blank

INTERVJU Momir Futo: Rezultati našeg istraživanja preispituju osnove evolucije života

blank

“U bliskoj budućnosti bićemo u mogućnosti da predupredimo razvijanje biofilmova i na taj način sprečimo hronična bakterijska oboljenja delujući na njih dok još nije kasno”

Branko M. Žujović

Subotičke.rs objavile su prošle nedelje da je naš sugrađanin Momir Futo član međunarodnog naučnog tima koji je otkrio da se bakterijski biofilmovi ponašaju poput embriona. Otkriće naučnika iz Hrvatske baca novo svetlo na dosadašnje viđenje razvoja prvih oblika života na Zemlji, ali i otvara vrata šire primene novih rešenja u oblasti medicine i industrije.

O putu do ovog otkrića, ali i njegovom ličnom naučnom putu, razgovarali smo sa dr Momirom Futom koji radi u Zagrebu.

Čitaoce smo upoznali sa osnovnim informacijama u vezi uspeha međunarodnog tima čiji ste član. Ovaj intervju je prilika da na vaše istraživanje bacimo širi pogled. Kako je teklo samo istraživanje, koliko je trajalo i koliko Vas je okupiralo?

FUTO: Ideja o istraživanju biofilmova i primeni metode genomske filostratigrafije po prvi put na bakterijama začeta je pre oko osam godina, u glavi prof. dr Tomislava Domazeta-Loše, šefa moje istraživačke grupe pri Laboratoriji za evolucionu genetiku Zavoda za molekularnu biologiju Instuta „Ruđer Bošković“ u Zagrebu. Usledilo je pisanje projekata i obezbeđivanje finansijskih sredstava za istraživanje koje se vremenom pokazalo znatno obimnijim i skupljim, nego što je preliminarno planirano.

Prvi eksperimenti su usledili pre oko šest godina, kada su Nina Čorak i Luka Opašić počeli da rade na ekstrakciji bakterijske RNK iz biofilmova. Radilo se o prilično komplikovanoj proceduri, pa su postojeći laboratorijski protokoli često morali da budu modifikovani, a eksperimenti ponavljani kako bi se postigao željeni rezultat, odnosno dovoljna količina visokokvalitetne RNK podobne za sekvenciranje, odnosno „čitanje“.

Istraživanju sam se priključio pre nešto više od tri godine na poziciji postdoktoranda na “Ruđeru”, dok se koleginica Sara Koska priključila kao doktorandkinja pre nešto manje od tri godine. Zajedničkim snagama počeli smo da se bavimo bioinformatičkom obradom transkriptomskih podataka „pročitanih gena“. Veliku pomoć su nam pružili prof. dr Kristian Vlahoviček sa zagrebačkog PMF-a i Tin Široki, tada doktorand na Fakultetu elektrotehnike i računarstva, koji su nam nesebično ponudili svu svoju stručnost i znanje.

Meni je upravo to bio najizazovniji period istraživanja jer sam nakon doktorata ulazio u nešto potpuno novo i nepoznato. Svaka nova prepreka zahtevala je savlađivanje nove metode, iziskivala je učenje i rešavanje problema. Rešiš jedan problem, otvore se dva nova… U svakom slučaju, nije bilo lako.

Ipak, iz sadašnje perspektive, to je možda zapravo i poenta postdoktorskog usavršavanja. Izaći iz zone komfora stečene tokom doktorata i baviti se nečim potpuno novim. U međuvremenu istraživanju su se priključile i kolege sa Farmaceutsko-biohemijskog fakulteta u Zagrebu, te Univerziteta Chalmers u Geteborgu i Tehničkog univerziteta u Danskoj. Zajedničkim trudom, radeći svako na svom zadatku, došli smo do rezultata koje smo interpretirali u kontekstu najsavremenijih saznanja o bakterijama, biofilmovima i evoluciji. Rezultati su se pokazali kao neočekivani i preispituju fundamentalne stvari u evoluciji života.

Saopšteno je da rezultati istraživanja mogu da promene “pravila igre” u lečenju bolesti povezanih sa disbalansom biofilmova, kao i u sprečavanju gubitaka u industriji. Na šta se tačno misli?

FUTO: Da parafraziram Luja Pastera, čuvenog francuskog mikrobiologa – bakterije su sveprisutne, bakterije su svemoguće, bakterije će imati poslednju reč! Svako živo biće na ovom svetu, dakle svaka biljka, gljiva, životinja, pa samim tim i svako ljudsko biće, nosi na sebi i u sebi mnoštvo bakterija. To su naši simbiotski celoživotni partneri, organizmi bez kojih život jedinke nije moguć. Nekada smo ih nazivali mikroflorom, danas je pravilan naziv mikrobiota. Bitno je odmah razgraničiti da sada govorimo o korisnim bakterijama, ne o uzročnicima bolesti.

Danas se procenjuje da ukupan broj bakterija koje nastanjuju naše telo iznosi oko 38 triliona. To je nezamislivo ogroman broj, a još je fascinatnije to da se naše telo sastoji od približno istog broja „naših“, nebakterijskih, eukariotskih ćelija – oko 37.2 triliona. Ako sada uzmemo u obzir sve ćelije koje nas čine, dakle humane zajedno sa bakterijskim ćelijama, bez kojih ne možemo, ispada da smo mi ustvari nešto manje od polovine zapravo „mi“ – ostalo su smo bakterije.

Sam taj odnos u brojevima ćelija 50% : 50% ukazuje nam na činjenicu da bakterije nisu tu slučajno i bez razloga, već da imaju izuzetno bitnu ulogu i u evolutivnim mehanizmima koji se neprestano odvijaju već eonima, ali i u svim mogućim fiziološkim procesima koji se odvijaju u našem organizmu. Osim što znamo da su nužne za varenje hrane, danas je jasno da mikrobi u nama imaju esencijalnu ulogu u embriogenezi i razvoju mozga, imunitetu, sprečavanju razvoja alergija, proizvodnji vitamina, detoksikaciji, a dovode se u vezu i sa ponašanjem, poremećajima sna, razvojem autizma, pa čak i izborom partnera. U svemu je vrlo bitan odnos u različitim vrstama i sojevima bakterija koje nas naseljavaju. Kada se ti balansi poremete u jednu ili drugu stranu, imamo stanja kao što je na primer gojaznost ili druge bolesti. Osim korisnih bakterija, postoje naravno i patogeni, odnosno bakterijski uzorčnici različitih bolesti – bakterioza.

blank

Momir Futo u laboratoriji

Bakterije u prirodi gotovo uvek žive u obliku biofilmova. To su zajednice bakterija koje su uklopljene u takozvani ekstracelularni matriks, strukturu koju možemo zamisliti kao ispreplitane niti sunđera. U tankom sloju u taj „sunđer“ uklopljene su pojedine bakterijske ćelije. One među sobom komuniciraju, staraju se jedne za druge, reaguju zajednički na svoju okolinu. Biofilmovi su svuge oko nas.

Plak na zubima je biofilm. Obraštaji na čamcima i brodovima ispod sloja algi su biofilm. Naslage u sifonu vaše sudopere su, između ostalog, biofilm. Biofilmovi se mogu razvijati i u nama. Šta više, danas se smatra da su za čak 80% bakterijskih infekcija krivi biofilmovi.

Vrlo je bitno naglasiti da se bakterije ne ponašaju na isti način kada su solitarne i kada su u obliku biofilma. Na primer, rezistencija na antibiotike može porasti do 1.000 puta kada se neki patogen nađe u obliku biofilma. To je nešto što medicina zove hroničnim bekterijskim upalama. Poznat je primer Lajmske bolesti.

Ukoliko vas ujede krpelj zaražen bakterijom iz roda Borrelia i patogen prenese na vas, lekar će vam najčešće, po razvijanju prvih simpotma ili profilaktički, prepisati antibiotik koji će efektivno delovati na bakteriju. Međutim, zna se desiti da uopšte nismo svesni da smo se zarazili, tj. da organizam ne razvije nikakve primarne simptome bolesti. borelija tada nesmetano, sakrivena u nama živi često i decenijama, razmnožava se, prelazi u oblik biofilma i pri ozbiljnijem padu imuniteta često se aktivira u obliku niza nepovezanih simproma. Kod tih hroničnih stanja, kao što je neuroborelioza, dolazi do zapaljenje moždanih ovojnica, encefalitisa, zapaljenje kičmene moždine itd. U tako teškim slučajevima potrebni su meseci lečenja ogromnim koncentracijama („konjske doze“) celog sprektra različitih, precizno serviranih, antibiotika kako bi se ogrganizam rešio bakterije. Osim što su izuzetno skupi, takvi tretmani onda uništavaju vašu mikrobiotu i telo ispada iz balansa.

Jasno je, dakle, da biofilmovi često predstavljaju problem. Ključ je u njihovoj kontroli. Identifikacijom gena koji su odgovorini za prelazak bakterija u oblik biofilmova i manipulacijom tih gena s molekularnim alatima kao što su na primer CRISPR makaze koje su pokupile ovogodišnjeg Nobela iz hemije, bićemo u bliskoj budućnosti u mogućnosti da predupredimo razvijanje biofilmova i na taj način sprečimo hronična bakterijska oboljenja delujući na njih dok još nije kasno. To je posebno bitno iz perspektive sve manjeg broja antibiotia koji efektivno deluju na patogene. Bakterije evoluiraju, stiču rezistenciju na antibiotike i sve ih je teže kontrolisati. Osim medicine, to će imati strahovite implikalije i na celokupnu industriju u smislu smanjivanja gubitaka nastalih razvojem biofilmova tamo gde ih ne želimo.

Vaš rad objavljen je u čuvenom časopisu “Molekular bajolodži end evolušn” (“Molecular Biology and Evolution”). Vi ste prvi autor. Šta to konkretno znači i kakve je ocene dobio rad?

FUTO: To je naučni časopis koji je u poslednjih dvadeset godina rangiran je kao Q1 časopis, odnosno jedan od najboljih među 25% svih časopisa iz određenog područja. Danas je časopis po SCIMAGO Journal and Country Rank indikatoru kvaliteta naučnih časopisa rangiran na drugom mestu u svetu u području evolucije, ekologije i sistematike. Sa ukupno 12.912 citata radova koji su objavljeni u njemu u poslednje tri godine, MBE je apsolutni rekorder u našem području. To sve govori u prilog činjenici da je velika čast, ali i ogroman značaj kada objavite nešto iz područja kojim se bavite u takvom časopisu. Rezultati vašeg istraživanja postaju vidljivi kolegama širom sveta. Kvalitet časopisa ukazuje na integritet vaših rezultata. Vaše novootkrivene spoznaje se inkorporiraju u druga istraživanja, popunjavate jedno prazno mesto slagalice sveopšteg znanja o svetu oko vas i dobijate nešto što se zove napredak.

Osim eksperata, vaši rezultati, primetićete, postaju poznati i široj javnosti što je izuzetno bitno. Pored istraživanja, jedan od zadataka naučnika je i da dele svoja otkrića i svoje znanje s javnošću te na taj način edukuju ljude. Po meni je to jedan od glavnih pokretača civilizacije. U procesu publikacije prolazite nekoliko rigoroznih krugova stroge, anonimne, međunarodne recenzije od strane kolega iz celog sveta, eksperata u području kojim se bavite. Mi smo imali sreće pa je sam proces objavljivanja od prvog slanja našeg rada časopisu trajao malo više od četiri meseca, što je, uz trenutnu navalu istraživanja i radova o kovidu 19 i virusu, više nego odlično. Recenzenti su bili zadovoljni, s manjim opaskama od kojih smo neke uvažili i doradili, a neke argumentovano odbili i to je bilo to. Prvog septembra nam je časopis prihvatio rad i on je objavljen.

blank

Sa kolegama sa “Ruđera”: dr sc. Tomislav Domazet-Lošo, dr sc. Momir Futo, Nina Čorak i Sara Koska (Foto: IRB)

U našem području nauke, najznačajnije mesto imaju prvi, dopisni i poslednji autor. To je ono što se boduje pri izboru u viša naučna zvanja. Poslednji ili seniorni autor je uglavnom šef istraživače grupe koja vodi projekat. To su redovito etablirani univerzitetski profesori sa višegodišnjim iskustvom koji preko projekata obezbeđuju finansije za istraživanje, koji vode ceo tim i sam projekat, i kojima se često pripisuje ideja samog istraživanja. Prvi ili vodeći autor na naučnom radu je uglavnom osoba koja je dala najveći doprinos istraživanju. Pored samog istraživanja, taj autor najčešće sastavlja i piše prvu verziju rada, što je više praksa nego pravilo. Kasnije se u pisanje i doradu rukopisa uključuju ostali autori. U istraživanjima koja su po svojoj prirodi i metodama koje su u njima korištene obimna, kao što je bilo naše, i u koje je uključen veliki broj naučnika često sa nekoliko institucija iz različitih država, događa se da su pojedini autori doprineli svojim radom u istoj meri jednom istraživanju. U takvim slučajevim imamo više „prvih autora“, pa su i u našem slučaju pored mene prvi autori kolege dr Luka Opašić, Sara Koska, Nina Čorak i Tin Široki. Ja sam na ovom radu samo prvi među jednakima.

Na čemu još Vi radite?

FUTO: Trenutno završavam sa pisanjem matodičkog rada vezanog za samu metodu kojom smo fotografisali rast biofilmova tokom dva meseca rasta i razvoja. Koristili smo malog robota, interdisciplinarno povezali robotiku, mikrobiologiju i evoluciju pa ćemo to sada i objaviti.

Osim toga u saradnji sa jednom bolnicom iz Nemačke privodimo kraju transkriptomsku analizu biofilmova i ostalih morfotipova bakterijske vrste Borrelia burgdorferi – spirohete, uzročnika Lajmske bolesti.

Ti rezultati su takođe izuzetno zanimljivi i očekujem da ćemo ih uskoro objaviti. Što se mojih interesovanja tiče, posebno me zanimaju korisni insekti i mikrobi koji se koriste kao zaštitna sredstva u organskoj poljoprivredi. Radim na spoju biofilmova i crne vojničke muve, izuzetnog insekta koji predstavlja budućnost u ishrani životinja kao proteinska alternativa soji i ribljem brašnu.

Povrh svega, uključen sam u međunarodni tim koji radi na obimnom istraživanju o stavovima i znanju sadržaja iz evolucione biologije na nivou evropskih studenata. Po prvi put su brucoši iz Srbije i Hrvatske uključeni u jedno takvo istraživanje koje će pokazati gde leže nedostaci u srednjoškolskom učenju i podučavanju evolucione biologije.

Kakve uslove za naučno-istraživački rad imate na Institutu “Ruđer Bošković”?

FUTO: Not great, not terrible. “Ruđer” važi za najpoznatiju i najugledniju naučnu instituciju u Hrvatskoj. Jedan je od tri najveća multidisciplinarna instituta iz vremena bivše Jugoslavije i svakako je privilegija raditi i stvarati u laboratorijama u kojima su radili veliki umovi prošlosti. Sa druge strane, ostaje večno balkansko pitanje nedovoljnih sredstava za nauku i razvoj. Međutim, čini se da je na našim prostorima uvek i sve bitnije od nauke. U naučnoj sredini i kreativnom, dinamičnom poslu kojim se bavimo, prepreke često znaju da čine i nezgrapni tenderi i javne nabave za sve i svašta, od tonera za štampače preko hemikalija i računara. Srećom, naša istraživačka grupa se trenutno najviše bazira na bioinformatičkim metodama i obradi podataka koje ne iziskuju ogroman novac. Nekoliko dobrih računara na kojima radimo je svakako jeftinije od ogromne količine hemikalija i najmodernijih istraživačkih instrumenata koji se koriste u drugim istraživanjima.

Eksperimentalne delove istraživanja, koji su skuplji, često rešavamo preko kolaboracija sa kolegama iz inostranstva koji finansijski bolje stoje od nas. Za neke probleme na koje naiđemo tokom istraživanja nalazimo rešenja isključivo zahvaljujući našoj kreativnosti i snalažljivosti. Na primer, za fotografije biofilmova od kojih je napravljen time-lapse video koji je u prilogu rada, a koji nam je pokazao koje su ključne faze u razvoju biofilma, ključno nam je bilo otvaranje i zatvaranje Petrijeve posude u kojoj su rasli biofilmovi u preciznim vremenskim intervalima. Da bismo to postigli iskoristili smo, konstruisali i programirali robota kupljenog na aliexpressu za 20 evra. Slična rešenja bi u instranstvu bila možda elegantnija, rezultat bi verovatno bio isti, ali bi se cena merila u desetinama hiljada evra. Rešenja uz pomoć štapa i kanapa ponekad daju fantastične rezultate!

Šta je sledeći korak međunarodnog tima čiji ste član?

FUTO: Nastavljamo gde smo stali. Sa grupom prof. dr Ivana Mijakovića iz Švedske imamo odličnu saradnju. Ranije ove godine već smo objavili jedan rad vezan za sporulaciju kod vrste Bacillus subtilis takođe u časopisu MBE. Koristili smo relativno novu bioinformatičku metodu za predikciju gena koji učestvuju u sporulaciji. To je posebno zanimljivno iz perspekive same bakterije koja je bila modelni ogranizam prilikom opisivanja sporulacije i za koju važi da se o njoj već „sve zna“. Nikada se ni o čemu neće znati sve. Nadam se da će se saradnja nastaviti i da će i dalje biti plodna.

Osim toga, na tragu poslednjih rezultata, ukoliko dobijemo finansiranje, nastavićemo istraživanje biofilmova. Zanima nas kako se i koji se geni uključuju i isključuju u pojedinim delovima biofilma. Za razliku od temporalne perspektive koja karakteriše objavljeno istraživanje, odnosno razlike u aktivnostima gena tokom vremena, sada planiramo da se posvetimo pitanju šta se dešava u centru, a šta na periferiji rastućeg biofilma, odnosno da vidimo koji su geni ključni za šta tokom razvoja i kako se njihova ekspresija menja. Biće zanimljivo!

Recite nam koju reč o sebi… Kako se dogodilo da u Srbiji ne pronađete odgovarajući posao?

FUTO: Pa na Balkanu je to manje-više svugde isto… Nakon mature u našoj subotičkoj gimnaziji, studirao sam pa i diplomirao biologiju na PMF-u Univerziteta u Zagrebu. Kako je to bila 2009. godina i svetom je vladala ekonomska kriza, zapošljavanje je u Hrvatskoj postalo problematično. Iako sam planirao da nastavim doktorske studije u Zagrebu, pa i dobio načelnu ponudu za poziciju asistenta na fakultetu, Vlada Republike Hrvatske je zabranila zapošljavanje u javnom sektoru. Naivno sam tada mislio da će to kratko trajati, pa sam dva semestra radio kao spoljni saradnik pri Katedri za evoluciju na Biološkom odseku PMF-a i vodio studentske vežbe.

blank

Momir Futo na planini, u trenucima predaha od naučnog rada (Foto: FB, privatna arhiva)

Kako je honorar kasnio i opstanak u Zagrebu postajao neodrživ, krajem 2010. sam na nagovor svoje koleginice i prijateljice koja je tada već počela svoj doktorat u Nemačkoj, prelomio i poslao svoj CV na jedan konkurs za doktorandsku poziciju na Univerzitetu u Minsteru, u Nemačkoj. Spletom okolnosti sam dobio stipendiju Nemačkog fonda za akademsku razmenu (DAAD) za doktorske studije, te sam 2016. doktorirao na Institutu za evoluciju i biodiverzitet u Minsteru.

Ubrzo nakon toga, pošto mi je ugovor istekao, vratio sam se u Suboticu. E sad, kada ste mlad doktor nauka, narastu vam krila i mislite da možete sve, ali još niste svesni da su u akademskoj nauci profesionalna poznanstva, preporuke i generalno umrežavanje s kolegama, odnosno networking često od presudnog značaja za karijeru. Kako sam svoj akademski razvoj započeo u Zagrebu, a nastavio u Nemačkoj, sa nekoliko objavljenih radova po povratku u Srbiju za domaću akademsku javnost bio sam anonimus. Strašno je teško progurati se i dokazati se počevši od nule. Posla za naučnike u Srbiji nažalost nema mnogo. To je tako. Nadam se da će se promeniti.

Bio sam na nekoliko informativnih razgovra vezanih za saradnju i posao u Novom Sadu i Beogradu, ali većinom je odgovor bio da trenutno nema dovoljno sredstava i da će mi se svakako javiti ako nešto iskrsne. I tu se uglavnom završavalo sve.

U to vreme, pre nešto više od tri godine, otvorio se konkurs za postdoktorsko usavršavanje na Institutu “Ruđer Bošković” u Zagrebu, i to u grupi koja se bavi evolucijom koja je moje područje, u grupi na čelu koje je etablirani naučnik, što je bio ogroman plus i u grupi koja radi, između ostalog, na bakterijama, sa kojima sam ja već tada imao prilično iskustvo. Prijavio sam se na poziciju u sklopu projekta finansiranog od strane Hrvatske zaklade za znanost, usledila su dva intervjua i na kraju sam dobio posao koji i sada radim.

 

Imaš priču? Imaš vest? Budi i ti reporter!

Javi nam se!

Podelite vest sa prijateljima:

blank

Comments are closed.

blank
blank

Povezane vesti

Portal Subotičke.rs koristi kolačiće u cilju optimizacije funkcionalnosti i sadržaja sajta.
Korišćenjem portala prihvatate upotrebu kolačića.