Prof. Lazar: – Stawiam na myślenie

Biotechnologia – co zmieniła w naszym myśleniu o naukach przyrodniczych?

Kiedyś nauki przyrodnicze były naukami opisującymi przyrodę. Dopiero odkrycie antybiotyków czy szczepionek dało impuls do dynamicznego rozwoju dyscypliny, którą dziś nazywamy biotechnologią. Biotechnologia pozwala nam nie tylko na produkcję wspomnianych już chociażby antybiotyków w większej skali, ale pozwala nam też stworzyć coś, co do tej pory było niemożliwe do stworzenia. Wykorzystując wiedzę na temat funkcjonowania szlaków metabolicznych, możemy je sami projektować. Rozwój inżynierii metabolicznej i biologii syntetycznej, zdecydowanie dał nam potężne narzędzia pracy we współczesnej biotechnologii.   

Jeśli ktoś się poddaje, to nie osiągnie tego, co sobie założył, ale to nie oznacza, że w dążeniu do założonego celu można fałszować wyniki. Jeśli coś nie wychodzi, to trzeba uparcie sprawdzać, dlaczego tak się dzieje

Co spowodowało rozwój biotechnologii? Wspomniane odkrycie szlaków enzymatycznych, badania w obszarze mikrobiologii, chemii, odkrycie DNA?

Wszystko zależy od tego, jak rozumie się biotechnologię, bo jest to bardzo szeroka dyscyplina. Z mojego punktu widzenia tym impulsem był rozwój biologii molekularnej i zrozumienie tego, jak funkcjonuje życie na poziomie molekularnym. Poznaliśmy strukturę DNA. Dowiedzieliśmy się, jakie enzymy biorą udział w procesach replikacji, transkrypcji i translacji, czyli produkcji białek. I kiedy byliśmy w stanie tworzyć narzędzia do modyfikacji genomów, zwłaszcza mikroorganizmów, ruszyła nowoczesna biotechnologia molekularna. To wtedy tak naprawdę mogliśmy zacząć modyfikować genom w takim kierunku, w jakim ma działać komórka przez nas zmieniana.

Mówi się o syndromie boga u kardiochirurgów. Ingerencja w genom komórki rodzi podobne ryzyko u badacza, który w laboratorium może się poczuć jak demiurg?

Niestety, może zrodzić. Sam uważam, że nic nie jest niemożliwe, dopóki ktoś tego nie wymyśli. Bo wszystko było kiedyś niemożliwe, dopóki ktoś nie znalazł rozwiązania, jak to zrobić. Dlatego rzeczywiście ktoś może się czuć, że jest takim bogiem, bo modyfikuje genom. Głośna była swego czasu historia chińskiego badacza, który zmodyfikował genom pary bliźniąt, by uzyskać określony efekt immunologiczny, w tym wypadku była to odporność na zakażenie wirusem HIV. Ale my zajmujemy się drożdżami, tymi słynnymi Yarrowia lypolityca. Modyfikujemy je w kierunku nadprodukcji kwasów organicznych czy możliwości zwiększenia biosyntezy erytrytolu, który z powodzeniem zastępuje sacharozę w produktach spożywczych i jest bezpieczny dla diabetyków. To są kierunki dla człowieka dobre, więc jestem orędownikiem inżynierii genetycznej. Byłoby dziwne, gdybym się od niej odcinał. Swoim studentom powtarzam, że aspekt etyczny badań pozostawiam do oceny im samym. Jako społeczeństwo zachodnie mamy dużo norm etycznych, które wydają się nie do przeskoczenia. Z nich przecież wynika to, że nowe leki testujemy najpierw na zwierzętach a dopiero później na ludziach. Można więc zapytać, kto daje nam prawo do testowania ich na zwierzętach? Ale z drugiej strony – czy powinniśmy nowe leki testować od razu na ludziach, nie wiedząc, jak one działają?

Wrócilibyśmy do ponurych praktyk z obozów koncentracyjnych.

A do tego nie możemy dopuścić. Oczywiście nauka powinna pójść w kierunku minimalizowania wykorzystywania zwierząt w tego typu badaniach, ale jak na razie nie mamy innych narzędzi.

Czemu wybrał Pan biotechnologię?

To był przypadek. Kończyłem technologię żywności i jeszcze przed obroną dostałem pacę w amerykańskim koncernie. Poszedłem do pracy w Cargillu, ale szybko zrezygnowałem. Pewnie moja kariera po jakimś czasie nabrałaby przyspieszenia, ale wtedy robiłem rzeczy, które kompletnie mi nie pasowały. Dlatego wróciłem na uniwersytet. Akurat profesor Małgorzata Robak miała u siebie miejsce dla doktoranta, a ja zawsze myślałem, że fajnie byłoby się zająć biologią molekularną. Sęk w tym, że po technologii żywności miałem o tej biologii molekularnej niewielkie pojęcie, więc to było wyzwanie. Ale profesor Robak otworzyła mi drzwi do nowego świata. Wymagało to ode mnie jednak dużo wysiłku. Musiałem na doktoracie nadrobić studia z biotechnologii. To był jednak dobry start. I stąd moje przekonanie, że nigdy nie jest za późno na zmianę. Bo ja dzięki takiej zmianie m.in. pojechałem do ETH w Zurychu na staż. Zajmowałem się podczas niego glikobiologią i inżynierią genetyczną, a ani o jednym, ani o drugim nie miałem pojęcia.

Co to jest glikobiologia?

Biologia cukrów. W Zurychu zajmowałem się N-glikozylacją, czyli dołączaniem reszt cukrowych do białek, procesem, który stanowi jedno z wyzwań w biotechnologii, jeśli chce się produkować w mikroorganizmach białka o przeznaczeniu terapeutycznym.

O jakich terapiach mowa?

To na przykład jest erytopoetyna, w organizmie człowieka wytwarzana w nerkach i w mniejszym stopniu wątrobie, a bodźcem stymulującym ten proces jest niedotlenienie tkanek. Opracowanie metody uzyskiwania EPO umożliwiło chorym na przewlekłą chorobę nerek poprawę parametrów czerwonokrwinkowych bez konieczności przetoczeń krwi. EPO oczywiście stała się „sławna”, kiedy odkryto, że jest stosowana jako doping przez kolarzy, ale przede wszystkim ma zastosowanie lecznicze. Nadużycia to sprawa dla odpowiednich służb, które je badają.

Czego musiał się Pan nauczyć na stażu w Szwajcarii?

Inżynierii genetycznej i glikobiologii. Zrozumienie procesu glikozylacji białek pozwoliło mi z pomocą narzędzi inżynierii genetycznej ten proces modyfikować. A że pracowałem na grzybach kapeluszowych (Coprinopsis cinerea), wymagało to ode mnie dużo cierpliwości.

Dlaczego?

Żeby robić modyfikacje, najpierw musiałem się nauczyć, jak je zrobić. Potem trzeba było czekać, aż ten grzyb sobie urośnie. I dopiero wtedy go zebrać i sprawdzić, czy się udało, czy nie. W Szwajcarii byłem rok. Transformanty udało się wtedy zrobić rzutem na taśmę, choć spektakularnego sukcesu w postaci zmiany morfologii grzyba nie było. Udało nam się jednak scharakteryzować enzym – glikozylotransferazę, która odpowiadała za przyłączenie jednej dodatkowej N-acetyloglukozaminy do komponenty cukrowej.

Pana osobiste doświadczenie skoku na głęboką wodę wpływa na pracę ze studentami i doktorantami? Zawsze można powiedzieć „skoro ja mogłem, to każdy może”. A nie każdy może, nie każdy umie i nie każdy ma odwagę.

Niczego nie narzucam, ale bardzo zachęcam. Moi doktoranci jeżdżą po świecie. Pierwszy mój doktorant, który teraz odbywa staż podoktorski w Imperial College w Londynie, był na czterech stażach, we Francji, Austrii i Szwecji. Każdy dał mu coś innego, bo każde laboratorium, do którego trafił, zajmowało się czymś innym. Jedno było typowo techniczne, więc tam mógł się nauczyć obsługi chromatografów. W drugim uczył się, jak modyfikować drożdże, a w trzecim takich technik jak analiza danych z RNAseq. Drugiej doktorantki w ogóle nie musiałem zachęcać. Była w Londynie. Teraz jest w Australii. To są fantastyczne doświadczenia. Sam byłem na trzech stażach – w ETH w Zurychu w Szwajcarii, w INRA w Thiverval-Grignon we Francji i w MIT w Cambridge w Stanach Zjednoczonych. W sumie zagranicą spędziłem pięć lat. Za każdym razem na początku było ciężko. Chciało się wracać po miesiącu, ale jak bym wrócił, to dla mnie samego byłaby to porażka. I niedosyt. Zaciskałem więc zęby, siedziałem dalej i robiłem swoje.

Warto było?

Bardzo. Każde miejsce funkcjonuje inaczej, każdy szef inaczej zarządza swoim zespołem, a przede wszystkim spotyka się ludzi różnych kultur. To było szczególnie widoczne w Stanach Zjednoczonych, gdzie byli ludzie z całego świata zafascynowani nauką, siedzący w laboratorium do wieczora. Swoją drogą takie siedzenie, choć sam kiedyś tkwiłem w laboratorium do 4 rano, żeby skończyć badanie, było bez sensu. Swoim studentom i doktorantom mówię, że życie prywatne jest przed wszystkim, bo jak będą prywatnie niezadowoleni, sfrustrowani, to w laboratorium pożytku z nich nie będzie.

Musiałem na doktoracie nadrobić studia z biotechnologii. To był jednak dobry start. I stąd moje przekonanie, że nigdy nie jest za późno na zmianę

Jest Pan bardziej uparty, czy ambitny?

Jedno i drugie. Ambicja pcha do robienia czegoś nowego, ale bez uporu nie osiągnąłbym sukcesu – jak coś mi nie wychodzi, to tak długo drążę, aż wyjdzie. W nauce 90 procent eksperymentów nie wychodzi, trzeba je powtarzać i czekać cierpliwie na efekt.

Trzeba mieć pokorę w sobie, żeby te porażki przyjąć i nie „podkręcać” wyników z pędu do sukcesu?

Jeśli ktoś się poddaje, to nie osiągnie tego, co sobie założył, ale to nie oznacza, że w dążeniu do założonego celu można fałszować wyniki. Jeśli coś nie wychodzi, to trzeba uparcie sprawdzać, dlaczego tak się dzieje. Tylko tyle i aż tyle. Tym bardziej, że bardzo często przypadek decyduje o tym, że się coś odkryje. Z jednym z moich doktorantów czekaliśmy dwa lata na jeden transformant, który mu pozwolił ruszyć z kopyta z badaniami. A odkryliśmy go przez przypadek, bo płytka została za długo w cieplarce. Okazało się, że urosła jedna kolonia i to była właśnie ta, na którą tyle czasu czekaliśmy.

Po tych pięciu latach pracy zagranicą pokusiłby się Pan o stwierdzenie, co jest siłą a co słabością polskiej nauki?

Bardzo dużo czasu musimy poświęcić na administrację i dydaktykę. Lubię uczyć, to była jedna z rzeczy, dla której zostałem na uczelni – któregoś razu obudziłem się i pierwsza myśl, jaka mi się pojawiła w głowie, była „chcę być nauczycielem”. Ale potrzebny jest też czas na własne badania. To one przecież są kluczowe w mojej pracy.

Uczenie innych też jest twórcze, otwiera umysły.

Oczywiście. Bardzo lubię, kiedy studenci przychodzą do laboratorium. Wielu rzeczy nie umieją, ale się uczą i zaczynają widzieć sens tego, co robią. Praca z mniejszą grupą ludzi, którzy rozwijają się pracując nad jakimś wybranym tematem, to jest super sprawa. Z kolei na wykładach zadaję dużo pytań. Nie wiem, czy studenci to lubią, ale wychodzę z założenia, że nie ma głupich odpowiedzi. Pytam i czekam. Jeśli odpowiedź mnie nie satysfakcjonuje, to wskazując im kierunek, czekam, czy są w stanie sami siebie skorygować.

Nie podoba mi się wyścig. Publikujemy na potęgę, bo jesteśmy za te publikacje oceniani. Ten pośpiech z kolei bardzo często skutkuje tym, że się tym wynikom nie przyglądamy wystarczającą ilość czasu. A moglibyśmy często dojść do wniosków, które pchnęłyby nas w innym, nowym kierunku

Czyli stawia Pan na myślenie.

Wiele razy słyszałem to od studentów. Dla mnie to jest niesamowite uczucie, kiedy widzę na ich twarzach uśmiech, bo coś zrozumieli, doszli do istoty zagadnienia. Przecież to jest fantastyczne. I oczywiście chodzi o to, żeby złapać balans pomiędzy dydaktyką, administracją a własną pracą badawczą, czyli po prostu umieć się zorganizować. Choć nie da się ukryć, że na stażach podoktorskich było mi najlepiej.

Bo?

W ogóle nie miałem dydaktyki. Miałem jednego studenta, który prowadził ze mną badania. Mogłem go przeprowadzać przez kolejne etapy. Uczyć tego, czego nie umie, tak, by zrobił to, co miał zrobić.

Wie Pan, że kiepski naukowiec nie przekaże najnowszej wiedzy z danej dziedziny.

To prawda, naukowiec powinien się dzielić wiedzą, więc proces dydaktyczny jest z nami nierozerwalnie związany. Chciałbym tylko, żeby bilansował się z częścią badawczą, która rozwija badacza, choć czasem przynosi nieoczekiwane wyzwania.

Jakie?

We Francji dostałem pod opiekę studentkę – ona prawie nie mówiła po angielsku, ja mówiłem bardzo słabo po francusku. Francja zmusiła mnie do nauki francuskiego. Jeśli chce się tam żyć, to trzeba mówić w tym języku. Ale Julie mówiła po angielsku jeszcze gorzej niż ja po francusku, a jakoś się musieliśmy dogadać. I to mi dało dużo pewności siebie, bo zrozumiałem, że nawet jeśli gramatycznie mówię beznadziejnie, ale mówię komunikatywnie, to jestem w stanie dogadać się z drugim człowiekiem.

Przeskoczył Pan barierę, która blokuje wielu Polaków – boimy się mówić w obcych językach, bo chcemy być perfekcyjni i boimy się błędów. 

To jest kompletnie niepotrzebny lęk. Kiedy przyjeżdżają do nas obcokrajowcy i uczą się polskiego, to nawet jak mówią niepoprawnie, jesteśmy w stanie ich zrozumieć. I o to zrozumienie chodzi. 

Funkcja szefa WZB – to był kolejny stopień w karierze, czy raczej wyzwanie?

Wyzwanie. Z jednej strony naszym zadaniem jest praca nad praktycznymi zastosowaniami, a więc wdrożeniami rozwiązań biotechnologicznych opracowanych przez nasz zespół. Z drugiej, każdy nas jest doświadczonym naukowcem, każdy wie, co chce robić. Wyzwaniem jest stworzenie wspólnej drogi, bo zajmujemy się zagadnieniami od bakteriofagów, przez drożdże i rośliny po nanotechnologie lipidowe. Jednocześnie każdy z nas ma takie kompetencje, które się nawzajem uzupełniają i to jest niesamowitą siłą napędową, że każdy może wnieść do tego zespołu coś, czego nie ma ten drugi. I to chyba wpływa na ten sukces.

To na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu powstał w Polsce pierwszy kierunek o nazwie biotechnologia. Wywalczył to, nie bez oporów w Warszawie, prof. Leszczyński. Ma Pan poczucie ciągłości i tradycji?

Tradycja jest ważna. Mamy biotechnologię, która jest jedną z najlepszych w kraju, więc chyba każdy ma tego świadomość i każdy chce, żeby była jeszcze lepsza. Sam mówię studentom by patrzyli na historię odkrywania nowych leków czy technologii. Jeśli nie patrzymy w przeszłość, nie uczymy się na błędach czy sukcesach naszych poprzedników, to nie pójdziemy do przodu. Po co wyważać otwarte drzwi?

Kiedyś wydawało się, że postęp w nauce polega na indywidualnej iluminacji. Dzisiaj można odnieść wrażenie, że w ogromnej mierze polega on na czytaniu literatury i wyłapywaniu u innych luk, które można wypełnić. Taki rozwój przez pączkowanie w obiegu zamkniętym.

Rzeczywiście, jak czyta się literaturę, to się widzi, że autor publikacji nie dostrzegł, że ma coś ciekawego niemalże pod nosem, bo tak bardzo skupiał się na czymś innym, a przypadkiem wyszło mu coś, czego nie docenił, czy nie zauważył. Ale bardzo dużo daje dyskusja z naukowcami na świecie – od tego są konferencje. Czytanie literatury to jedno, ale publikujemy tylko to, co wychodzi, a przecież 90 procent eksperymentów nie wychodzi. I ciekawa jest odpowiedź na pytanie, dlaczego tak się dzieje? Wspólna dyskusja ludzi, z których każdy ma inny punkt widzenia, jest szalenie inspirująca i jest motorem do  pracy. A poza tym takie kontakty rodzą współpracę. Wracając zaś do literatury – trzeba być z nią na bieżąco nie tylko jako naukowiec. Trzeba patrzeć, w którym kierunku idą ludzie, co się aktualnie dzieje, co wychodzi, a co można usprawnić. To jest ważne nie tylko w nauce, ale też w przemyśle. Nasi absolwenci przecież idą do pracy do przemysłu i mają być specjalistami w swojej działce. Żeby nadążyć za tym, co się dzieje w świecie, muszą czytać najnowsze doniesienia ze swojej dziedziny, inaczej zatrzymują się na stanie wiedzy z okresu swoich studiów. A za 10, 20 lat będzie to niemalże prehistoria.

Wydaje się, że nauka przyspieszyła, podobnie zresztą jak cały świat. Dzisiaj profesorem można zostać mając 35 lat. I to profesorem z dużym dorobkiem naukowym.

To są fascynujące osobowości, bo widać w tych ludziach pasję, która pozwoliła im dojść do tego celu w tak krótkim czasie. Tak więc pasja pomaga, ale u nas, mówiąc kolokwialnie, trzeba czekać aż coś wyrośnie, a potem się widzi, że wyrosło nie tak, jak chcieliśmy. I trzeba wrócić do początku i znowu zaczynać wszystko od nowa. A to trwa. Jeśli jednak mówimy o tempie w nauce, to przyznam, że nie podoba mi się wyścig. Publikujemy na potęgę, bo jesteśmy za te publikacje oceniani. Ten pośpiech z kolei bardzo często skutkuje tym, że się tym wynikom nie przyglądamy wystarczającą ilość czasu. A moglibyśmy często dojść do wniosków, które pchnęłyby nas w innym, nowym kierunku.  

Dlaczego zajmuje się Pan drożdżami? Co takiego w nich jest oczywiście oprócz tego, że są okrętem flagowym Wydziału Bitechnologii i Nauk o Żywności Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, z którym jest Pan związany?

I znów przypadek. To profesor Małgorzata Robak zainteresowała mnie drożdżami Yarrowia lipolytica i tematem glikozylacji białek. Stąd później ta Szwajcaria i Zurych. Kiedy zacząłem się wdrażać w ten temat, czytać więcej literatury, to okazało się, że nasze drożdże nadają się do wielu różnych procesów. Są to mikroorganizmy lubiące związki ropopochodne, stąd bardzo dobrze nadają się do procesów bioremediacji gleby, która jest takimi związkami zanieczyszczona. Jednym z projektów, w którym pracowałem było oczyszczanie gleby w nasycalni podkładów kolejowych, co zresztą się udało. Inną z cech charakterystycznych drożdży Y. lipolytica jest wydzielanie dużej ilości enzymów do podłoża hodowlanego, a zatem ich szlak sekrecyjny białek funkcjonuje bardzo dobrze, co czyni je idealnym kandydatem do zastosowania w produkcji białek o znaczeniu terapeutycznym. Dzięki tym drożdżom mamy również erytrytol, bezpieczny dla diabetyków słodzik. Dużo wiemy o szlaku jego produkcji, ale wciąż tu są jeszcze obszary do odkrycia. Ta wielokierunkowość możliwości zastosowania tych drożdży w wielu różnych gałęziach przemysłowych jest szalenie inspirująca. Ja sam bardzo długo zajmowałem się i wciąż zajmuję produkcją lipidów z ich udziałem. We Francji pracowałem w projekcie „ProBio3”, którego celem miała być produkcja lipidów z udziałem mikroorganizmów, w tym drożdży Y. lipolytica, z przeznaczeniem do produkcji paliw lotniczych. Jednym z partnerów w tym projekcie była firma Airbus. Dzisiaj wiemy, że produkcja olejów z drożdży z przeznaczeniem na biopaliwa nigdy nie będzie na tyle opłacalna, by przebić produkcję paliw z surowców roślinnych czy kopalnych. Jednocześnie cały czas szukamy alternatywy dla paliw kopalnych w postaci biodiesla czy etanolu. Projekt „ProBio3” pokazał, że paliwo z drożdży jest nieopłacalne, ale za to same drożdże Y. lipolytica stały się organizmem modelowym w badaniach biosyntezy lipidów. Dzisiaj, dzięki dostępności narzędzi biologii syntetycznej możemy ten szlak dowolnie modyfikować i produkować pochodne lipidów przydatne w medycynie, farmacji czy kosmetologii. Dla mnie drożdże Y. lipolytica są fascynujące i na tyle uniwersalne, że wciąż jest w nich wiele do poznania, także myślę, że będę się nimi zajmował do emerytury. 

Kiedy wchodzi Pan do laboratorium, to rozmawia Pan ze „swoimi” drożdżami?

Mówię do nich, jak do zwierzaka w domu. Najpierw słyszą więc „weźcie, róbcie wreszcie to o co was od roku proszę”, a jak widzę, że znowu nie wyszło, to się denerwuję i wtedy im wyrzucam „czemu nie chcecie ze mną współpracować?”.

rozmawiała Katarzyna Kaczorowska 

• 

  W stronę uczelni badawczej dzięki Wiodącym Zespołom Badawczym

  Działalność Wiodących Zespołów Badawczych to między innymi ponad 1300 publikacji naukowych i ponad 100 projektów, na które uzyskano niemal 100 milionów złotych dofinansowania.

• 

  Prof. Hadaś: – Szkoła Doktorska to rewolucja

  Prof. Tomasz Hadaś, członek Rady Szkoły Doktorskiej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, w roku akademickim 2021/2022 przewodniczący jej komisji rekrutacyjnej przyznaje, że coraz częściej kandydaci do SD wiedzą, czego chcą i od szkoły, i od promotora. Wciąż jednak nie doceniają znaczenia umiędzynarodowienia.