Zoológ z UK v Colorade: Užívam si luxus vedeckej práce len pre dobrodružstvo objavovania

Dve univerzity, dva kontinenty a 8-hodinový časový rozdiel. David Jandzík dlhodobo pôsobí súčasne na Prírodovedeckej fakulte UK i na University of Colorado v Bouldri. Vedecky sa venuje evolučnej vývinovej biológii. Na rôznych druhoch zvierat skúma, ako sa zmeny v individuálnom vývine organizmov podieľajú na evolúcii stavovcov. Je práca amerického vedca rovnako zaťažená administratívou? Sú publikácie v Nature dosiahnuteľným cieľom? Môže byť evolučná vývinová biológia praktická? O vedeckom pôsobení sme si pohovorili cez oceán.

Už viac než desať rokov pôsobíte aj na Coloradskej univerzite v Bouldri. Ako sa začala vaša spolupráca s kolegami z tejto univerzity? 

Najskôr som absolvoval na CU Boulder ročný postdoktorandský pobyt. Už niekoľko rokov pred tým som sa rozhodol dovzdelať sa v mojom obľúbenom odbore a zároveň si skúsiť život v USA. Email svojmu budúcemu mentorovi som koncipoval dva týždne, a keď som ho nervózne poslal, obratom mi prišla odpoveď, v ktorej sa písalo: „Jasné, príď, perfektne sa do nášho tímu hodíš.” Z témy, ktorú som v tom úvodnom emaile načrtol, vznikol o štyri roky článok v Nature.

Okrem toho ste aj zamestnancom Prírodovedeckej fakulty UK. Ako sa dá zladiť pôsobenie na dvoch univerzitách?

So CU Boulder spolupracujem len z pozície asociovaného výskumníka, nie kmeňového akademického zamestnanca. To mi poskytuje veľkú mieru slobody v bádaní s minimom výučby a zaťažujúcej administratívy. Za svoj akademický domov som ale vždy považoval UK. Na PriF UK mi dlhodobo vychádza v ústrety vedenie katedry aj fakulty a tiež kolegovia, ktorí za mňa prevzali veľkú časť výučby. Je to logisticky náročné, ale s rozvojom online metód sa veci zjednodušili. Samozrejme, časté presúvanie medzi kontinentmi je únavné. V USA vykonávam takmer všetky experimenty so živými zvieratami, ktoré sa na Slovensku buď robiť nedajú, alebo by boli finančne a administratívne neúnosné.

Predpokladám, že do Colorada ste sa odsťahovali s celou rodinou. Dostali ste v USA podporu aj v tejto oblasti? 

Nijak zvlášť. Americké univerzity v ostatných dekádach do veľkej miery prebrali korporátnu kultúru. Na obmedzený čas univerzita poskytuje zamestnancom bývanie a materskú školu bazálneho charakteru v kampuse za mierne zvýhodnenú cenu. Zamestnanci univerzity si paradoxne nemôžu dovoliť bývať priamo v Bouldri z dôvodu vysokých nájmov a cien nehnuteľností. To je v USA príznačné pre malé univerzitné mestá, ktoré vysokou kvalitou života priťahujú lepšie situovaných ľudí. Významnou pomocou, ktorú však akademici na Slovensku príliš riešiť nemusia, je zdravotné poistenie, ktoré je súčasťou univerzitných benefitov. V americkom systéme to je veľmi atraktívne.

A čo zázemie? Čo poskytuje Coloradská univerzita a čo Univerzita Komenského nie? 

Prírodovedný program na CU Boulder je jedným z najlepších v USA a z hľadiska technického vybavenia tu nič nechýba. Aké projekty môžete realizovať, závisí od toho, či máte veľký, malý alebo žiaden grant, a tiež, či prilákate nadaných a pracovitých študentov. Rozdiel, ktorý som vypozoroval oproti UK, je, že na CU kolegovia zväčša ochotne zdieľajú prístroje spadajúce do šedej zóny. To znamená, že sú príliš drahé, aby si ich človek kúpil z vlastného grantu, ale zároveň ich potrebuje častejšie, než umožňujú tzv. core facilities. Ilustratívnu príhodu som zažil so zmrazovacím mikrotómom, ktorý mi na susednej katedre v Bratislave nedovolili použiť, kým v Bouldri mi stačilo zapísať sa do kalendára a mohol som ho začať používať ihneď a neobmedzene.

Veľký praktický dosah na prácu majú odlišnosti v realizácii nákupov za grantové prostriedky. V USA dostanete ku grantu platobnú kartu, s ktorou realizujete všetky nákupy bezprostredne. Na Slovensku je proces frustrujúci a vyčerpávajúci. Peniaze aj z financovaného grantu nemáte takmer polovicu času vôbec k dispozícii, vybavenie objednávok trvá niekoľkonásobne dlhšie a vyžaduje nezmyselné vypĺňanie formulárov a zháňanie podpisov. To prakticky znemožňuje realizáciu citlivých experimentov, ktoré vďaka sezónnemu rozmnožovaniu experimentálnych živočíchov môžem vykonať len raz ročne, a vždy vyžadujú istú mieru situačnej improvizácie. Na Slovensku sú tiež výrazne vyššie ceny laboratórneho materiálu a vybavenia, ktoré sú ešte navýšené o vysokú DPH, kým v USA sú grantové nákupy od dane oslobodené. V USA je kontrola zameraná na vykonanú prácu, jej kvalitu a inovatívnosť, kým na Slovensku je veľmi formálna a dôležité je najmä to, aby sedeli údaje v papieroch.

Je niečo, čo by naopak mohli americkí vedci závidieť našim?

Na Slovensku máme stále väčšiu slobodu rozhodovať sa, akej téme sa budeme vo svojom výskume venovať. V USA je tlakom grantových agentúr, ale aj politikou, ktorá na univerzitách hrá nepomerne väčšiu rolu než u nás, do istej miery táto sloboda zúžená. Niektoré vedecké odbory tak v USA takmer úplne vymizli. Príkladom mne blízkym sú systematické biologické odbory.

Keby ste mali spätne hodnotiť, aké cesty vám otvorilo pôsobenie v zahraničí, čo by ste bez tejto skúsenosti nevedeli alebo neskúsili? 

Bez interakcie s najlepšími vedkyňami a vedcami by som nedokázal vedecky pracovať na úrovni, ktorá by ma uspokojovala. Zároveň sú dlhodobejšie pobyty v zahraničí ľudsky obohacujúce a dobrodružné. Nedokážem to dosť dobre zhodnotiť, keďže rozkročený ponad Európu či Atlantik žijem veľmi dlho a zdá sa mi to prirodzené. Aspoň ročný pobyt v zahraničí odporúčam každému, a akademikom a akademičkám zvlášť. Bez toho ťažko získať odstup a širšiu perspektívu, z ktorej sú mnohé slovenské reálie absurdné a malicherné. USA je zároveň domovom mojich obľúbených zvierat, ktorými sú štrkáče. Tých mi americký západ poskytuje uspokojivý dostatok.

Venujete sa oblasti evolučnej biológie, ktorej sa hovorí aj evo-devo, alebo evolučná vývinová biológia. Čím vás táto oblasť fascinuje? 

Evo-devo je celá biológia v malom. Extrahuje to, čo ma na biológii najviac baví. Kombinuje výskum evolučnej zmeny a individuálneho vývinu organizmu. V istom zmysle sa pokúšame spätne zrekonštruovať návod, ako postaviť alebo zmeniť telo stavovca a zistiť, čo sa v návodoch rôznych druhov mení, keď sa evolučne vyvíjajú. Skúmame procesy prebiehajúce v embryách a larvách namiesto statických opisov dospelých foriem ako klasická morfológia alebo paleontológia. Pre zoológa je veľkým lákadlom, že v centre záujmu evo-devo je široká škála druhov, na rozdiel od genetiky či vývinovej biológie, ktoré pracujú s jednotlivými modelovými druhmi. Mne sa páči aj rozmanitosť metód a prístupov. Sám si zvieratá chovám a starám sa o ne, aby som získal embryá. Vykonávam in vitro fertilizácie, preparujem či operujem miniatúrne zvieratá. Zároveň práca zahŕňa veľa molekulárnej biológie a experimentálnej genetiky v laboratóriu. Tie sú nevyhnutné pre porozumenie vývinovým a genetickým mechanizmom toho, ako sa v evolúcii organizmy menia.

Z dnešného pohľadu to možno nie je najpraktickejší odbor. Ako sa dá jednoducho vysvetliť jeho význam pre vedu a poznanie? 

Praktickosť vedeckého odboru nezužujem na okamžitú produkciu aplikácií. To má byť doménou priemyslu, nie akademickej vedy. Evo-devo je základný výskum, ale komplexný a fundamentálny. Skúmaním vplyvu genetických a epigenetických zmien na morfológiu jedinca priamo objasňujeme príčiny vývinových porúch. Evo-devo má blízko aj k syntetickej biológii; ukazujeme, ako vyrobiť telo a orgány, či ich pozmeniť. Mňa však prienik do biomedicíny a ďalších aplikácií veľmi nevzrušuje a užívam si luxus vedeckej práce len pre dobrodružstvo objavovania. Príznačné je, že veľké praktické objavy a aplikácie prišli často zo zdanlivo nepraktickej akademickej vedy. Stačí spomenúť elektrinu, röntgen či CRISPR mutagenézu. Evo-devo má aj silnú historickú črtu. Neopisujeme síce históriu meruôsmeho roku alebo osobnú genealógiu spred troch storočí, ale udalosti, ktoré formovali našich predkov pred pol miliardou rokov.

Medzi publikáciami máte aj niekoľko článkov v Nature či v prestížnom časopise PNAS (The Proceedings of the National Academy of Sciences) a ďalších. V Nature vám spolu s kolegami vyšla séria článkov o evolúcii novej hlavy stavovcov. Čo všetko sa musí podariť, aby vedcovi či vedkyni vyšiel článok v Nature? 

Veľké mnohoodborové časopisy ako Nature zaujímajú výsledky, ktoré sú atraktívne pre širokú vedeckú verejnosť, majú teda široký dosah. Niekedy sa ich publikácie označujú aj ako tzv. textbook knowledge, teda poznatky, ktoré patria do učebníc. Neznamená to ale, že všetka najlepšia veda je práve v Nature či Science. Aj výsledky tematicky užšie zameraného výskumu v špecializovanom časopise môžu byť špičkovou vedou. Samozrejme nároky na kvalitu vedy aj vedeckého písania sú v Nature veľmi vysoké. Niekedy je dôležitá aj metodická náročnosť, inovatívna technológia. Mňa však veľmi teší, že každý z mojich „vysokoimpaktových“ článkov obsahuje aj obrázkové tabule s preparátmi pripravenými metódami spred storočia. Zvýrazňuje to fakt, že najdôležitejšia je myšlienka, ktorá za výsledkami stojí. V akceptovaní či zamietnutí ale zohráva veľkú rolu aj šťastie alebo – oveľa častejšie – jeho nedostatok. Pre mňa prekvapivým zistením z prvej publikácie v Nature bolo, že recenzenti považujú za povinnosť nechať autora zaslúžiť si článok „krvou, potom a slzami“ aj pri ocenení vysokého dosahu a kvality práce. Ja som tak napríklad pre revízie musel vykonať niekoľkokrát viac experimentov než pre pôvodný manuskript a väčšina z nich sa do výslednej publikácie ani nedostala. Veľa ma to naučilo aj pre vlastnú recenzentskú prax.

Od úspešnosti publikácií sa odvíja celá kariéra vedca. Ďalšie spolupráce, kariérny postup a v neposlednom rade financovanie. Cítite tlak na kvalitu časopisu, kde vám zverejnia výskum? Riešite to už v začiatkoch výskumu, či má potenciál dostať sa do dobrého časopisu? 

Ten tlak si vlastne nastavujem sám. Na Slovensku vedu hodnotíme najmä kvantitatívne a niekoľko článkov v Nature, ktorých výrobou človek niekedy strávi celú dekádu, nemá bezprostredný význam pre inštitúciu. Paradoxne to môže pôsobiť skôr opačne, keďže energia a zdroje sa tiež dajú alokovať do väčšieho počtu publikácií, ktoré by priniesli pracovisku viac peňazí od štátu.

Podobne grantové agentúry nie sú nastavené na podporu dlhodobej a neistej práce, hoc i potenciálne prinášajúcej zásadné výsledky. Ak negarantujete hotové publikácie v priebehu troch či štyroch rokov, tak grant nedostanete, prípadne skončíte so zlým záverečným hodnotením. Publikácia v Nature sa garantovať jednoducho nedá a prinajmenšom v evo-devo sa ani nedá za uvedený čas vyrobiť. Niekedy tak dlho trvá len recenzné konanie. Hranica medzi ukončením grantu s vynikajúcimi alebo naopak s neuspokojivými výsledkami tak môže byť nebezpečne tenká.

Osobne ma publikačná platforma zaujíma čím ďalej, tým menej a uspokojuje ma len vyriešenie pôvodného problému pre seba samého. Finalizácia publikácie pre časopis typu Nature a recenzný proces sú mentálne náročné a nezriedka ich sprevádzajú negatívne emócie. V čase, keď sa výsledky dostanú do časopisu, tak zväčša už dávno žijeme inými problémami a vzácnymi nie sú ani pocity až odporu k minulej práci, alebo aspoň úľavy, že to je konečne za nami. Aj preto publikujem pomerne málo a pomaly, sústreďujem sa na kvalitu, ktorá ma samého vnútorne uspokojuje, a častejšie prispievam prácou, nápadmi a výsledkami do publikácií mojich kolegov a študentov.

Viaceré vaše publikácie priniesli prevratné poznatky. Napríklad ste zistili, prečo v evolúcii nie je možná cesta späť. Tento jav ste skúmali na kaprovitých rybách, ktoré nemajú zuby v čeľustiach. Kedysi ich mali. 

Evoluční vedci a vedkyne historicky sformulovali isté pravidlá, ktoré mali mať podobu nezvratných právd. Jednou takou, hoci od počiatku krívajúcou na obe nohy, je tzv. Dollov zákon evolučnej nezvratnosti. Podľa neho evolúcia nedokáže priniesť späť znak, ktorý sa už raz v evolučnej línii stratil. V princípe hovorí o neopakovateľnosti evolúcie. My sme ukázali v dvoch experimentoch, že zuby z oblastí úst a hltana, ktoré ryby stratili pred desiatkami miliónov rokov, si embryá dokážu za istých podmienok vyvinúť znova. Umožňuje to dokonca len prekvapivo jednoduchá genetická modifikácia. Zároveň je však potrebné dodať, že sa to už deje v odlišnom morfologickom kontexte, než existovali pôvodné zuby. Takže je to také nie úplne dokonalé opakovanie a o Dollovom zákone môžeme povedať to, čo o takmer všetkých pravidlách v biológii. A síce, že platí, ale občas vlastne nie tak úplne.

Ktoré z vašich výskumov by ste vyzdvihli? 

Napríklad ten z minulého roka publikovaný v časopise PNAS s kamarátom z Harvardu a spoluautorom slávnym paleontológom Neilom Shubinom o veľmi zaujímavom genetickom vývinovom mechanizme (autoregulačnej slučke FGF-SHH), ktorý používame aj my ľudia počas embryonálneho vývinu na skonštruovanie ruky alebo nohy a zároveň ním sumčeky vyrábajú svoju chrbtovú či ritnú plutvu. Ilustruje to ďalšiu moju obľúbenú črtu evolúcie a síce to, že veľmi rada recykluje osvedčené postupy, dokonca aj na nepravdepodobných miestach.

Na čom momentálne výskumne pracujete? 

Spomenul by som rozvíjajúcu sa prácu s embryami jesetera. Jeseter je evolučne veľmi zaujímavá ryba. Naši spoloční predkovia žili pred 450 miliónmi rokov a jeseter si zachoval niektoré znaky, o ktorých predpokladáme, že ich mohli mať aj naše prababičky z kambria a ordoviku. Vďaka spolupráci s Jihočeskou univerzitou vo Vodňanoch môžeme sledovať embryá jeseterov s mutáciami, ktoré zavádzame metódou CRISPR/Cas9 a testovať, ako ovplyvňujú práve tie evolučne zaujímavé znaky. Mojím dlhoročným cieľom je môcť evo-devo štúdiu podrobiť moje obľúbené zvieratá, ktorými sú hady.

Máte už mladých vedcov, ktorých vediete a „vychovávate“? Aká je mladá generácia vedcov, s ktorými prichádzate do styku v Amerike a na Slovensku?

Áno, aj keď na Slovensku sa evo-devo k študentom počas štúdia biológie takmer nedostane a prakticky nemajú šancu si ho „vyskúšať na vlastnej koži“. To by som rád časom zmenil, ale finančná, časová aj administratívna náročnosť experimentov je trochu odstrašujúca. V Colorade je evo-devo tiež skôr pre nadšencov. Väčšina bakalárskych študentov, ktorých školíme, sa pripravuje na štúdium medicíny. Šepká sa, že vzdelanostná úroveň študentov aj ich nadšenie dlhodobo klesá, a to tak na Slovensku, ako aj v USA. Mňa však zaujíma práca s tými motivovanými a ochotnými pre vedu trpieť, a takých sa zrejme zopár v každom ročníku nájde. Otázka je, či sa nám ich nadšenie podarí objaviť, rozdúchať a či budú mať ambíciu zistiť, ako vzniká rakovina alebo skôr ako migrujú pigmentové bunky do hltana hadov. Tí odhodlaní možno nakoniec zistia, že to je vlastne jedna a tá istá otázka.

Lenka Miller

 

David Jandzík (1977) pochádza zo Žiliny, kde maturoval na Gymnáziu na Wolkerovej (Hlinskej) ulici. Vyštudoval biológiu (Mgr. 2000) a zoológiu (PhD. 2007) na Prírodovedeckej fakulte UK v Bratislave. Po štúdiu absolvoval embryologický kurz v americkom Woods Hole a postdoktorandské pobyty na Université Pierre et Marie Curie v Paríži, University of Cambridge a University of Colorado Boulder, s ktorou naďalej úzko spolupracuje. V rokoch 2017 – 2019 bol štipendistom európskeho programu Marie Skłodowska-Curie na Univerzite Karlovej v Prahe. Vo voľnom čase boxuje, chová listochvosté gekóny a naháňa hady na Horehroní aj v Mohavskej púšti.

Zdroj: https://uniba.sk/spravodajsky-portal/detail-aktuality/back_to_page/univerzita-komenskeho/article/zoolog-z-uk-v-colorade-uzivam-si-luxus-vedeckej-prace-len-pre-dobrodruzstvo-objavovania/