Tento článok si môžete prečítať vďaka Eset Science Award, oceneniu, ktoré podporuje výnimočnú vedu na Slovensku. Molekulárny biológ Imrich Barák je finalistom ocenenia Eset Science Award v kategórii Výnimočná osobnosť slovenskej vedy, slávnostný galavečer s vyhlásením laureátov ocenenia budete môcť sledovať v sobotu 16. októbra o 20:30 na Dvojke.

Molekulárny biológ Imrich Barák sa k štúdiu baktérií dostal šťastnou náhodou, no dnes to neľutuje. Už desiatky rokov spolu so svojím tímom skúma, ako fungujú baktérie a jednobunkové organizmy. Zisťujú, ako bunka neuveriteľne presne vie nájsť miesto, kde sa má rozdeliť. Alebo aj to, ako sa bunka rozhodne, že už nemá zdroje na to, aby každých 20 minút zdvojnásobila svoj počet, ale za 8 hodín vytvorí len jedinú, no mimoriadne odolnú spóru. Tá dokáže prežiť milióny rokov bez živín, kyslíka či vody, znesie vysoké teploty aj radiáciu, a pritom si zachová genetickú informáciu pôvodnej bunky. 

Ako by ste ľuďom vysvetlili, na čo sa vo výskume buniek zameriavate?

- S mojím tímom sa venujeme hlavne trom základným mechanizmom v bunkách baktérií, a to deleniu buniek, najjednoduchšiemu spôsobu bunkovej diferenciácii – sporulácii a programovanej bunkovej smrti. Venujeme sa tomu hlavne v modelovom organizme Bacillus subtilis. Pýtame sa také, otázky ako bunka nájde s neuveriteľnou presnosťou svoj stred, kde vytvorí deliacu prepážku? Ako sa bunka na molekulárnej úrovni rozhodne diferencovať-sporulovať? Prečo jednobunkový organizmus má vôbec systém na samovraždu?

Čo je zaujímavé sledovať na takých „primitívnych“ organizmoch?

- Náš modelový organizmus, baktéria Bacillus subtilis má v genóme približne 4 400 génov a ľudský genóm kóduje asi 25 000 génov. Čiže z tohto pohľadu baktéria vo veľkosti pár mikrometrov sa nezdá vôbec, že je „primitívna“. Na druhej strane treba povedať, že komplexnosť buniek rôznych organizmov nie je priamo úmerná počtu génov. I keď je to relatívne jednoduchý mikroorganizmus, tak výskum základných bunkových procesov je dôležitý práve pre pochopenie fungovania najjednoduchších buniek, od čoho sa môže odvíjať výskum aj oveľa zložitejších organizmov.

Odborníci hovoria, že niektoré baktérie sú už odolné proti antibiotikám. Bude sa s tým niečo dať urobiť alebo budú ľudia vo vyššej miere umierať na bakteriálne infekcie?

- Rezistencia proti antibiotikám pri baktérii je veľmi bežný jav. Veľkým problémom sa stáva z medicínskeho hľadiska hlavne to, keď choroboplodná baktéria sa stane super rezistentná, čiže rezistentná proti mnohým alebo skoro všetkým antibiotikám. Už v súčasnosti máme len veľmi málo antibiotík v zásobe, ktoré by sme prípadne mohli použiť ako posledné, ktoré sa zatiaľ minimálne používajú, a tým rezistencia na ne nie je ešte veľmi rozšírená.

Pomôžu nové lieky?

- Vývoj nových antibiotík je veľmi nákladný a pohybuje sa rádovo v miliardách dolárov. Pre ten vývoj je dôležitý práve základný výskum, ktorý aj my robíme. Zistenie správnych cieľov ako napríklad dôležitých deliacich proteínov a po vyriešení ich 3D štruktúr, je možné navrhnúť organické látky, potenciálne antibiotiká, ktoré by dosadli do aktívnych miest a zabrzdili ich funkciu, a tak zastavili delenie buniek choroboplodných baktérií.

Dokážu sa bunky samy zničiť a prečo by to robili?

- Áno, bunky sa určite dokážu samy zničiť, čo určite je úplne bežný proces pre viacbunkové organizmy, keď napríklad poškodená bunka si nastaví svoju vlastnú smrť, aby bola nahradená novou nepoškodenou. Je mimoriadne zaujímavé, že jednobunkové baktérie si tiež môžu spustiť vlastný systém samovraždy. Tých spôsobov pri baktériách je prekvapujúco veľmi veľa a každý sa spúšťa z iných príčin alebo za iných podmienok.

Napríklad?

- Jednoducho môžeme povedať, že často sa spúšťa takýto systém, aby prežila aspoň malá populácia bakteriálnych buniek pod vplyvom rôznych stresových faktorov, napríklad pri pôsobení antibiotík.

V jednom rozhovore spomínate teóriu panspermie. O čom hovorí a ako súvisí s vaším výskumom?

- Teória panspermia hovorí, že život na Zemi mohol byť prinesený vo forme napríklad aj vysoko rezistentných spór, ktoré aj my študujeme. Táto hypotéza tvrdí, že život sa môže šíriť kozmickým priestorom prostredníctvom meteoroidov, hviezdneho vetra alebo komét. Dokonca sa medzi vedcami uvažuje aj o riadenej panspermii, čovlastne znamená, že zárodky života mohli byť na Zem zámerne rozšírené vyspelou mimozemskou civilizáciou. Zástancami tejto teórie boli aj takí vedci ako Francis Crick alebo Carl Sagan. V princípe už ľudstvo má túto možnosť rozšíriť život na iné vesmírne telesá a pravdepodobne k tomu už aj došlo pri možnej kontaminácii sond, ktoré leteli na Mesiac alebo Mars.

Z jadrového chemika sa stal biológ

Imrich Barák z gymnázia v Nových Zámkoch odišiel študovať jadrovú chémiu na Prírodovedeckú fakultu Univerzity Komenského. Podľa vlastných slov ho šťastná náhoda priviedla do iného odboru do Ústavu molekulárnej biológie SAV. Po nežnej revolúcii odišiel na postdoktorandské štúdium do USA, no po dvoch rokoch sa aj s rodinou vrátili. Začal budovať svoju vedeckú skupinu. Začiatky boli síce náročné, no zlepšilo sa to, keď s kolegom z University of York dostali prvý veľký grant z nadácie The Wellcome Trust, ktorý sa im podarilo získať ešte dvakrát. Skúsenosti mal totiž aj z inštitúcií v USA, vo Veľkej Británii, ako hosťujúci profesor pôsobil na univerzitách vo Švajčiarsku a v Taliansku.

Na Slovensku Imrich Barák dvakrát získal ocenenie Vedec roka, a to v roku 2020 a 2001. V roku 2016 sa stal aj Osobnosťou vedy a techniky v rámci Ceny za vedu a techniku.