Šiais metais Nobelio komitetui padarius apmaudų sprendimą ir neskyrus premijos Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro (VU GMC) profesoriui Virginijui Šikšniui, mokslo bendruomenė ir visuomenė liejo savo nusivylimą, kad, pirmą kartą Lietuvos mokslininkui atsiradus galimybei gauti Nobelio premiją, ji prasprūdo pro pirštus. Visgi, kaip sako pats V. Šikšnys, šio įvykio jis nesureikšmina ir tai jo nesustabdė nuo tolimesnės mokslinės veiklos. Be to, svarbiausia tai, kad dėl šio įvykio apie Lietuvos mokslininkų galimybes ir itin aukštą lygį sužinojo visas pasaulis.
Už genomo redagavimo įrankio atradimą, sukėlusį revoliuciją medicinoje, prieš keletą metų profesoriui V. Šikšniui buvo įteikta prestižinė Kavli premija, laikoma žingsniu iki Nobelio.
Mokslininkas yra gavęs ne vieną apdovanojimą už savo mokslinius tyrimus ir nuopelnus mūsų šaliai. Šiais metais jo vardu buvo įsteigta stipendija gabiausiems gyvybės mokslų srities studentams, o pats VU V. Šikšniui ir jo komandai skyrė 100 000 eurų tikslinę dotaciją „Gyvybės kodo perrašymas“ už indėlį į pasaulinio lygio mokslo atradimus.
Su profesoriumi V. Šikšniu pasikalbėjome ne tik apie Nobelio premiją, bet ir apie jo atrastą genų žirklių technologiją, darbo kasdienybę ir tai, ką daryti, kad visuomenė pradėtų labiau pasitikėti mokslu.
– Žinau, kad Nobelio tema nemaloni, bet turiu paklausti. Kaip esate nusiteikęs, atslūgus visų emocijoms po šio įvykio?
– Esu nusiteikęs gerai. Įvairių premijų komitetai priima sprendimus, kam įteikti premijas. Nobelio komitetas padarė savo sprendimą, jis yra toks, koks yra. Svarbu, kad Nobelio premija yra pripažinimas ne tik mokslininkams, bet kartu ir tam tikrai mokslo sričiai. Džiugu, kad genų žirklių technologija buvo pripažinta šiuo svariu apdovanojimu.
Malonu, kad šiame kontekste minimas ir Lietuvos vardas, kas iš tiesų rodo, jog Lietuvoje vyksta moksliniai tyrimai, pripažįstami tarptautiniu mastu. O Lietuvos mokslininkai tikrai pajėgūs konkuruoti tarptautiniu lygiu, arba, kitaip tariant, žaisti aukščiausioje pasaulio mokslo lygoje.
– Tai nepaveikė Jūsų kažkaip neigiamai, tolimesnio mokslinio kelio atžvilgiu? Turiu omenyje, ar nenumušė ūpo toliau dirbti prie to, ką darote šiuo metu?
– Aš esu linkęs nesureikšminti tų premijų ir apdovanojimų. Aišku, jie turi vieną neabejotinai svarbų vaidmenį – atkreipia visuomenės dėmesį į tai, ką veikia mokslininkai ir kuo jų darbai gali būti svarbūs.
– Esate gavęs ne vieną prestižinį apdovanojimą, o lietuvių akyse neabejotinai esate išskirtinė mokslo žvaigždė. Kaip dėl to jaučiatės?
– Pripažinimas, žinoma, yra svarbus, malonus. Bet vėlgi, esu linkęs jo nesureikšminti. Manau, jog žymiai svarbiau, kad tie apdovanojimai atkreipia visuomenės dėmesį į mokslininkus, į tai, ką mokslininkai daro laboratorijose, kuo tie darbai gali prisidėti prie visų mūsų gerovės.
– Nuo ko apskritai prasidėjo Jūsų mokslinė karjera? Kas pastūmėjo Jus sukti į mokslą ir konkrečiai – į biochemiją?
– Mano kelias į mokslą, galima sakyti, buvo paprastas ir tiesus. Jau nuo mokyklos žinojau, kad noriu studijuoti chemiją. Aišku, už tai, visų pirma, esu dėkingas savo chemijos mokytojai Genovaitei Jagminienei, kuri savo pamokose atskleidė chemijos mokslo grožį. Pradėjau dalyvauti chemijos olimpiadose, o mokytoja, pasitikėdama mumis, įleisdavo į chemijos laboratoriją, ten pradėjau daryti pirmuosius eksperimentus. Tai, žinoma, labai įtraukė. Paskui ėjo universitetas, doktorantūra ir darbas mokslinėse laboratorijose. Iš tikrųjų, moksle, kaip ir kitose srityse, labai daug lemia darbas.
– Kokia yra Jūsų įprasta darbo diena? Ar turite laisvo laiko po darbo, skirto sau?
– Kiekviena mokslininko diena yra nauja, nes niekada nežinai, kur tave nuves nauji eksperimentai. Atrodo, kad pradedi vienus eksperimentus, o jie nuveda tave kitur, nei pradžioje galvojai, kad nuves. Mokslininko diena yra be darbo valandų – tai nėra toks darbas, kuris vyksta nuo skambučio iki skambučio. Idėjos apie naujus eksperimentus dažnai kyla netikėtai, ne būnant darbe, bet užsiimant kita veikla.
Mokslininko darbas įdomus tuo, kad jis kas kartą yra naujas ir tikrai nenuobodus.
– Dabar jau esate nuėjęs išties ilgą mokslinį kelią. Su kokiais didžiausiais iššūkiais Jums teko jame susidurti?
– Mano mokslo karjeroje iššūkių buvo labai įvairių. Prisiminus, kaip mes dirbome prieš 30 metų ir kaip dirbame dabar, sąlygos skiriasi kaip diena ir naktis. Pradžioje trūko visko – ir įrangos, ir reagentų, o dabar mūsų laboratorijos Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centre beveik nesiskiria nuo kitų Europos laboratorijų. Bet, aišku, tas nepriteklius, kurį jautėme karjeros pradžioje, vertė mus būti labai kūrybiškus. O tai, iš tikrųjų, suvaidino teigiamą vaidmenį.
– Jūsų atrastos vadinamosios genų žirklės iki šiol yra daugumai nesuprantama technologija. Kaip galima karpyti genus ir kokia to nauda?
– Genų žirklės yra tokia metafora, kurią mes naudojame, kad galėtume geriau paaiškinti, ką veikia tie molekuliniai įrankiai, kuriuos mes naudojame genams redaguoti. Genų žirklės yra tokie fermentai, kuriuos sudaro baltymo ir RNR molekulės kompleksai, ir jie, vedami RNR molekulės, sugeba surasti DNR molekulėje tam tikrą seką. Toje sekoje jie katalizuoja tokias reakcijas, kad DNR grandinė toje vietoje nutrūksta. Taigi, atrodo, kad ta fermento molekulė perkerpa DNR grandinę. Todėl mes tas molekules ir vadiname genų žirklėmis.
Kodėl tos genų žirklės yra svarbios ir kodėl apie jas tiek daug dabar kalbame? Visų pirma, jos svarbios todėl, kad visų gyvųjų organizmų likimai yra užkoduoti DNR molekulėje. DNR molekulė yra, galima sakyti, planas, kuris nulemia visų gyvųjų organizmų vystymąsi, o klaidos tame plane gali, pavyzdžiui, nulemti ligas, kuriomis serga žmonės. Mokslininkai jau seniai žinojo, kad pokyčiai DNR molekulėje, pavyzdžiui, vienos raidės pasikeitimas į kitą, sukelia paveldimas genetines ligas. Jie matė, kokie pokyčiai DNR molekulėje susiję su atitinkamomis paveldimomis ligomis, bet neturėjo įrankių, kurie leistų tas klaidas DNR molekulėje ištaisyti.
Genų žirklių technologija leidžia mokslininkams taisyti DNR klaidas arba keisti DNR molekulę taip, kaip mes norime. Mokslininkai surado įrankį, kuris gali padėti keisti gyvųjų organizmų DNR.
– Galbūt paklausiu šiek tiek iš fantastikos srities, bet, Jums bepasakojant, man šovė į galvą mintis, kad jeigu galima redaguoti gyvųjų organizmų DNR, tai galbūt galima įdiegti žmonėms ir kokių nors papildomų gebėjimų? Pavyzdžiui, padidinti intelektą?
– Čia mes pradedame kalbėti ne tik apie mokslinę sritį, susijusią su genų redagavimu, DNR molekulių karpymu, bet ir apie etines problemas. Jeigu mes turime įrankį, kuris leidžia, pavyzdžiui, keisti DNR, tai, kaip jūs klausiate, ar galime pasinaudoti tuo įrankiu ir pradėti keisti kokias nors žmonių savybes. Aišku, tos etinės problemos, kai mes kalbame apie genų redagavimą, yra tiesiogiai susijusios ir labai svarbios.
Mokslininkai dabar yra sutarę, kad mes genų žirkles galėsime naudoti paveldimų genetinių ligų gydymui, keisti DNR augaluose, bet tiesiogiai nesikišime į žmogaus DNR, kad galėtume ją keisti taip, kaip kas nors norėtų. T. y., mokslininkai nusibrėžę sau raudoną liniją, kuri sako, kad mes, jeigu ir galime, nedarome jokių pakitimų žmonėse, jei tie pakitimai galėtų būti perduodami iš kartos į kartą. Svarbu pažymėti, kad jeigu mes darome pakitimus somatinėse žmonių ląstelėse ir pakeičiame jose DNR, tie pakitimai nebus perduodami kitai kartai. Bet jeigu mes pradėtume keisti žmogaus DNR embriono ląstelėse, tada tie atsiradę pokyčiai būtų toliau perduodami iš kartos į kartą. Mokslininkai ir jų darbą prižiūrinčios institucijos yra pasakę, kad jokie eksperimentai su embrionais yra neleistini.
– Manau, kad žmonėms ši technologija kelia baimę, nes pats genų redagavimas, iš tiesų, skamba šiek tiek šiurpiai. Bent jau žvelgiant iš paprasto, su mokslu nieko bendro neturinčio žmogaus perspektyvos. Kaip reikėtų žmones įtikinti, kad tas įrankis bus naudojamas tik paveldimoms ligoms gydyti, bet nebus kaip nors nukreiptas prieš juos?
– Čia nieko nėra neįprasto, žmonės dažnai bijo naujų daiktų, naujų technologijų. Tos baimės dažnai susijusios su tuo, kad jie gerai nesupranta, kaip veikia ta technologija, ką tas įrankis gali padaryti, kaip jis yra reguliuojamas. Dabar mokslininkai ir yra sutelkę savo tyrimus į tas sritis, kurios galėtų pademonstruoti genų redagavimo technologijos privalumus gydant paveldimas genetines ligas. Šiuo metu daroma nemažai klinikinių tyrimų, kuriuose naudojant šį įrankį bandoma pakeisti DNR molekulėje tas klaidas, kurios sukelia tam tikras genetines ligas.
Pavyzdžiui, yra gerai žinoma, kad tokia kraujo liga kaip pjautuvinė anemija yra susijusi su vienos raidės pasikeitimu iš trijų milijardų raidžių, sudarančių DNR seką. Kai ta viena raidė pasikeičia į kitą, tuomet raudonieji kraujo kūneliai pakeičia savo formą. Jie pasidaro pjautuvo formos vietoje apvalių, amerikietiško sklindžio formos kūnelių. Tie pjautuvo formos raudonieji kraujo kūneliai sulimpa vienas su kitu, pradeda užkimšinėti kraujagysles ir taip atsiranda patologinių pasikeitimų. Iki šiol mokslininkai ir gydytojai matė tuos pasikeitimus, žinojo, su kuo jie susiję, bet niekaip negalėjo ištaisyti tos klaidos, kuri yra ligos priežastis, nes neturėjo tam reikalingų įrankių. Todėl visas gydymas buvo paremtas tik simptomų palengvinimu, bet ne ligos priežasties išgydymu.
O dabar jau yra vykdomi klinikiniai tyrimai, per kuriuos iš pacientų paimama kamieninių ląstelių, kurios atsakingos už kraujo ląstelių gamybą organizme. Tose kamieninėse ląstelėse, laboratorijoje naudojant genų žirklių technologiją, klaidos, sukeliančios šią ligą, yra ištaisomos. Tuomet kamieninės ląstelės yra sugrąžinamos į žmogaus organizmą. Ten jos pradeda gaminti teisingos formos raudonuosius kraujo kūnelius ir tokiu būdu pašalinama ligos priežastis.
Šiuo metu naudojant šią technologiją keli žmonės yra gydomi. Kol kas viskas vyksta labai sėkmingai. Tai rodo, kad ši technologija iš tikrųjų gali labai prisidėti prie tokių sudėtingų ligų gydymo. Ligų, kurių gydymas iki šiol nebuvo žinomas. Manau, kad tokie pavyzdžiai gali žmonėms parodyti, kuo ši technologija yra svarbi ir naudinga.
– Vadinasi, Jūsų paminėtus klinikinius tyrimus jau galime vadinti proveržiu šioje srityje?
– Taip, aš manau, kad tokie klinikiniai tyrimai jau yra proveržis šioje srityje. Genų žirklių technologija buvo atrasta 2012 metais, o dabar, nepraėjus nė 10 metų, kalbame apie klinikinius tyrimus, kai pradedami gydyti žmonės.
– Kokios yra tos paveldimos ligos, kurias jau bus galima išgydyti?
– Paveldimos ligos yra susijusios su kokiais nors pokyčiais DNR molekulėje. Ir tų paveldimų ligų yra tūkstančiai. Dažnai tai yra retos ligos, galbūt todėl apie jas mes mažiau girdime. Bet jos sukelia daug įvairių ligų ir sutrikimų organizme. Pavyzdžiui, mokslininkai dabar aktyviai taiko genų žirklių technologiją gydydami paveldimas akių ligas, kurios sukelia aklumą, tam tikras jo formas. Kartais tas aklumas pasireiškia netgi kūdikystėje. Panaudodami genų žirkles mokslininkai bando ištaisyti klaidas, kurios yra atsakingos už šios ligos požymius. Jau vyksta daugybė klinikinių tyrimų, kuriuose, panaudojant genų redagavimo įrankius, bandoma išgydyti paveldimas akių ligas. Manau, kad tai irgi yra labai svarbus proveržis.
– O jeigu dar kartą susidurtume su panašia pandemija, kaip koronaviruso, ar genų redagavimas galėtų pasitarnauti įveikiant virusą, valdant pandemiją? Pavyzdžiui, ar galėtume pakeisti virusus į mums mažiau kenksmingus?
– Virusai, aišku, keičiasi ir be genų žirklių. Dabar mes girdime ir apie tai, kad Jungtinėje Karalystėje pasirodė nauja koronaviruso atmaina, kurioje yra daug mutacijų, ir tas mutavęs virusas galbūt yra labiau užkrečiamas. Genų žirklių technologija iš principo šiandien jau yra naudojama būtent viruso detekcijai.
Genų žirklių technologijoje, kaip ir minėjau, yra naudojamas fermentas, sudarytas iš dviejų komponentų – baltymo ir RNR molekulės. RNR molekulė veikia kaip adresas, pagal kurį fermentas gali atpažinti tam tikrą seką DNR arba RNR molekulėje. Mokslininkai, pasinaudoję šia savybe, užprogramavo tas fermentų molekules taip, kad jos galėtų atpažinti būtent konkrečius virusus. Virusas turi tam tikrą genetinę medžiagą, SARS-CoV-2 atveju tai yra RNR molekulės. Naudodamiesi minėtais fermentais, galime labai tiksliai ir specifiškai atpažinti viruso RNR molekulių fragmentus bei atskirti, koks tai yra virusas. Pavyzdžiui, ar tai įprastas gripo virusas, ar SARS-CoV-2 koronavirusas.
Taigi, ši technologija leido sukurti naujus viruso detekcijos metodus. Tie metodai jau pradedami taikyti Jungtinėse Amerikos Valstijose, nustatant SARS-CoV-2 koronavirusą. Tai yra pakankamai greiti testai, tyrimus galima atlikti žymiai greičiau negu dabartiniais analizės metodais.
– Dar pandemijos pradžioje buvo išreikštas poreikis sukurti tokius koronaviruso nustatymo metodus, kurie virusą identifikuotų kuo greičiau. Kiek laiko užtrunka tai padaryti? Ar šioje situacijoje tai buvo paspartinta, ar matėme įprastą greitį, kaip dirba mokslininkai?
– Mokslininkai viruso detekcijos metodus, vakcinas sukūrė per ekstremaliai trumpą laiką. Bet tai yra darbas, galima sakyti, karo sąlygomis, kai mokslininkai atidėjo visus kitus darbus ir pradėjo kurti tuos detekcijos metodus, vakcinas.
Tačiau jų sukūrimas remiasi įdirbiu, kurį mokslininkai įgyja dirbdami įprastą darbą savo laboratorijose. Tam, kad būtų sukurti nauji viruso detekcijos metodai, mes turime suprasti, kas tai per virusas, kaip jis veikia, kaip sudarytas, kokie yra jo komponentai, kuriuos galbūt galime panaudoti analizei arba detekcijai. Tai yra kasdieninis mokslininkų darbas, kurio visuomenė dažnai nepastebi arba nemato ir gal nelabai supranta, ką mokslininkai veikia kiekvieną dieną. Iš tikrųjų, tik tokiomis ekstremaliomis sąlygomis, kai kyla pandemija, atsigręžiama į mokslininkus ir klausiama, ar jie gali padėti šioje situacijoje. Ir manau, kad mokslininkai šiuo atveju tikrai labai stipriai prisidėjo.
– Su kokiais moksliniais tyrimais dirbate šiuo metu ir ką planuojate veikti ateityje?
– Šiuo metu tiriame įvairias bakterijų antivirusinės apsaugos sistemas, kurios padeda bakterijoms apsisaugoti nuo virusų. Tikimės, kad galbūt tos naujos bakterijų antivirusinės apsaugos sistemos padės kuriant naujus genomo redagavimo įrankius, panašius į tas genų žirkles, apie kurias kalbame. Beje, genų žirklės taip pat buvo surastos kaip bakterijų apsaugos nuo virusų sistema. Tai atrodo, kad mokslininkai tiria kokius nors reiškinius, kurie galbūt šiandien atrodo nelabai svarbūs eiliniam žmogui, nes jis rūpinasi, kad jo neužpultų virusas, ir jam nelabai rūpi, kaip nuo jo ginasi bakterijos. Bet mokslininkai tirdami bakterijų ir virusų sąveiką išsiaiškina gilius biologinių reiškinių mechanizmus, juos vėliau gali panaudoti kurdami naujus įrankius, galinčius padėti ir kovojant su virusais, puolančiais žmones.
– Ar Jūsų darbus pakoregavo pandemija? Galbūt pakeitė tyrimų kryptį?
– Kaip ir visų žmonių darbus pandemija stipriai pakoregavo, taip ir mes, kurie galime, dirbame iš namų. Žinoma, dingo visos kelionės, mokslinės konferencijos, bet iš tikrųjų jos niekur nedingo, o persikėlė į virtualią erdvę. Aš beveik kiekvieną dieną bendrauju su savo kolegomis iš įvairių pasaulio šalių, mes toliau aptarinėjame mokslinius tyrimus, planuojame eksperimentus. Visi tikimės, kad vakcina po kurio laiko sugrąžins mus į normalų gyvenimą, prie kurio visi esame įpratę.
– Koronaviruso pandemijos akivaizdoje pamatėme, kad visuomenės pasitikėjimas mokslu – menkesnis, nei dauguma norėtų. Ypač vakcinų atžvilgiu. Kaip manote, kodėl susiklostė tokia situacija?
– Viena iš problemų yra tai, kad žmonės nelabai supranta, ką mokslininkai šneka ir ką jie daro. Manau, kad labai svarbus yra mokslininkų dialogas su visuomene. Mokslininkai turi stengtis paaiškinti, kas yra vakcinos, kaip jos veikia, kuo jos gali būti naudingos, kokie gali būti šalutiniai poveikiai. Toks atviras dialogas su visuomene yra labai svarbus. Tai, ką jūs dabar darote, kurdami laidas ar rašydami straipsnius, taip pat labai prisideda prie šio dialogo, nes padedate išversti kartais galbūt sudėtingą mokslininkų kalbą, kuri paremta formulėmis arba skaičiais, į paprastą, žmonėms suprantamą kalbą.
Manau, kad, kalbant ir apie vakcinas, labai svarbus mokslininkų žodis. Aišku, kaip ir kiekviename dialoge, yra tų, kurie šneka, bet turi būti ir tų, kurie linkę klausytis, stengtis suprasti. Suprasti kartais yra sudėtinga, todėl galbūt tuomet reikia tiesiog pasitikėti.
