„Vidíme každý atom“. Tak zní stručné, leč všeříkající motto výzkumné skupiny Strukturní biologie, která je součástí NÚVR a působí při Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR (ÚOCHB). Právě znalost trojrozměrné struktury proteinů, včetně těch, které jsou zodpovědné za vznik rakoviny, hraje klíčovou roli při vývoji molekul s protinádorovými účinky. Jak v rozhovoru říká vedoucí skupiny Pavlína Maloy Řezáčová, práce je to různorodá a hodně kreativní – žádný div, že se v jejím týmu najdou i hudebníci či divadelníci, k nimž ostatně patří i ona sama.
-
Co vás přivedlo k tomu vydat se na vědeckou dráhu a proč jste si zvolila právě přírodní vědy?
Celá naše rodina milovala přírodu. I když musím říct, že v tom byl nejaktivnější tatínek, který domů nosil všechna možná zvířata od mořských koníků přes užovky a křečky, nakonec i vysněného psa – a maminka nám pomáhala se o ně starat. Takže tam asi ten můj zájem tak nějak přirozeně začal.
Když jsem pak začala studovat biologii, hodně rychle jsem se přesunula k biologii molekulární, protože mne fascinovalo, že klíčové procesy života se odehrávají na té úplně nejmenší úrovni jednotlivých atomů. Začala jsem potom pracovat jako biochemička, a to mě přivedlo k strukturní biologii.
-
Rozebírala jste v dětství budíky na kolečka, když teď rozebíráte molekuly na atomy?
Zrovna budíky jsem nerozebírala, ale hodně mě bavilo pozorovat přírodu a přemýšlet nad tím, proč se věci v ní dějí tak, jak se dějí. Teď zkoumám strukturu molekul a ten princip přemýšlení je vlastně podobný – snažím se podívat se na vnitřní uspořádání systému a pochopit, jaká pravidla jeho chování určují.
-
Co vše vám informace o struktuře molekuly prozradí o jejím fungování a o tom, jak její funkci kontrolovat nebo měnit?
Struktura makromolekul, což jsou základní stavební kameny života, je pro pochopení jejich funkce zásadní. Je to jako když se díváme na funkci nějakého stroje. Když poznáme, jak vypadá každá jednotlivá součástka, můžeme pochopit, jak daný stroj funguje. A stejně tak z atomárního uspořádání molekuly lze vyčíst její funkci, třeba jak a kde se daný protein váže na svoje partnery, jak probíhá katalýza nebo jaké konformační změny jsou důležité pro jeho funkci. Ta strukturní informace nám zároveň ukáže i slabá místa dané molekuly, na která se můžeme zaměřit a vytvářet látky, jež cíleně inhibují, aktivují, stabilizují nebo nějak naruší její funkci. A to je důležité pro vývoj nových léčiv.
-
Jsou okamžiky, kdy příroda, nebo řekněme pánbůh, vědce nořícího se do nitra molekuly něčím překvapí? Kdy ve struktuře najde něco, co by tam být logicky nemělo?
Mnohokrát se mi stalo, že mě struktura zaskočila prostě tím, že byla jiná, než jsem čekala. Stále si opakuji, co mi kdysi řekl můj mentor: „This is not the answer. Structure tells us what questions to ask.“ Takže když objevím ve struktuře molekuly něco, co mě překvapí, začnu si klást další otázky, musím se vrátit do laboratoře a nějak tu hádanku na úrovni biologie a biochemie rozplést.
-
Které molekuly jsou pro studium a ovlivnění interakcí nejvhodnějším, možná i „nejsnazším“ cílem a které jsou naopak ty nejzapeklitější?
Relativně snadným cílem jsou stabilní enzymy, které mají dobře definované aktivní místo. Pro ně můžeme poměrně racionálně navrhnout inhibitor, který do toho dobře definovaného místa bude sedět. Tomu se naše výzkumná skupina hodně věnuje i v rámci NÚVR. Projekty, kterých se zde účastníme, jsou cíleny na výzkum inhibitorů enzymů, které se podílejí na patologických procesech včetně rakoviny, jako jsou například karbonát lyáza nebo cyklin-dependentní kináza.
Naopak velmi obtížné jsou flexibilní proteiny anebo interakce protein-DNA. To už vyžaduje opravdu kreativní přístup a kombinaci různých metod, ale právě proto je to vědecky tolik atraktivní. A pro akademický výzkum jsou ty nejzapeklitější struktury vlastně ty nejzajímavější.
-
Je nějaká molekula, která vás svou strukturou obzvláště fascinuje?
Jak už jsem zmínila, vždy mne fascinovaly enzymy, a fascinují mě stále. Nicméně jak se dnes rozvíjejí různé techniky a ruku v ruce s tím se posouvají možnosti, kam až můžeme dohlédnout, se tak trochu vracím ke svým kořenům v biologii a zajímají mě regulátory transkripce bakterií. Jedná se o proteiny, které se vážou na DNA a fungují jako molekulární vypínače nebo přepínače. Ten princip je znám od 70. let minulého století a píše se o něm ve všech učebnicích – ale teprve dnes máme k dispozici nástroje, konkrétně proteinovou krystalografii nebo kryogenní elektronovou mikroskopii, díky nimž se můžeme na ty komplexní struktury skutečně podívat. Takže to je směr, kterým se teď vydávám...
-
Které výsledky svého výzkumu považujete za nejcennější nebo nejslibnější?
Asi bych nedokázala vybrat jeden článek nebo patent, to by nebylo spravedlivé. Obecně je pro mě nejcennější takové poznání struktury, které mohu využít k objasnění mechanismu důležité interakce a k návrhu nějakých molekul, které ji mohou ovlivnit – ať už se jedná o možné léky proti rakovině, nebo třeba v souvislosti s výzkumem regulačních komplexů bakterií o nová antibiotika.
Čeho si ale opravdu cením, je možnost dlouhodobě spolupracovat s různými výzkumnými týmy z ČR i ze zahraničí, a to i v rámci NÚVR. Je pro mne důležité být součástí takové komunity. A vážím si i toho, že mohu předávat svoje znalosti a zkušenosti v kurzech a na univerzitách nejen v Česku, ale i v zahraničí.
-
Jak a podle čeho si vybíráte svoje spolupracovníky?
Jsme hodně multidisciplinární tým, máme v něm chemika, bioložku, biochemičku, dříve i lékaře… Při výběru nejde jen o vlastní odbornost, ale i o to, jak jsou lidé motivovaní, zda jsou schopni spolupracovat v týmu, vážím si i samostatnosti a interdisciplinarity.
-
Je něco, co vám a vašim spolupracovníkům pomáhá k tomu být „naladěni na stejnou vlnu“? Máte nějaké společné zájmy i mimo práci nebo třeba nějaké rituály?
My jsme, řekla bych, taková trochu umělecká skupina. Mám v ní hodně hudebníků, a když máme v ústavu besídky, často na nich hrají. Je mezi námi také dost divadelníků, i já sama jsem amatérská divadelnice. No, ale že bychom měli třeba vlastní kapelu nebo divadelní soubor, to ne.
-
Takže jste skrz naskrz kreativní výzkumná skupina – v práci i mimo ni…
Myslím, že ano. Ona už i sama naše práce je kreativní a vyžaduje spoustu různých technik. Jednu chvíli klonujete, produkujete protein, trávíte hodně času v laboratoři a pak zase hodiny a hodiny u počítače při modelování molekul. Jak říká můj syn, je to jako počítačová hra. Takže je to taková nestandardní různorodá práce a myslím, že naše lidi hodně baví – a pak není divu, že se dokážou bavit i jinými zájmy mimo práci.
-
Když už jsme se ptali, podle čeho si vybíráte spolupracovníky, měli bychom se i zeptat, zda máte z koho vybírat.
Zájem o strukturní biologii je velký, teď obzvláště, a to díky tomu, že v našem ústavu jsme v minulém roce otevřeli novou facilitu pro kryogenní elektronovou mikroskopii. Nemine měsíc, abychom neměli nějakou novou poptávku od postdoka nebo doktoranda, kteří by u nás chtěli pracovat. Takže myslím, že je naše věda táhne. Možná i proto, že je to takové „seeing is believing“ – vidíme opravdu jednotlivé atomy, a to je konkrétní důkaz toho, jak a proč proces fungují.
-
Je současný model vzdělávání nových vědců dostatečně výkonný?
Pokud jde o strukturní biologii, technicky už se krystalografie i kryogenní elektronová mikroskopie posunuly tak, že ti, kdo se oboru věnují, nemusejí znát úplně každý fyzikální detail. To, jak se strukturní biologie dnes vyučuje třeba na přírodovědecké fakultě v rámci biologie a biochemie, je určitý solidní základ. Záleží ale hodně na tom podporovat kritické myšlení a kreativitu studentů, aby ti, kteří jsou opravdu motivovaní, byli schopni najít si správné zdroje a uměli je kriticky zhodnotit.
Je skvělé, že vzdělávací systém je v Česku mezinárodně otevřený, že můžeme získávat studenty ze zahraničí a naopak že je u našich studentů v rámci Ph.D. studia vyžadována mezinárodní zkušenost. To je nesmírně důležité a klíčové.
-
Mimochodem, jak si vybíráte projekty a spolupráce, na kterých se jako výzkumná skupina chcete podílet.
Musí nás to zajímat vědecky a musíme pro to také získat společné financování. Nějaké základní pilotní experimenty na projektu, který našemu týmu dává smysl, můžeme udělat z institucionálního financování, ale pokud se do toho chceme pustit dál, tak to prostě musí být projekt, který obstojí v kompetitivním prostředí vědeckého financování.
-
Co vám a vaší skupině přináší zapojení v NÚVR?
Jsem z ústavu, kde vládne chemie, biochemie a fyzikální chemie, a NÚVR mi umožnil propojení se špičkovými pracovišti v oblasti onkologie. Setkala jsem se s řadou lidí z lékařské fakulty napojených na klinickou praxi. Díky tomu si i své vědomosti na úrovni struktury proteinů dovedu lépe zasadit do kontextu konkrétních nádorových onemocnění. Na společných konferencích jsem tak trochu vystoupila ze své komfortní zóny a byla jsem i na přednáškách, kde se demonstrovala přímo pacientská data, a to bylo pro mě velmi přínosné. Vědec v oblasti biomedicíny by měl občas vystoupit ze svého laboratorního světa a podívat se i na pacienta, aby si svůj výzkum zasadil do reálného kontextu. Před existencí NÚVR k tomu ale byla málokdy příležitost.
Díky NÚVR se zrodila i řada mezioborových spoluprací a doufám, že to tak bude fungovat i do budoucna. A možná si ostatní kolegové z NÚVR, až se jim dostane do rukou nějaká zajímavá molekula, vzpomenou na naši skupinu „strukturářů“ z ÚOCHB.
-
Vzájemná spolupráce byla jedním z cílů NÚVR, který měl od začátku i ambici stát se národní autoritou v oblasti onkologického výzkumu. Myslíte, že se to daří?
Vím, že cílem bylo přispět ke koordinaci a zviditelnění českého onkologického výzkumu. Určitě ve vědecké komunitě se tak stalo a podařilo se vytvořit platformu, která propojuje základní, preklinický i klinický výzkum. Stát se národní autoritou je dlouhodobý proces, ale myslím, že se NÚVR podařilo postavit velmi pevné základy.
-
NÚVR vstoupil do období udržitelnosti, které potrvá další tři roky. Co je podle vás pro něj v této době nejdůležitější?
V rámci zapojení v NÚVR jsme do týmu získali řadu mladých vědců, tuhle podporu je důležité zachovat. V NÚVR je možno navazovat na probíhající spolupráce a vybírat kvalitní projekty, které budou moci žádat o financování. A je třeba i efektivně využívat všechny malé infrastruktury a know-how, které díky NÚVR vznikly.
-
Ještě bychom měli připomenout, že jste i zástupkyní ředitele ÚOCHB AVČR. Je těžké skloubit vědeckou práci s manažerskou pozicí?
Úplně jednoduché to není, zase jsem musela vystoupit ze své komfortní zóny naučit se něco jiného, než jsem doposud dělala. Vyžaduje to dobrou organizaci času, ale i důvěru v tým. A já mám skvělý tým, vystavěný tak, že si mohu dovolit na chvíli ho opustit a vyběhnout si o čtyři patra výš do managementu.
Manažerská role mi umožňuje podílet se na vytváření prostředí pro excelentní výzkum, což byla a stále je moje priorita i v týmu. A ta praktická zkušenost z laboratoře mi někdy pomáhá překlenout mezery, které v managementu jako nováček mám, a mohu se jí řídit i při strategických rozhodováních.
-
Zbývá vám ještě vůbec čas na divadlo, o kterém jste mluvila?
Zrovna teď, když spolu hovoříme, se chystám na divadelní zkoušku… Jsem členkou divadelního souboru Scéna Kralupy v Kralupech nad Vltavou a je to můj opravdu veliký koníček. Ale i ten se mi tak trochu propojuje s prací – moje poslední divadelní hra je o objevu rentgenového záření. A měla premiéru 8. listopadu 2025, což bylo na den přesně 130 let od slavného experimentu Wilhelma Röntgena. Ale hlavní hrdinkou té divadelní hry je jeho žena, proto se představení jmenuje „Berta RTG: Jako bych viděla svou smrt“. To ona byla tak statečná, že mu vnukla myšlenku, aby prozářil její ruku, a větu použitou v názvu hry pronesla, když viděla ten první, dnes již ikonický rentgenový snímek své ruky s prstenem.
-
To znamená, že vy divadlo nejen hrajete, ale také pro něj píšete hry?
Ano – a také režíruji. Ono je to vlastně všechno krásně propojené. V divadle čerpám ze své práce, při psaní tematicky z vědy, při režírování z managementu a ve vědě zase čerpám i z divadla, protože každá prezentace je vlastně tak trochu i divadelní představení…
Foto z divadelního představení: Anna Gutrie
