Tiskane izdaje
Nemški znanstvenik je po utemeljitvi žirije italijansko-švicarske Balzanove fundacije dobil nagrado »za pionirske študije molekularne karakterizacije sinaptičnih vezikul in vloge proteinskih kompleksov v procesu eksocitoze – ključnega mehanizma v transmisiji signalov v živčnem sistemu«.
Sinaptična transmisija je glavni mehanizem, s katerim medsebojno komunicirajo nevroni v naših možganih. Ko živčni impulz doseže živčni končič, povzroči sprostitev signalne kemikalije – nevrotransmiterjev – ob tem pa pospeši fuzijo majhnih vezikul z membrano plazme (eksocitoza).
Te sinaptične vezikule inkorporirajo nevrotransmiter, ki nato prodre v ozek prostor med nevronom pošiljateljem in nevronom prejemnikom. Ta proces se lahko dogaja v ritmu več kot stokrat v eni sekundi v enem živčnem končiču, ki nujno potrebuje tako hiter mehanizem akcije.
Z znanstvenim delom Reinharda Jahna in njegovih sodelavcev se je temeljito izboljšalo naše znanje o molekularnih podrobnostih opisanega procesa. Njegov prvi veliki prispevek je identifikacija proteina sinaptične vezikule – sinaptotagmina, Ca 2+ senzorja, ki sodeluje pri začetku eksocitoze.
Že od petdesetih let prejšnjega stoletja je namreč znano, da influks Ca 2+ iona v živčnem končiču sproži proces sproščanja nevrotransmiterjev. Vendar pa je bila ta molekula neznana, vse dokler ni Jahn skupaj s Thomasom C. Südhofom (profesorjem na Stanfordu, enem od treh dobitnikov Nobelove nagrade leta 2013 za fiziologijo in medicino) prikazal vezivne značilnosti sinaptotagmina. Tako je postal sinaptotagmin »glavni kandidat« za Ca 2+ senzor v sinapsi.
V osemdesetih letih je bilo dokazano, da kompleks sinaptičnih proteinov (tako imenovani kompleks SNARE: sinaptobrevin, sintaksin in SNAP-25) sodeluje v številnih oblikah membranske fuzije. Jahn je s svojo ekipo odločilno pripomogel k temu, da smo dobili vpogled v mehanizme akcije tega kompleksa.
Proteine SNARE je opredelil kot cilje klostridijskih nevrotoksinov (v istem času kot on je to izpeljal tudi Cesare Montecucco iz Padove), pa tudi kot primerne za proučevanje sproščanja nevrotransmiterjev. Nato je opredelil topologijo kompleksa SNARE, kar je deloma naredil v sodelovanju z Axlom Brungerjem, profesorjem univerze Stanford.
Nedavno je Jahn izpeljal resno proteomsko študijo molekularnih konstituentov sinaptičnih vezikul, katere vrhunec je tridimenzionalni molekularni model sinaptične vezikule. Najmanj dve Jahnovi odkritji – topologija in struktura kompleksa SNARE ter vezikularni proteom – sta sestavni del velike večine današnjih univerzitetnih učbenikov o nevrobiologiji.
Profesor Jahn, odraščali ste v povojni Zahodni Nemčiji, v času, ko je bila ta v močnem gospodarskem vzponu in je letno uvažala na sto tisoče »delavcev na začasnem delu«, a se je hkrati srečevala s hudimi družbenimi protislovji. Kateri so bili tisti ključni trenutki, ko ste se odločili za znanstveno pot?
Moj oče je bil učitelj in tudi jaz sem si želel opravljati ta poklic. Najprej sem se pri študiju bolj nagibal k ekologiji, nato pa sem se pod vplivom takratnih novih odkritij, kot je struktura DNK, preusmeril v biologijo in kemijo. Name so močno delovali tudi politični procesi, kot je bilo revolucionarno leto 1968. Dolgo sem bil trdno odločen, da bom gimnazijski profesor, opravil sem že vse potrebne izpite za ta poklic, a sem se nato kljub vsemu odločil, da bom tudi doktoriral.
Kateri temi ste namenili doktorat?
Moja doktorska disertacija je bila na temo izločanja parotidne žleze. Zaradi različnih razlogov to ni bilo uspešno doktorsko delo. Takrat sem si še vedno želel postati gimnazijski profesor. Nato pa sem podvomil, ali je dobro, da že pri 29 letih natančno vem, kaj naj bi počel vso delovno dobo, torej vse do 65. leta. Zato sem sklenil, da se bom za nekaj let posvetil znanstvenim raziskavam v tujini.
Odšel sem v New York, na Rockefellerjevo univerzo, in to v laboratorij, ki ga je vodil Paul Greengard, ki je pozneje dobil Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino. Bivanje v ZDA je bilo zame odkritje. Spoznal sem, kako zanimiva in napeta je lahko znanost.
S čim ste se ukvarjali v ZDA?
S stvarmi, ki so blizu temu, kar počnem še danes: z nevroznanostjo, biokemijo, sinapsami … Nato sem se vrnil v Nemčijo in ustanovil delovno skupino, v kateri je bilo več mladih študentov, ki so pripravljali doktorat. Proučevali smo sinaptične vezikule, o katerih se je takrat zelo malo vedelo.
Uspelo nam jih je izolirati in ugotoviti, katere proteine in molekule vsebujejo. Uporabljali smo različne tehnike, ki so bile takrat že razvite. V sodelovanju z drugimi tovrstnimi skupinami po svetu smo na tem področju precej napredovali. In šele takrat je postalo napeto – hoteli smo ugotoviti, kako delujejo te molekule. Danes že precej dobro vemo, kako tukaj delujejo določene molekule.
Toda proučevanje molekul je še danes središče vaših raziskav.
Vračam se s svojo skupino k proučevanju sinaptičnih vezikul. Zanima nas, kako se te male organele tako hitro napolnijo z nevrotransmiterji. Znova so polne v pičlih 30 sekundah.
Večina težko dojame, kako lahko analizirate tako majhne delčke materije, pa tudi, kako lahko spremljate tako hitro spreminjanje snovi.
Na voljo imamo hitre metode, predvsem tiste, ki temeljijo na svetlobi, kot je fluorescenca. Zadnja leta skokovito napreduje tudi mikroskopija, pravzaprav kar revolucionarno. Poleg tega imamo vse boljše kamere, pri katerih potrebujemo vse manj luči, da bi izmerili, kaj se dogaja.
Če bi imeli ljudje »molekularne oči«, bi jasno videli, kaj se dogaja v molekulah, tako da bi bilo moje delo povsem odveč. Vsem bi bilo vse jasno. Ker nimamo takšnih oči, se moramo do spoznanj prebiti s pomočjo »reporterjev«, torej posredno, generirati moramo signale in se po tej poti dokopati do ugotovitev o delovanju molekularnih strojev.
Številni vaši kolegi, tudi iz Nemčije, so za vedno ostali v ZDA. Vi ste se vrnili v Nemčijo, ki je zdaj gospodarsko uspešna. Imate v tem okolju dovolj sredstev za raziskave ali se, tako kot mnogi drugi, pritožujete zaradi pomanjkanja denarja in nerazumevanja države?
Na Inštitutu Maxa Plancka smo v privilegiranem položaju. Vprašanje raziskovanj imamo zelo dobro rešeno, in to resnično dolgoročno. Smo izjema v sistemu. Če govoriva o meni osebno, pa sem prišel do meje, ko se moram kot direktor upokojiti.
Boste pa ostali kot zaslužni profesor?
Da, vendar bom moral sam poskrbeti za sredstva, ki jih bom potreboval za svoje raziskave.
Balzanova nagrada, vredna 750.000 švicarskih frankov ali 700.000 evrov, je torej za vas pomembna tudi v finančnem smislu?
Nagrada mi bo zagotovo koristila. Lahko bom za nekaj let najel dva študenta. Poleg tega se bom lahko tudi sam bolj posvetil raziskovanju kot do zdaj, ko sem moral skrbeti še za ves administrativni balast.
Na kaj se boste usmerili?
Poleg omenjenega polnjenja vezikul, kar nameravamo doseči z nekaterimi novimi metodami, me zanima še nekaj vprašanjv zvezi s sproščanjem nevrotransmiterjev. Prepričan sem, da lahko na vsa ta vprašanja poiščemo ustrezne odgovore.
Čedalje več ljudi po svetu se ukvarja z znanostjo, pa tudi medsebojno komuniciranje znanstvenikov je hitrejše in lažje kot pred nekaj desetletji. Kje po svetu imate dobre sogovornike za ploden znanstveni dialog?
Izredno pomembno je, da imate še kje drugje kolege, ki se ukvarjajo z istim področjem. Nekaj takšnih dobro poznam na Stanfordu, pa tudi na Yalu, moji nekdanji univerzi. Poleg tega prav zdaj pri enem od projektov sodelujemo z znanstveno skupino iz Virginije. Kot vidite, so tukaj ZDA neizogibne. Seveda pa obstaja tudi v Evropi skupnost, v kateri se med seboj poznamo.
Imate med seboj resnično odkrite razprave, ki vodijo do sinergijskih učinkov, ali v glavnem ljubosumno varujete vsak svoje raziskovalne rezultate?
Vsem je jasno, da moramo sodelovati, saj sami ne bi prišli daleč. Včasih se morajo za to, da pridemo do uporabnih rezultatov, nujno povezati kar štirje timi, celo pet. Seveda pa se ves čas srečujemo z nekakšno mešanico konkurence in sodelovanja. Če prevlada sodelovanje, imamo od tega vsi korist in takrat se pokaže sinergijski učinek. Konkurenca pa pregovorno »poživlja poslovanje«. Zaradi konkurence je tisto, kar počnemo, še bolj zanimivo in še bolj napeto.
Kaj menite o politiki financiranja znanosti v EU?
Prepričan sem, da je treba podpirati temeljne znanstvene raziskave. Po drugi strani pa politika ves čas teži k uporabi, uporabi, uporabi, torej k znanosti, ki prinaša uporabne rešitve.
Obstaja cela vrsta političnih dejavnikov, ki si želijo rešiti določena družbena vprašanja in zato dajejo absolutno prednost znanstvenim raziskavam, usmerjenim k praktičnim rešitvam. Naj se izrazim slikovito: lahko po mili volji financirate razvoj sveče, a se morate pri tem vprašati; je to dobro vložen denar, ali pa bi bilo morda bolje, da bi ga vložili v raziskave, ki bodo po vsej verjetnosti pripeljale do razvoja žarnice?
Skratka, prepričan sem, da je treba močneje spodbujati bazične raziskave. EU se nagiba k temu, po brexitu pa bo to verjetno še bolj poudarjeno, da je treba znanost v celoti postaviti v službo gospodarstva. Toda skoraj vse stvari, ki nas obdajajo, tudi stvari tukaj, v tem hotelskem salonu, od elektrike do vašega magnetofona, so nastale na podlagi rezultatov temeljnih raziskav. To je treba ves čas ponavljati. Tudi v EU. Sredstva ERC, Evropskega raziskovalnega sveta, so edina v EU, namenjena temeljnim raziskavam. Pa vendar je ERC ves čas na udaru. Vodilni politiki današnje EU mu niso pretirano naklonjeni.
S katerimi argumenti v teh razmerah mlade spodbujate k temu, da se ukvarjajo s temeljno znanostjo?
Argumentov je veliko, denimo ta, da na veliko vprašanj še nimamo odgovorov. Ukvarjanje z znanostjo je izredno zanimivo in pestro delo, ki prinaša zadovoljstvo, čeprav rezultatov ni mogoče predvideti, ker je polno presenečenj. To je delo z novim orodjem, delo za tiste otroke, ki so si strastno želeli razstaviti hišno budilko, da bi videli, kako deluje ura.
