Sdílet
27. října 2021
Středoškolák z řečkovického gymnázia Vojtěch Haluza zvítězil v 15. ročníku soutěže České hlavičky v kategorii „Genus“ příroda kolem nás. V rámci své ročníkové práce zkoumal úlohu komplexů SOSS1 a SOSS2 v komunikaci mezi transkripcí a homologní rekombinací, ke které dochází při opravě dvouvláknových zlomů v DNA. V současnosti je tento proces předmětem nejpokročilejšího výzkumu opravných mechanizmů poškozené DNA a může mít zásadní vliv na potlačení nádorového bujení. Talentovaný Vojtěch Haluza, který teprve před týdnem oslavil své 18. narozeniny, dokončuje práci na své první vědecké spoluautorské publikaci v laboratoři Strukturní biologie a genové regulace Richarda Štefla ve špičkovém vědeckém centru CEITEC ve spolupráci s Oxfordskou univerzitou.
Jak se dostane brněnský středoškolák k řešení tak zásadních vědeckých otázek? Proč bychom neměli podceňovat schopnosti středoškoláků a proč je důležité investovat do rozvoje mladých talentů? To a více se dozvíte v následujícím článku.
Středoškolská odborná činnost: brána do světa špičkové vědy
Vědec a školitel Marek Šebesta, z výzkumné skupiny Strukturní biologie a genové regulace Richarda Štefla, se rozhodl podpořit mladé talentované středoškoláky se zájmem o vědu participující v programu JCMM na podporu středoškolské odborné činnosti. V tomto programu, kde je zapojeno 233 studentů ze 30 středních škol a 18 vědních oborů si Marek Šebesta vypsal projekt. Poté, co měl projekt už obsazený, ozval se mu tehdy sedmnáctiletý středoškolák Vojtěch Haluza z gymnázia Brno-Řečkovice. Hned po prvním společném rozhovoru byl Marek Šebesta nadšen Vojtovými znalostmi a entuziasmem. Marek Šebesta se tedy rozhodl projekt upravit tak, aby se do něj mohlzapojit i Vojta Haluza. Po pár dnech, které Vojta strávil v jeho laboratoři, bylo Markovi Šebestovi jasné, že toto rozhodnutí bylo správné. „Na začátku jsem neměl žádné velké ambice, šlo mi o to, aby si Vojta osvojil základní techniky, které se používají v laboratoři. Jakmile jsem rozeznal Vojtův talent a zápal pro vědu, upravil jsem cíle práce tak, že Vojta v principu řešil jednu ze zásadních otázek mého GAČR JUNIOR STAR grantu,“ vysvětluje Vojtův školitel Marek Šebesta.
„Vojtovi se podařilo vyřešit daný problém, a to v rekordně krátkém čase a v době pandemie, kdy studenti značnou část roku nemohli chodit do laboratoře. Něco tak výjimečného jsem od středoškoláka opravdu nečekal, a právě proto jsem podpořil jeho nominaci na cenu Česká hlavička,“ doplňuje Marek Šebesta.
Vojtěch Haluza dodnes spolupracuje s laboratoří Strukturní biologie a genové regulace Richarda Štefla a v blízké budoucnosti se stane i klíčovým autorem připravované vědecké publikace, která vzniká ve spolupráci s laboratoří Moniky Guller na Sir William Dunn School of Pathology na Oxfordské univerzitě.
Zajímavé na celém příběhu je i to, že se Vojta o vědu před začátkem projektu nijak zvlášť nezajímal. Do programu SOČ se přihlásil, protože ročníková práce byla na jeho gymnáziu povinná. „Hledal jsem tehdy nějaký zajímavý projekt a zaujal mě popis projektu doktora Šebesty. Řekl jsem si, že když už budu investovat svůj čas do této povinné aktivity, chci, aby to mělo nějaký smysl, a proto jsem to chtěl dělat pořádně. Žádný velký fanoušek vědy jsem předtím nebyl, ale jakmile jsem to zkusil, zjistil jsem, že mě to strašně baví, a teď už vím, že chci ve vědě rozhodně pokračovat,“ vzpomíná vítěz České hlavičky 2021 Vojtěch Haluza.
Hledání mladých talentů a jejich podpora je extrémně důležitá. Výzkumníci z vědeckého centra CEITEC mají hned několik možností, jak se k mladým talentům dostat. Vědci, včetně doktorandů, si mohou každoročně vypsat projekt nejen v rámci Středoškolské odborné činnosti na JCMM, ale také přijmout zahraničního studenta či studentku na letní stáž v rámci Summer Research Internship nebo nové Intensive Summer School 2020, nabízené Centrem mezinárodní spolupráce Masarykovy univerzity. Vědci mají také možnost vypsat si inzeráty na brigády v rámci portálu JobCheckIN u Kariérního centra Masarykovy univerzity, a nalákat tak bakalářské a magisterské studenty se zájmem o vědu do svých laboratoří.
CEITEC je otevřený nejen podpoře mladých talentů, ale i popularizaci vědy a pravidelně zpřístupňuje své moderní laboratoře studentům gymnázií se zájmem o vědu i jiným cílovým skupinám. Učitelé, ale i vědou nadšení žáci, mohou kontaktovat oddělení podpory vědy a inovací v případě zájmu o exkurzi, stáž či brigádu. „Přijďte si k nám vyzkoušet práci v rámci excelentních mezinárodních vědeckých týmu. Pro šikovné a motivované zájemce se pokusíme najít schéma. Svět potřebuje vědu a věda potřebuje ty nejtalentovanější studenty,“ říká Kateřina Ornerová, vedoucí oddělení podpory vědy a inovací.
Příběh mladého talentovaného středoškoláka Vojtěcha Haluzy jasně dokazuje, že spolupráce s mladými lidmi a investice do jejich talentu se oboustranně vyplácí a má obrovský přínos pro celou společnost.
Jak funguje mašinérie opravující dvouvláknové zlomy DNA vedoucí k nádorovému bujení?
Jeden z projektů laboratoře Strukturní biologie a genové regulace na institutu CEITEC zkoumá, jak mezi sebou komunikuje transkripce (přepis genetické informace z DNA do RNA, což je zásadní krok při tvorbě proteinů) a oprava dvouvláknových zlomů DNA, které patří mezi nejnebezpečnější typy poškození DNA a které pokud by nebyly opraveny, můžou způsobit až smrt buňky. (Pozn. red. Tyto zlomy si lze představit jako zlomenou špejli, kdy buňka se snaží špejli zase spojit). Nesprávné opravy takovýchto zlomů můžou vést k přestavbám genomu, což může odstartovat nádorové bujení a rakovinu. (Pozn. red. Tento proces si lze představit tak, jako by buňky opravovaly dva kousky zlomené špejle, které k sobě nepatří). V současnosti je již dobře známo, že transkripce, konkrétně jeden z jejích klíčových enzymů – RNA polymeráza II (RNAPII), která je zodpovědná za přepis genů kódujících proteiny do RNA, je potřebná pro efektivní opravu dvouvláknových zlomů na DNA, ke které dochází při procesu zvaném homologní rekombinace. RNA polymeráza II vytváří v místě dvouvláknového zlomu krátké molekuly RNA, které slouží k aktivaci signálních drah v buňce zodpovědné za označení místa dvouvláknového zlomu tak, aby mohla buňka rychleji a efektivněji opravit zlomenou DNA.
Co ale nevíme je, jak RNA polymeráza II komunikuje s mašinérií opravující dvouvláknové zlomy, jak je tento proces regulován, anebo jak RNAI II ví, kdy má přestat syntetizovat RNA. Právě na tyto otázky hledal Vojta Haluza společně se zkušenými vědci z institutu CEITEC odpověď.
Vojta Haluza pomáhal zkoumat proteinový komplex SOSS (sensor jednovláknového DNA), o kterém se vědci domnívají, že by mohl zprostředkovávat výše zmíněnou komunikaci mezi RNAP II a mašinerií opravující dvouvláknové zlomy. Komplex SOSS se skládá ze čtyř podjednotek, které mají rozdílné funkce. Ve své práci Vojta nejdříve identifikoval, které podjednotky komplexu SOSS vážou DNA a potom zjistil, že tento komplex váže i složitější struktury nukleových kyselin, které vznikají v místě dvouvláknových zlomů. Tímto způsobem prokázal, že SOSS komplex se může nacházet v místě dvouvláknových zlomů. Také se mu jako prvnímu na světě podařilo ukázat, že tento komplex přímo váže C-terminální doménu RNAPII, což ukazuje, že SOSS komplex v místě dvouvláknového zlomu může ovlivňovat aktivitu RNAPII. Tím potvrdil hypotézu, že SOSS komplex se podílí na komunikaci mezi mašinérií opravy dvouvláknových zlomů na DNA a transkripci.
V současnosti se Vojta a jeho školitel Marek Šebesta snaží zjistit, jak vazba SOSS komplexu na RNAPII ovlivňuje její schopnost syntetizovat RNA v místě dvouvláknového zlomu. Vzhledem k tomu, že málo prozkoumaný komplex SOSS hraje důležitou roli v opravě dvouvláknových zlomů na DNA, je i velmi důležitým faktorem při zabraňování nádorového bujení. Detailním porozuměním jeho role v tomto procesu se nám otevírá možnost využít SOSS komplex jako cíl protinádorových léčiv. Navíc vědci v laboratoři Richarda Štefla studují i přesnou strukturu SOSS komplexu, což by přispělo k ulehčení designu nových protinádorových léčiv.
Podívejte se na VIDEO, kde Vojtěch Haluza vysvětluje svůj první vědecký projekt.
Projekt Česká hlavička
Projekt České hlavičky je odvozen od mateřského projektu Česká hlava, který má v současné době dobře fungující mediální kampaň zaměřenou na popularizaci vědy v České republice a daří se mu zvyšovat společenskou prestiž vědeckých a technických pracovníků. Je završen pravidelným udělováním Národní ceny vlády Česká hlava a dalšími cenami z oblasti vědy a techniky.
Česká hlavička odstartovala svůj první ročník v roce 2007 s cílem navrhnout nové iniciativy na oceňovaní talentovaných žáků, především v technických a přírodovědných oborech, a participovat na dalších aktivitách realizovaných při projektu Česká hlava.
Projekt České hlavičky je ucelený program zaměřený na podporu nadaných studentů v technických a přírodovědných oborech, orientovaný na zvýšení zájmu mladých lidí o studium těchto oborů na středních a vysokých školách a rozvíjení zájmu o tyto obory, případně i o vědeckou kariéru. Je organizován a realizován společností Česká hlava PROJEKT a ve spolupráci s Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy (MŠMT), Vysokou školou ekonomickou v Praze a sponzorskými partnery projektu. Metodika projektu vychází z principu, že bude umožněno informovat širokou veřejnost a nadané studenty, kteří budou v široce pojaté mediální kampani prezentováni jako vzory pro své vrstevníky.
Zároveň jsou České hlavičky součástí programu EXCELENCE vyhlašovaným MŠMT. Tento program je určen pro podporu škol a pedagogů, kteří se o talentované a nadané žáky starají a vytvářejí jim kvalitní podmínky pro jejich další rozvoj.