Fot. Archiwum prywatne

We wrześniowym numerze czasopisma „Cell” z 2019 r. ukazał się artykuł A Bacterial Effector Mimics a Host HSP90 Client to Undermine Immunity, którego jesteście Państwo współautorami. Czego dokładnie dotyczy publikacja?

Magdalena Krzymowska: To, co nas interesuje, to odpowiedź roślin na czynniki chorobotwórcze. To, w jaki sposób rośliny odpowiadają na atak patogena i to, co jest dla mnie najciekawsze, w jaki sposób patogeny manipulują odpowiedzią obronną gospodarza. Potrafią zablokować ją w różny sposób, interferować i spowodować, że roślina nie jest w stanie się bronić. Od wielu lat badamy tzw. efektory, czyli białka, które są wydzielane przez bakterie i wstrzykiwane bezpośrednio do komórki gospodarza. To, że zajęliśmy się akurat białkiem HopBF1, to wynik różnych koincydencji. HSP90 to białko opiekuńcze, które jest bardzo szeroko konserwowane. Występuje w bakteriach, drożdżach, u człowieka i w roślinach. Jest to białko, które pomaga innym białkom przybierać odpowiednią strukturę, lub – jeśli na terenie komórki znajdzie się białko, które ma nieprawidłową strukturę – pomaga je degradować. To bardzo istotne białko. Fakt, że patogen wybrał sobie za obiekt białko powszechnie występujące, a ponadto takie, które uczestniczy w odpowiedziach obronnych, to przejaw bardzo zmyślnej strategii, która jest odbiciem ewolucji.

Czy można mówić o konkretnym, mierzalnym efekcie tych prac?

M.K.: Badania, które prowadzimy, to badania podstawowe. Badamy, w jaki sposób odbywa się gra między patogenem a rośliną. Roślina przecież też nie pozostaje bierna i próbuje się bronić. To, że mówimy o podstawowej nauce, nie przekreśla możliwości jej wykorzystania na różnych polach. Po naszej publikacji, w „Nature” ukazał się komentarz, w którym pisano, że nasze odkrycia można wykorzystać w hodowli zbóż, żeby wzmacniać ich naturalną odporność. Wskazano również na hipotetyczne użycie tego bakteryjnego efektora np. do zwalczania komórek nowotworowych. Białko HSP90 sprawia, że komórki te łatwiej się proliferują. Można sobie wyobrazić, że efektor, który będzie uderzał bezpośrednio w to białko, będzie wspomagał terapię.

Najbardziej spektakularnym przykładem zastosowania wyników pracy nad efektorami są efektory TAL z bakterii z rodzaju Xanthomonas. Tutaj też chodziło o czystą naukę. Naukowcy po prostu chcieli wiedzieć, w jaki sposób działa tego typu efektor. Okazało się, że mamy tu do czynienia z czynnikami transkrypcyjnymi, które wnikają do jądra komórkowego. Później łączą się ze specjalnymi sekwencjami w promotorze i aktywują te geny, których produkty korzystnie działają dla rozwoju infekcji. W toku badań odkryto, że system doboru aminokwasów, czyli składników białka, jest bardzo ściśle zdeterminowany i pozwala na łączenie się z konkretną sekwencją w DNA. Złamanie tego kodu i sprawdzenie, jak to białko łączy się z DNA, sprawiło, że naukowcy zaczęli projektować własne białka, które łączyły się z konkretną sekwencją DNA. Tak podjęto skuteczne próby wprowadzania obcego DNA w konkretne miejsce w genomie. Po pojawieniu się technologii CRISPR technika ta została trochę zapomniana.

Ile czasu minęło od zgłoszenia do publikacji artykułu?

Jacek Hennig: Trudno określić to dokładnie, bo trzeba powiedzieć jasno, że to jest praca wielu zespołów. To nie jest tylko nasze osiągnięcie. W dużej mierze zawdzięczamy je naszemu koledze, dr. hab. Krzysztofowi Pawłowskiemu z SGGW, który jest bioinformatykiem. On miał pomysł na poszukiwania białek, które są kinazami, i które według powszechnie stosowanych reguł i zasad, niekoniecznie są skatalogowane jako kinazy. Przyszedł do nas i powiedział: „Jest taka sekwencja, która znajduje się również w bakterii (Pseudomonas syringae), którą wy się zajmujecie. Czy jesteście w stanie potwierdzić, że to jest białko o charakterze kinazy?”

Jednocześnie skontaktował się z zespołem amerykańskim na Uniwersytecie Południowego Teksasu w Dallas. Tamtejszy zespół naukowców również zainteresował się tematem. Doszliśmy do wniosku, że wspólnie spróbujemy rozwikłać tę zagadkę: Amerykanie – wykorzystując model ludzki, a my – roślinny. I ta „mokra robota” trwała 3 lata. Sam proces finalizowania publikacji trwał ponad rok.

Macie Państwo publikację w „Cell” – wyróżnienie Państwa pracy na polu międzynarodowym. I co dalej? Czy to otwiera Państwu kolejne drzwi?

M.K.: Otrzymaliśmy dotację na ten projekt za drugim podejściem. Recenzenci jako słaby punkt projektu wskazali wysokie ryzyko niepowodzenia… Być może teraz będzie trochę łatwiej dostać kolejny projekt?

J.H.: Ja myślę, że nie. Być może to też specyfika naszej pracowni. Nasze osiągnięcia dotychczas nie zostały w Polsce nagłośnione. Oczywiście nie o to chodzi, że robiliśmy to dla poklasku, ale też nie ukrywaliśmy tego. W historii pisma „Cell” Polacy pracujący na modelu roślinnym nigdy nic nie opublikowali.

Czyli sukces?

J.H.: Trudno przewidzieć, jak bardzo pozytywnego efektu możemy się spodziewać. Koledzy z Teksasu mieli wizję, że jest to bardzo generalna odpowiedź dotycząca wszystkich organizmów eukariotycznych. A jak jest tak generalna, to musimy pokazać to w piśmie, które jest ważne dla wszystkich. „Cell” jest ważne dla całej biologii eksperymentalnej.

M.K.: Z drugiej strony mamy dużo sygnałów od kolegów z zagranicy, którzy gratulują i dzielą się tą informacją w swoich środowiskach naukowych.

Zatem wiemy już, że na świecie dostrzeżono Państwa pracę…

M.K.: Zdecydowanie tak. Chwilę po publikacji ukazał się komentarz w „Nature”, niedawno w „Nature Plants”.

J.H.: „Nature Plants” poświęciło nam duży artykuł komentujący. To nie są częste przypadki. Natomiast ja twierdzę, że mieliśmy gigantyczne szczęście, że chciano z nami współpracować, że nasze kompetencje doskonale uzupełniały się z drugim zespołem. Czas pokaże, co dalej się stanie. W systemie, w którym funkcjonujemy, afiliacja Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN, to nie jest afiliacja, która otwiera drzwi najbardziej prestiżowych czasopism. I to trzeba sobie jasno powiedzieć. Trzeba zdawać sobie sprawę, że nauka eksperymentalna w kierunku medyczno-biologicznym jest między innymi zhierarchizowana faktem, jaką się ma afiliację. Inaczej patrzono by na nas, gdybyśmy mieli afiliację Harvard Medical School, Princeton University czy Cambridge University. A inaczej patrzy się na „ludzi znikąd”. Bo dla świata naukowego jesteśmy „znikąd”.

W środowisku biotechnologicznym pojawiają się takie głosy, że robienie nauki jest w porządku, ale przechodząc na stronę biznesu, można robić więcej, na większą skalę, z większym budżetem, z większymi zespołami. Łatwiej jest też komercjalizować pomysły…

J.H.: Komercjalizować należy rzeczy, które da się skomercjalizować. Ja, prowadząc inny projekt, doszedłem do sytuacji, w której osiągnięcie dało samo z siebie możliwość komercjalizowania. 15 lat temu dostaliśmy informację o dużym problemie z chorobami i uprawą ziemniaka. Zapytano mnie, czy jestem w stanie znaleźć czynnik, który determinuje odporność ziemniaka na konkretną chorobę wirusową – infekcję wirusem ziemniaka Y (PVY)? Mieliśmy już wtedy jakieś wstępne wyniki i pojęcie, jak do tego podejść, więc pomyślałem – dlaczego nie spróbować? Udało się po 15 latach. I w momencie, kiedy osiągnęliśmy zamierzony efekt, dostałem telefon z USA, czy nie chciałbym tego efektu skomercjalizować? Natomiast w Polsce nie było tym zainteresowania.

Sukces w tym przypadku zdeterminowała technika opracowana w Wielkiej Brytanii, w laboratorium, w którym pracował mój były uczeń. Dzięki jego ekspertyzie i wstawiennictwu u szefa tego laboratorium (prof. Jonathan DG Jones) zastosowaliśmy ich technologię do wyszukania genu, który determinuje skuteczną odporność na infekcje PVY. Dzięki temu, że szef tego ośrodka jeździł później i opowiadał o tych naszych wspólnych pracach, biznes, a konkretnie 2Blades Foundation, zainteresowała się odkryciem. Stwierdzono, że ma ono taki potencjał, że Fundacja pomoże w komercjalizacji i uzyskaniu patentu w USA oraz w poszukiwaniu inwestorów. Jest to dla mnie pewne wyróżnienie. Niewielu polskich naukowców jest na tym etapie ścieżki patentowej (bo patent nie jest jeszcze przyznany), bez zainwestowania ani jednej złotówki. Z zapytaniem o możliwość wykorzystania efektów naszych prac zgłosiło się też Światowe Centrum Badania Ziemniaka (CIP, Peru).

Kiedy możemy spodziewać się przyznania patentu?

J.H.: Trudno powiedzieć. Rzecznicy patentowi mają bardzo mało zastrzeżeń. Rozmowy z inwestorami prowadzi amerykańska kancelaria. Współautorami tego zgłoszenia, poza Instytutem Biochemii i Biofizyki PAN, są Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, Instytut Salisbury z Wielkiej Brytanii. 2Blades Foundation zaproponowała, by patent ten był dla krajów rozwijających się dostępny pro bono. Już teraz prowadzone są zaawansowane rozmowy z Bangladeszem. Z kolei w Nairobi, w Kenii jest obecnie realizowany przez CIP duży projekt budowania odporności piramidalnej ziemniaka. Celem jest stworzenie takiego ziemniaka, który będzie odporny na 4 najgroźniejsze jego choroby.

Czyli można założyć, że problem, nad którym Państwo pracowali, jest spójny dla całego świata. To znaczy – te same choroby dotykają ziemniaka na całym świecie?

J.H.: Jest szereg problemów fitopatologicznych, które są globalne. Infekcyjność ziemniaka Y to problem, który dotyczy całego świata.

Wspomniał Pan, że w Polsce rozwiązaniem nikt nie był zainteresowany…

J.H.: Tu nawet nie o to chodzi, że nikt nie był zainteresowany. Funkcjonujemy w świecie globalnej nauki i globalnego biznesu. Ja uważam, że powinniśmy przyjmować rozwiązania, które są najbardziej skuteczne i obowiązują globalnie. Może gdybym szukał osób, które mogą mi pomóc w procesie komercjalizacji w Polsce, znalazłbym je, ale jeżeli zgłosiła się poważna fundacja, uznałem, że to jest rozwiązanie optymalne. Bez względu na to, o jakich profitach finansowych mówimy. Dla wyjaśnienia – one nie są duże, bo to nie jest świat biznesu farmaceutycznego. Gdybyśmy mieli „dobre afiliacje”, firmy, które zajmują się nowoczesną, poważną hodowlą od razu zgłosiłyby się do nas. Wszystko zależy od tego, jak poważnie jesteśmy traktowani. A to, jak jesteśmy traktowani, zależy też od naszych osiągnięć. Jeżeli potrafimy pokazać, że mamy pracę, która została opublikowana w „Cell”, to nasze akcje idą momentalnie w górę. Jesteśmy traktowani jako poważni naukowcy już nie tylko przez naszych przyjaciół, ale i przez szersze grono. Na tym może polegać sukces, o który Pani pyta.

Z naszej rozmowy wynika, że nie jest łatwo być w Polsce naukowcem, który chce osiągnąć coś na arenie międzynarodowej.

M.K.: Nie jest łatwo i to na wielu płaszczyznach. Począwszy od tego, że system w Polsce jest nastawiony nie na jakość, a na ilość publikacji. Przy uzyskiwaniu stopni naukowych czy otrzymywaniu grantów, liczy się liczba publikacji, a nie to, w jakich czasopismach i jakiego pokroju one są. To pierwszy aspekt. Drugi jest taki, że ciągle jesteśmy traktowani jako kraj rozwijający się (co może mieć też dobre strony). Trzeci aspekt to wspomniana już afiliacja. Nie jest łatwo przebrnąć z publikacją poza edytora. Często na tym etapie publikacje są już odrzucane. Nie trafiają nawet do recenzentów, by podlegać merytorycznej ocenie. Tutaj znów, jeśli w jakiś sposób nazwisko jest rozpoznawane, jest szansa, że ta publikacja pójdzie do recenzji. Nie da się ukryć, że to też jest pewnego rodzaju polityka. Trzeba wiedzieć, jak rozmawiać z czasopismem, jak napisać list, jak przekonać ich, że coś jest ciekawe i ważne. Jeśli natomiast chodzi o Polskę i samą strukturę nauki w Polsce, z punktu widzenia instytutu naukowego, stwarza ona pewne problemy. Mamy bardzo duży problem ze średnią kadrą. Praktycznie nie mamy szans na zatrudnianie naukowców na etatach, z pieniędzy statutowych. Zatrudniamy w ramach projektów. Zwykle 2 razy po 3 lata i osoby, które są maksymalnie 7 lat po doktoracie. Dla nas to tragiczne, bo osoba wykształcona ma szansę na zatrudnienie jedynie, kiedy sama dostanie kolejny projekt. Młodzi są tym sfrustrowani, bo mają poczucie, że nie ma dla nich perspektyw.

J.H.: Żeby była jasność – to nie jest krytyka Narodowego Centrum Nauki. Po prostu nie da się w strukturę naukową, która jest u nas na konkretnym poziomie, wtłoczyć mechanicznie zasad panujących w krajach, w których od lat jest pewien system i ład. Kiedyś w czasie rozmów na poziomie europejskim, koledzy z Hiszpanii opowiadali mi, że ich kraj borykał się z takimi samymi problemami. Oni przyjęli taki model, że nowo powołane instytucje naukowe zaczynają działać według nowych zasad, a stare funkcjonują według starych zasad – z tendencją do wygaszania. Instytucje, które nie wprowadzają stopniowych zmian, otrzymują coraz niższe finansowanie, aż do całkowitego wygaszenia.

Ta nasza rzeczywistość, możliwość podejmowania dość krótkoterminowych działań sprawia zapewne, że trudno myśleć o planowaniu badań w dłuższej perspektywie…

J.H.: Pod koniec lat 90. byłem w Holandii. Tamtejsi nauczyciele mówili mi: „Nie martw się, że jest trudno. Spójrz na to z innej strony. Jesteście zapóźnieni naukowo, ale zobacz, jaką masz przez to perspektywę rozwoju. My już weszliśmy na taki poziom, z którego nie jesteśmy w stanie ruszyć dalej”. Można więc patrzeć na to również z takiej strony. Czy 20, 30, 40 lat temu byłoby możliwe opublikowanie pracy w „Cell” przez grupę badaczy z Polski?

Przy projekcie, który zakończył się publikacją w „Cell”, pracowaliście Państwo w międzynarodowym zespole. Ciekawi mnie, jak ta współpraca wyglądała i jaki jest bilans zysków i strat?

J.H.: Cóż, byliśmy za mało ekspansywni. Prof. Krzymowska powinna być równorzędnym korespondującym autorem.

M.K.: W publikacji liczy się najbardziej pierwsza i ostatnia pozycja. Z tamtej strony jest dwóch pierwszych współautorów. Nasza doktorantka, mocno zaangażowana w projekt, nie ma takiej pozycji, mimo że o to zabiegałam. Niewątpliwie zespół amerykański pracuje bardzo szybko. Mają dobre zaplecze, są skuteczni i sprawni. Mogliśmy się od nich wiele nauczyć w prowadzeniu badań i doskonaleniu technik.

J.H.: Nauczyliśmy się, by się nie poddawać. Kiedyś jeden z naszych kolegów napisał na ścianie taki slogan: Nasz cel to „Cell”. On to napisał trochę kpiąco, trochę w poczuciu beznadziei, w jakiej wtedy się znajdowaliśmy. To był mroczny czas stanu wojennego. Jednak z perspektywy czasu mogę powiedzieć, że trzeba wyznaczać sobie bardzo ambitne cele.

M.K.: I trzeba być przekonanym o wartości tego, co się robi.

J.H.: Ja myślę, że właśnie tego Polakom brakuje. Te uwarunkowania, o których mówiliśmy, nie sprzyjają postawie, żeby…

Żeby uważać to, co się robi, za cenne…?

J.H.: Tak. Nie ma takiej sytuacji, która by stymulowała Polaków do zasiadania do głównego stolika gry w pokera. Wygodniej jest usiąść z boku – do gry w Blackjacka. Chodzi o to, że jeżeli chce się wygrać, trzeba grać o wysokie stawki i nie bać się.

M.K.: Pewnie to trochę kwestia kulturowa. Na to ma wpływ sposób wychowania nas i Amerykanów. Oni już od dzieciństwa są przekonani o swojej wartości i sile. Prą do przodu, nie hamuje ich niewiara we własne możliwości.

Co poradzilibyście Państwo młodszym kolegom, którzy chcieliby pójść tą samą drogą i publikować w najlepszych tytułach? Nie dla sławy, ale właśnie tego głębokiego poczucia, że mają światu do zaprezentowania coś wartościowego.

M.K.: Pracować z pasją. To jest największa wartość naszego zawodu. Ważna jest współpraca międzynarodowa i odbywanie staży za granicą. Mobilność naukowców, o której mówi też NCN, jest potrzebna. Nawet jeśli nie przynosi ona bezpośrednich efektów w postaci publikacji. Nie można jej jednak odgórnie zadekretować, lecz trzeba stwarzać młodym ludziom odpowiednie warunki, np. usuwając realne przeszkody dla swobodnego przemieszczania się między różnymi ośrodkami naukowymi, choćby poprzez ułatwiony dostęp do lokalnej infrastruktury (do mieszkań, żłobków, przedszkoli czy szkół).

J.H.: Trzeba wyjeżdżać do najlepszych ludzi, do najlepszych laboratoriów. Tylko sytuacja, kiedy trafia się do wielkich, w czasach rozkwitu ich laboratoriów, daje przepustkę do otrzymywania dobrych propozycji, poznaje się edytorów najlepszych pism. Nie ma co do tego żadnej wątpliwości. Boli mnie to, że nie mamy takiego programu, który umożliwiałby młodym naukowcom jeżdżenie wyłącznie do najlepszych laboratoriów. To właśnie tacy ludzie, którzy jeszcze nie są brylantami, jeśli w nich w porę zainwestujemy, zostaną odpowiednio ukształtowani i w przyszłości będą robili naukę według zasad z tych najlepszych miejsc. Trzeba młodym wskazać, że zawsze powinni kierować się tym drogowskazem.  

--

Prof. dr hab. Jacek Hennig – mikrobiolog i biolog roślin

W swych badaniach posługuje się warsztatem opartym o najnowsze technologie (genomika funkcjonalna roślin, fitopatologia molekularna, wielkoskalowe fenotypowanie roślin). Odbył długoterminowe staże zagraniczne w Instytucie Waksmana, New Jersey w USA i na Uniwersytecie w Lejdzie w Holandii. Od 2005 r. kieruje Pracownią Patogenezy Roślin w Instytucie Biochemii i Biofizyki PAN. W Pracowni tej wykonano szereg pionierskich prac, w których badano procesy rozpoznawania przez komórki roślinne mikroorganizmów chorobotwórczych. Jest dobrze rozpoznawaną i docenianą osobą w środowisku naukowym zarówno w Polsce, jak i za granicą. W 2006 r., jako pierwszy Polak został wybrany do Zarządu European Plant Science Organization (EPSO), organizacji zrzeszającej najważniejsze instytucje naukowe prowadzące badania roślin.

Dr hab. Magdalena Krzymowska, profesor Instytutu – biolog molekularny

Po doktoracie uzyskała prestiżowe stypendium Alexandra von Humboldta i odbyła długoterminowy staż naukowy w Instytucie Biochemii Roślin w Halle w Niemczech. Po powrocie do Polski zajmuje się wzajemnymi oddziaływaniami między roślinami a patogenami. Za pomocą nowoczesnych technik śledzi potranslacyjne zmiany wprowadzane przez bakterie w białkach gospodarza.