napačnem času ali pa jih sploh ne prinese? Če se to dogaja v možganih, imamo verjetno hud problem.

To je nevrološka bolezen. Včasih se mutacije zgodijo ne v DNK-ju, temveč v RNK-molekulah in omejijo načine, kako se te vežejo na protein. S tem se ukvarjamo zadnje čase.

Na podlagi takšne drobne, popolnoma nevidne napake lastnega telesa lahko človek izgubi tisto, kar mu je zadnji zaklon. Svoj um in spomin. Ni to strašljivo?

Vedno me je zelo prizadelo, da lahko že v življenju začenjaš izgubljati samega sebe. Da bi že sredi življenja padel v spremembe zunaj lastnega nadzora. Če me kaj zanima s področja medicine, so to bolezni, vezane na staranje. Neke čisto banalne stvari, kot so male napakice v celicah, mutacije, lahko v možganih razvijejo celo kaskado neželenih stvari.

Je z vašimi zadnjimi raziskavami pri proteinu Nova storjen kakšen korak k preprečitvi bolezni, kot sta alzheimerjeva in parkinsonova?

Smo zelo v začetnih korakih. Celotnemu področju poskušamo postaviti okvir in dobiti dovolj podatkov, da lahko postavimo dovolj jasne hipoteze. S primerjavo: razumevanje raka je bilo na tej stopnji, kjer smo zdaj mi, pred več kot desetimi leti. Danes se zelo hitro razvija. Za kakšno polovico rakavih bolnikov se je zelo izboljšala terapija. Ne gre več samo za splošno kemoterapijo, temveč se najdejo specifična in učinkovitejša zdravila. Veliko ljudi pravi, da bo rak popolnoma ozdravljiv čez deset do dvajset let. Vse gre na ta račun, da se je molekularni okvir bolezni postavil v 90' letih.

Na področju nevrodegeneracije so stvari mehanistično še veliko bolj odprte. Veliko bolje je treba razumeti celične procese, ki vodijo v prvi vzrok bolezni. Je pa zadeva precej zahtevnejša kot pri raku, saj je treba vzroke na genetski ravni temeljiteje razdelati. Najti je treba evolucijo znotraj telesa, kjer se postopoma pojavljajo različne mutacije. Na koncu se živčna celica popolnoma spremeni. Dobro je, da je mogoče mutacije identificirati; katera je nastopila prej, katera pozneje, in postopoma zgradiš celotno molekularno sliko procesa.

Ključen problem je, da se v možganih celice ne delijo. Vse življenje imamo iste nevrone. Raka lahko izrežeš iz telesa in analiziraš, možganov ne moreš. Niti se ne da naslanjati na druge živalske vrste, da bi prek analize, recimo, mišjih možganov sklepali na naše. So le preveč različni.

Zdaj se odpirajo alternative možnost z zarodnimi celicami, kjer lahko v kulturi človeških celic vzgojiš možganske. Z genomskim pristopom lahko na preproste načine spreminjamo sekvenco in iščemo vplive mutacij na proces, ki vodi v bolezen.

Torej, šele zdaj prihajamo do orodij, s katerimi bomo sestavili osnovni okvir molekularnemu procesu.

Je realno pričakovati, da bomo s takšnimi metodami še v času naših življenj prišli do zdravila za te bolezni? Prebivalstvo postaja vse starejše.

To je realen prospekt. Edini problem je, da bi morali ta zdravila aplicirati nekje pet do deset let, preden se bolezen sploh začne. Ko enkrat zboliš, je skoraj prepozno. Možganske celice so namreč odmrle. Nemogoče jih je nadomestiti.

Mogoče je odkriti biokazalnike, ki povedo, da utegne človek čez nekaj časa zboleti. Proces se da zaznati, saj se začne že dolga leta predtem. In ko ga enkrat ugotoviš, si lahko prizadevaš za to, da ga upočasniš.

Še en problem je. Glede azheimerjeve bolezni ugotavljamo, da se ta proces dogaja pri pravzaprav vseh ljudeh, ko pridejo nekje v 80' leta. Pridemo do etične dileme, saj bi morali vsi ljudje jemati določena zdravila, ki bi ustavljala splošen proces staranja. To pa je že predmet nekega drugega pogovora.



























Uspešna Slovenija je projekt za optimizem in spodbudo. V MMC-ju želimo z njim predstaviti posameznike, podjetja in ustanove, ki so za odličnost na svojem področju nedavno prejeli priznanje ali nagrado. Uspešni učenci, inovatorji, podjetniki, kmetje, zdravniki, znanstveniki, umetniki, športniki ... Njihovi dosežki zbujajo upanje, da se bo Slovenija s svojo ustvarjalno močjo vendarle prebila med vitalne družbe. Uspeh niso samo velike in odmevne zgodbe, temveč pogosto tihi dosežki, ki radi zdrsijo mimo medijske pozornosti. MMC jih ne bo spregledal, v pomoč nam bodo tudi vaši predlogi, ki jih lahko pošljete na naslov uspesna.slovenija@rtvslo.si

To je zelo naporno področje. Treba je ogromno delati in se popolnoma posvetiti raziskavam in poskusom. Veliko svojega osebnega življenja žrtvuješ. Po desetih letih se zadelaš, energije že malce zmanjkuje, pa še vedno nisi prišel do točke, kjer se lahko malce umiriš. Naporna kariera.

Ule

Protein pride v knjižnico in RNK-knjižničarki pove, po katero knjigo naj gre do DNK-jevih knjižnih polic. RNK gre ponjo in mu jo da.

Najenostavnejša ponazoritev treh glavnih tipov molekul v celici

Vedno me je zelo prizadelo, da lahko že v življenju začenjaš izgubljati samega sebe. Da bi že sredi življenja padel v spremembe zunaj lastnega nadzora. Če me kaj zanima s področja medicine, so to bolezni, vezane na staranje. Neke čisto banalne stvari, kot so male napakice v celicah, mutacije, lahko v možganih razvijejo celo kaskado neželenih stvari.

O nevrodegenerativnih boleznih

Celica neprestano izvaja neko računalništvo. Ves čas preračunava glede na vse informacije, ki jih dobi z različnih položajev v celici. Zato je treba vezave v celici nujno pogledati in razumevati celostno. Nobena posamezna vezava ne bo povedala celotne odločitve.

O sprejemanju odločitev v celici

Razumevanje raka je bilo na tej stopnji, kjer smo zdaj mi, pred več kot desetimi leti. Danes se zelo hitro razvija. Za kakšno polovico rakavih bolnikov se je zelo izboljšala terapija. Ne gre več samo za splošno kemoterapijo, temveč se najdejo specifična in učinkovitejša zdravila. Veliko ljudi pravi, da bo rak popolnoma ozdravljiv čez deset do dvajset let. Vse gre na ta račun, da se je molekularni okvir bolezni postavil v 90' letih.

Zavest je fascinaten pojav. Zelo zanimiva je nedavna znanstvena ugotovitev, da zavest utripa skupaj s srcem. Ni neka kontinuiteta, kot se nam zdi. Ljudem, denimo, naložiš, da se osredinijo na neke informacije, ki se pojavljajo na tabli. Če jih sinhroniziraš tako, da se pojavljajo skupaj s srčnim utripom ali v nasprotju z njim, se jih bodo ljudje čisto drugače zavedali in spominjali.

Sem človek, ki se zelo rad povsem vrže v nekaj z vso svojo energijo. Ko me nekaj zagrabi, hočem priti do konca. Imam tendenco, da svojo idejo preveč poskušam prodati drugim. Skozi izkušnje sem se moral naučiti in izvedeti, da imam včasih premalo dvoma o sebi in lastnih projektih. Ampak, včasih je pomembno, da imaš pomanjkanje dvoma. Če bi dvomil o vseh možnih stvareh, ki bi lahko šle narobe, se jih najbrž ne bi nikoli lotil. Moj pristop je tak, da se stvari kar lotim. Tvegam. Verjamem. Šele potem poiščem ljudi, ki me dopolnjujejo in mi lahko dajo zelo kritično mnenje. V svoji skupini imam ljudi, ki so močne osebnosti in samostojni. Največja nevarnost je biti v skupini ljudi, ki vsi isto mislijo. Takrat nastanejo problemi. Dokler pa si kot vodja odprt za kritiko in v tem pravzaprav uživaš, potem se lahko obrne v pravo smer.

Ule na vprašanje, kako uravnava maksimo dvoma, ki omogoča odpravo napačnih prepričanj in vedenj, ter verjetje, ki omogoča delovanje tukaj in zdaj.