Siedmioro wspaniałych

„Innowacyjny Doktorat” to pomysł prorektora ds. nauki i współpracy z zagranicą Jarosława Bosego, który do Rady Programowej dla studiów doktoranckich krajowych i międzynarodowych zaprosił pięcioro młodych, ale już doświadczonych badaczy. Spośród zgłoszonych do konkursu doktoratów Rada miała wybrać te najlepsze i wybrała. Sylwia Stegenta i Daniel Szyjewicz z Wydziału Przyrodniczo -Technologicznego, Edyta Wojtas z Wydziału Biologii i Hodowli Zwierząt, Marta Czarnecka i Piotr Hapeta z Biotechnologii i Nauk o Żywności, Kamila Pawłuszek z Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji oraz Marcin Michałek z Medycyny Weterynaryjnej. To siedmioro najlepszych, którzy – jak sami mówią – przyznane im pieniądze wydadzą na staże i na badania. – „Innowacyjny Doktorat” ma być przepustką w dorosłe życie naukowe. Chcemy w tym konkursie wyłowić ludzi zdolnych, pracowitych i ambitnych, którzy mają ciekawe pomysły badawcze. I pomóc im je zrealizować – wyjaśnia prof. Bosy. – Niech się uczą od najlepszych. Niech nawiązują kontakty. W globalnym świecie nauka jest równoznaczna z otwartością, wymianą doświadczeń, poznawaniem kultury zarządzania projektami, współpracą. A my chcemy im pomóc.

Geodezja dla bezpieczeństwa

Kamila Pawłuszek, która zajmuje się wykorzystaniem danych lotniczego skaningu laserowego oraz satelitarnej interferometrii radarowej w inwentaryzacji i monitorowaniu obszarów osuwiskowych, zapytana, na co wyda stypendium, odpowiada: – Na staż. Świat jest książką i ci, którzy nie podróżują, czytają tylko jedną stronę, dlatego też zależy mi na wyjazdach na zagraniczne uczelnie, poszerzaniu sieci kontaktów i współpracy, poznawaniu innych systemów pracy i po prostu zdobywaniu doświadczenia w zagranicznych jednostkach naukowych.

Kamila wybrała geodezję, bo chciała połączyć wodę z ogniem – znaleźć kompromis pomiędzy pracą za biurkiem a niechęcią do siedzenia w jednym miejscu.

– Lubię rozwój, postęp techniczny i innowacyjność, a nowoczesnej geodezji tego wszystkiego nie brakuje – uśmiecha się doktorantka profesora ANDRZEJA BORKOWSKIEGO, która bada naturalne osuwiska w Karpatach. – Dokładniej zaś identyfikuję je i monitoruję, analizując dane pozyskane z lotniczego skaningu laserowego, jak i z satelit. Oczywiście ten monitoring jest niezbędny nie tylko dla samej wiedzy, ale też dla całego systemu zabezpieczania i zarządzania ryzykiem osuwiskowym. Osuwiska bowiem mogą stanowić zagrożenie dla ludzi – wyjaśnia Kamila Pawłuszek i precyzuje, na czym polega jej praca naukowa: skaner laserowy znajdujący się na pokładzie samolotu podczas nalotu wysyła wiązkę lasera do powierzchni ziemi i odbiera sygnał. – Analiza tych sygnałów pozwala na zbudowanie precyzyjnego Numerycznego Modelu Terenu, na podstawie którego możliwa jest identyfikacja osuwisk. Ponad to pozyskanie danych z dwóch różnych okresów pozwala na monitorowanie deformacji powierzchni terenu, czyli mówiąc wprost, umożliwia obserwację tego, co się dzieje w skarpach, uskokach, i czy to, co się dzieje, może być niebezpieczne.

Kamila Pawłuszek zapytana, czy wybór geodezji nie wywoływał zdziwienia wśród znajomych, kiwa głową: – Zawsze sama decydowałam o swoich wyborach życiowych. Po klasie matematyczno- fizycznej w liceum szukałam ciekawych studiów, które dają możliwości rozwoju, i interesującej pracy. Geodezja dokładnie taka jest, coraz większy odsetek studentów na tym kierunku to dziewczyny, a jeszcze do niedawna stereotypowy geodeta kojarzył się z panem w kaloszach i ocieplanej kurtce. Dzisiejsza geodezja to w dużej mierze praca z komputerem, z wykorzystaniem nowych sensorów, np. skaning laserowy czy bezzałogowe systemy latające, specjalne oprogramowanie, a nie z miarką i notatnikiem.

Lecytyna dla krów

Na brak pracy „terenowej” nie może też narzekać Edyta Wojtas – która już w średniej szkole wiedziała, co chce studiować. Jej rodzice mają gospodarstwo rolne i to od nich dostała w prezencie pierwszą własną krowę – Tosię, rasy Montbeliarde. Dzisiaj ma już własne stado, ale Tosia wciąż jest tą pierwszą i wita się z nią, kiedy wraca do domu zmęczona po zajęciach. – Zwierzęta wyczuwają stan, w jakim znajduje się człowiek. To, że nie mówią, nie znaczy, że nie potrafią się komunikować. Trzeb a tylko nauczyć się ich behawioru – tłumaczy Edyta Wojtas, która w swoim doktoracie (pod opieką profesora Andrzeja Zachwiei) –jakże by inaczej – zajmuje się krowami. – A dokładniej tymi, które w największym stopniu są narażone na zaburzenia metaboliczne na początku okresu laktacji. W swojej pracy naukowej badam wpływ zastosowania lecytyny sojowej u krów otłuszczonych (z nadwagą) w okresie około porodowym na stan ich zdrowia, jakość siary i dalej, na wyniki wychowu cieląt. Lecytyna zawiera głównie kwas linolowy, który w żwaczu ulega przemianie do formy sprzężonego kwasu linolowego, wykazującego właściwości antyoksydacyjne. To w znacznym stopniu może decydować o wzmocnieniu bariery immunologicznej organizmu w okresie wzmożonej aktywności metabolicznej krów.

Doktorantka prof. Zachwiei przyznaje, że zajęła się badaniem krów otłuszczonych, bo te na skutek nieprawidłowego żywienia częściej chorują. – Ich stan zdrowia ulega pogorszeniu w pierwszych miesiącach po wycieleniu, obserwuje się mniejsze pobranie paszy i utratę kondycji, pojawiają się kulawizny, występują zaburzenia rozrodu, co w efekcie prowadzi do szybszego brakowania ze stada –już po dwóch– trzech laktacjach – mówi Edyta Wojtas i przyznaje , że w swojej pracy naukowej udało jej się połączyć pasję z ciekawością i głodem wiedzy. Tą pasją jest po prostu własne gospodarstwo, które dostała po rodzicach, a głód wiedzy zaspokaja na uczelni. – Staram się moim krowom zapewnić jak najlepsze warunki, a wiedza, jaką zdobyłam na studiach i którą zdobywam teraz, przy pracy nad doktoratem, tylko mi pomaga – uśmiecha się Edyta, która swoją przygodę z nauką zaczęła oczywiście w Studenckim Kole Naukowym Hodowców Bydła. – A po rozmowie z promotorem zdecydowałam się wziąć udział w konkursie. W nauce trzeba się nieustannie konfrontować, poddawać ocenie to, co się robi. A konkurs przecież jest niczym innym, jak oceną właśnie.

Edyta chce wszystkie środki finansowe przeznaczyć na odczynniki, sprzęt laboratoryjny oraz testy diagnostyczne, za pomocą których będzie mogła oszacować wartości wybranych wskaźników.

Dla serca kota i psa

Ze zwierzętami pracuje też Marcin Michałek, który w swoim doktoracie zajmuje się oceną statusu oksydacyjnego u psów z przewlekłą chorobą zwyrodnieniową zastawek przedsionkowo-komorowych i kotów z kardiomiopatią przerostową, a który weterynarię wybrał, bo medycyna od zawsze wydawała mu się ambitna i pełna wyzwań, a że zwierzęta towarzyszyły mu od dziecka i od dziecka darzył je sympatią – jak przyznaje, decyzja była oczywista. Czy w związku z tematem doktoratu będzie kardiologiem psów i kotów?

– Jeszcze bardzo długa droga przede mną. Kardiologia jest przede wszystkim bardzo rozległą dziedziną – od elektrokardiologii, poprzez diagnostykę obrazową, po kardiologię inwazyjną. Z pewnością jest jednak ciekawą i bardzo dynamicznie rozwijającą się specjalizacją – przyznaje Marcin Michałek, któremu temat pracy doktorskiej zasugerowała promotor, profesor Agnieszka Noszczyk-Nowak.

– Temat jest też bardzo na czasie, aktualnie publikuje się bardzo wiele prac z tego zakresu. Stres oksydacyjny to równowaga pomiędzy reaktywnymi formami tlenu a mechanizmami antyoksydacyjnymi organizmu, to jest możliwościami ich neutralizacji. Zachwianie tej równowagi prowadzi do uszkodzeń na poziomie komórkowym organizmu, co może przekładać się na stan kliniczny pacjenta. Jest to element wikłający wiele przewlekłych chorób, nie tylko sercowo-naczyniowych. Ja w swojej pracy chciałbym zbadać, na ile procesy te są istotne w najczęstszych chorobach serca u psów i kotów, tj. odpowiednio chorobie zwyrodnieniowej zastawek przedsionkowo-komorowych i kardiomiopatii przerostowej. Całość przyznanego mi finansowania przeznaczona zostanie na odczynniki do oznaczenia wybranych parametrów stresu oksydacyjnego, które – niestety – nie należą do najtańszych – tłumaczy lekarz medycyny weterynaryjnej i dodaje, że już w czasie studiów starał się po zajęciach chodzić do gabinetów specjalistycznych, by zdobywać wiedzę od tej bardziej praktycznej strony.

– A teraz, na studiach doktoranckich, wyzwaniem jest połączenie pracy naukowej z kliniczną oraz dydaktyczną – przyznaje Marcin Michałek, który nie kryj e, że choć psy i koty to zazwyczaj bezproblemowi i bardzo wdzięczni pacjenci, to jednak bywają to też chorzy wymagający pod względem diagnostycznym. – Tym bardziej że jako jednostka referencyjna przyjmujemy skomplikowane przypadki kierowane do nas z całego kraju.

Doktorant prof. Noszczyk-Nowak, pytany, jak w swojej pracy łączy empatię z dociekliwością badacza, odpowiada: – Na szczęście moje badania nie wiążą się w jakimkolwiek stopniu z przeprowadzaniem inwazyjnych procedur u zwierząt. Wszystkie badane parametry oznaczane są z krwi lub moczu, a więc materiału, który rutynowo pobiera się od każdego pacjenta jako element podstawowego badania klinicznego.

Dla zdrowia ludzi

Dociekliwość jest też niezbędna u kolejnych laureatów konkursu „Innowacyjny Doktorat”: Sylwii Stegenty i Daniela Szyjewicza. Sylwia w swojej pracy zajmuje się kinetyką wytwarzania tlenku węgla w trakcie kompostowania odpadów, a Daniel – modelowaniem nacisków powierzchniowych jabłek w warunkach obciążeń udarowych za pomocą metody elementów skończonych. Sylwia Stegenta, drobna brunetka, uśmiecha się, kiedy słyszy pytanie, jak bada pryzmy kompostowe.

– Hm, badanie jest bardzo ciężkie, i to dosłownie, bo trzeba wbić ciężką sondę w pryzmę. Ale nie mogę narzekać na brak pomocy i wsparcia. Tam, gdzie jeżdżę, do różnych zakładów utylizacyjnych, zawsze mogę liczyć na ludzi, którzy rozumieją, że moje badania są ważne i dla nich. Sylwia wyjaśnia, że wewnątrz pryzmy kompostu zachodzą procesy, w wyniku których następuje emisja tlenku węgla. – Do tej pory nikt właściwie tego nie badał, nie interesowano się, w jaki sposób na ilość tlenku węgla wpływa na przykład temperatura. A tymczasem okazuje się, że w pryzmach kompostu stężenie tego gazu może wynosić nawet kilka tysięcy ppm, przy uznawanej za groźne dawce 150 ppm. Oznacza to możliwość wystąpienia zawrotów czy bólu głowy u osób, które są w pobliżu takiej pryzmy. Oczywiście te wysokie wartości obserwowaliśmy wewnątrz pryzmy, a jego stężenie na zewnątrz ulega rozproszeniu, niemniej zagrożenie dla zdrowia jest realne. Sylwia Stegenta, która od zawsze fascynowała się ochroną środowiska, w liceum uczyła się w klasie biologicznej i wszystkich znajomych i rodzinę nieustannie dokształca.

Prowadzi zajęcia z edukacji ekologicznej i uważa, że naprawdę mamy wpływ na środowisko, w którym żyjemy – poprzez własne postawy; nie kryje też, że fundusze, zdobyte w konkursie „Innowacyjny Doktorat”, będzie chciała wydać na badania laboratoryjne, aby dokładnie zbadać wpływ parametrów na stężenia tlenku węgla.

– To niesamowite uczucie, kiedy robi się coś, co było w zasięgu ręki dla wielu, ale nikt nie wpadł na to, by się tym zająć. Więc zajęłam się ja i mam coraz silniejsze poczucie, że to, co robię, jest ważne i potrzebne zwykłym ludziom.

Ludziom (konsumentom i sadownikom) przydadzą się też badania Daniela Szyjewicza. Absolwent klasy śląskoznawczej jednego z wrocławskich liceów bada jabłka.

 – A dokładniej jadę do sadów pod Wrocław, kupuję 200 kilogramów jabłek o takich samych parametrach i badam, przy jakiej energii w chwili zderzenia dochodzi do uszkodzenia tkanki miąższu jabłka. Kolejnym krokiem jest stworzenie modelu dyskretnego wykorzystującego metodę elementów skończonych. To metoda wymyślona nie dla sadowników, ale sadownikom może się przydać. Prowadzone badania pozwolą ograniczyć powstawanie uszkodzeń jabłek w trakcie zbioru, transportu oraz przechowywania, dzięki czemu producenci będą mogli uzyskać wyższą cenę, a konsumenci jabłka wysokiej jakości, natomiast modele MES mogą pomóc np. w projektowaniu nowych linii technologicznych – przyznaje Daniel i zdradza, że interesuje go jako badacza to, co się dzieje pod skórką jabłka, czyli mówiąc wprost – jak się psuje owoc wskutek rozmaitych nacisków i uderzeń. – Ale nie wyładowuję złości na jabłkach, choć uderzam owocem o owoc. To swoją drogą niesamowite, zdarza się, że z wierzchu nie widać żadnej zmiany, ale po obraniu skórki po czterech dniach widać, że miąższ brązowieje. Zajmuję się w gruncie rzeczy energią kinetyczną uderzenia, siłą oddziaływania nacisku, ale moja praca badawcza wymaga nie tylko wiedzy z biologii i cierpliwości... – uśmiecha się Daniel Szyjewicz, który – żeby sprawdzić, jak zachowują się „jego” jabłka, musi je obrać. Każde. I to nie nożem, ale skalpelem. Bardzo cieniutko.

– To jest prawdziwe ćwiczenie cierpliwości badacza, obrać 200 kilogramów jabłek skalpelem... – wzdycha z wyraźnym rozbawieniem i dodaje, że pieniądze, jakie dostanie, wyda oczywiście na zakup owoców do badań – jabłek odmian m.in. Idared i Gala z trzebnickich sadów.

– Część otrzymanych środków będę chciał przeznaczyć na dodatkowe szkolenie z modelowania metodą elementów skończonych, które wykorzystam w swoim doktoracie, bo ta pragmatyka jest niezwykle skomplikowana, a oprogramowanie, z którego korzystam, zostało stworzone w zupełnie innym celu – mówi Daniel Szyjewicz.

Dla biopaliw

Na staż, ale przede wszystkim na badania, pieniądze przyznane z konkursu wyda Piotra Hapeta, który analizuje regulację metabolizmu cukrów u drożdży Yarrowia lipolytica. – Moim promotorem jest Waldemar Rymanowicz, a opiekunem Zbigniew Lazar. I to pan Lazar namów ił mnie na pierwszy wyjazd do ośrodka pod Paryżem, gdzie też prowadzą badania dotyczące biotechnologicznego wykorzystania drożdży. Wyjechałem tam dzięki rodzicom, bo tato sfinansował mi miesięczny pobyt, ale to była niezwykła przygoda  i wtedy zrozumiałem, że nauka to jest to – uśmiecha się Hapeta, który dodaje, że to rodzice zmusili go do studiów magisterskich.

– Chciałem studiować weterynarię, ale się nie dostałem. Wybrałem studia inżynierskie i z dyplomem zamierzałem pójść do pracy, ale rodzice tłumaczyli, że jak już powiedziałem „a”, to dobrze byłoby powiedzieć „b”, i zacząłem drugi stopień. A potem spodobał mi się temat pracy magisterskiej, zajmowałem się glikozylacją białek u drożdży Yarrowia lipolytica. Kropką nad „i” były staże we Francji – przyznaje doktorant, który w aplikacji konkursowej napisał: „Drożdże Yarrowia lipolytica są niezwykle atrakcyjnymi mikroorganizmami znajdującymi zastosowanie w różnorodnych procesach biotechnologicznych, takich jak produkcja dodatków do żywności, związków zapachowych, biopaliw czy białek o znaczeniu terapeutycznym. Generuje to konieczność dogłębnego poznania ich metabolizmu, co pozwoli na lepsze projektowanie i optymalizację procesów prowadzonych z udziałem tych żywych mikrofabryk. Pomimo licznych badań nad tym gatunkiem drożdży, wiedza dotycząca metabolizmu cukrów (stanowiących istotny substrat w procesach biotechnologicznych), a w szczególności regulacji tych przemian wciąż wymaga uzupełnienia. Niniejszy projekt skupia się na szczegółowym poznaniu szlaków metabolicznych wykorzystujących cukry oraz glicerol, ich regulacji oraz wzajemnych powiązań”.

A jaki ma być efekt doktoratu Piotra Hapety?

„Konstrukcja szczepu Y. lipolytica wydajnie wykorzystuje substraty cukrowe i glicerol, również występujące w mieszaninie, w celu efektywnej produkcji lipidów. Uzyskane wyniki pogłębią wiedzę nt. ekspresji genów oraz funkcji kodowanych przez nie białek u drożdży Y. lipolytica. Analiza związku glicerolu i glukozy z procesem represji katabolicznej pozwoli poznać wzajemne oddziaływania poszczególnych szlaków tych drożdży oraz precyzyjnie ustalić ich preferencje w wytwarzaniu i magazynowaniu energii. Prawdopodobny mechanizm represji genów glicerolem może wskazać nowy, nie występujący u drożdży Saccharomy cesce revisiae sposób regulacji metabolizmu. Zrozumienie wspomnianych mechanizmów pozwoli na precyzyjne projektowanie procesów biotechnologicznych prowadzonych z udziałem Y. lipolytica, w kierunku produkcji dodatków do żywności, biopaliw i enzymów technologiami przyjaznymi środowisku naturalnemu”.

Dla suplementów

Z Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności jest też Marta Czarnecka, która w swojej pracy doktorskiej zajmuje się syntezą i badaniem aktywności antyproliferacyjnej oraz antydiabetycznej nowych polifenolowych lizofosfolipidów. A we wniosku konkursowym wyjaśniała: „Wraz z dynamicznym rozwojem cywilizacji proporcjonalnie rośnie liczba zachorowań, w ograniczeniu których można by zastosować związki polifenolowe będące roślinnymi metabolitami wtórnymi, posiadającymi potwierdzone w literaturze właściwości antynowotworowe, przeciw cukrzycowe, hepato-, kardio- i neuroprotekcyjne. Pomimo szeregu użytecznych dla człowieka aktywności biologicznych kwasów fenolowych ich biodostępność w organizmie jest stosunkowo znikoma, stąd wciąż poszukiwane są nowe metody zwiększania ich praktycznego zastosowania w zapobieganiu i leczeniu chorób cywilizacyjnych. Celem projektu badawczego jest uzyskanie nowych preparatów fosfolipidowych o działaniu terapeutycznym. W tym celu kwasy fenolowe, których aktywność antynowotworowa i przeciwcukrzycowa została potwierdzona licznymi badaniami naukowymi, zostaną wprowadzone w strukturę glicerofosfocholiny w pozycji sn-1. Wszystkie otrzymane w trakcie badań polifenolowe lizofosfolipidy zostaną następnie przebadane pod kątem aktywności przeciwcukrzycowej poprzez testowanie ich zdolności do inhibicji α–glukozydazy i dipeptydylopeptydazy- 4 (DPP-4). Badania biologiczne będą obejmowały również sprawdzenie aktywności antyproliferacyjnej otrzymanych lizofosfatydylocholin w stosunku do wybranych linii komórek nowotworowych”.

– Modyfikuję kwasy fenolowe występujące w roślinach w celu zwiększenia ich biodostępności. Kończyłam biotechnologię, moim promotorem jest profesor Czesław Warzeńczyk, a pomocniczym doktor Anna Gliszczyńska. Interesują mnie substancje, które w przyszłości mogłyby być wykorzystywane jako suplementy diety. Żyjemy w czasach, w których tempo życia i zasięg tak zwanych chorób cywilizacyjnych narzucają nam konkretne rozwiązania. Jednym z nich jest suplementacja, czyli dostarczanie organizmowi substancji korzystnych dla jego zdrowia czy kondycji – tłumaczy Marta Czarnecka, która przyznane pieniądze wyda na syntezę nowych związków oraz badanie ich właściwości biologicznych.

60 tysięcy dla ambitnych

Przygotowany przez Radę Programową wniosek konkursowy „Innowacyjnego Doktoratu” bazował na wniosku do programu „Preludium” Narodowego Centrum Nauki i nie zawierał oceny opiekuna doktoranta. Kluczowy dla oceny był projekt. – W ministerialnym „Preludium” można dostać około 100 tysięcy złotych na dwa lat a, w naszym konkursie wewnętrznym – 60 tysięcy – zachęcał prorektor ds. nauki Jarosław Bosy, nie kryjąc, że u odważnych oceniony został pomysł badawczy, jego potencjał naukowy i innowacyjny.

kbk