Meta PHoDcast zapisi 16: Nejc Stopnišek, mikrobiolog

NEJC STOPNIŠEK je mikrobiolog in navdušenec nad raznolikostjo življenja. Trenutno je podoktorski raziskovalec na univerzi v Washingtonu, kjer se ukvarja z mikrobno ekologijo in...

NEJC STOPNIŠEK je mikrobiolog in navdušenec nad raznolikostjo življenja. Trenutno je podoktorski raziskovalec na univerzi v Washingtonu, kjer se ukvarja z mikrobno ekologijo in preučuje vzajemne interakcije bakterij in arhej v okoljih brez kisika. Želi si, da bi lahko udomačil še več od milijonov mikrobnih vrst, ki jih sicer še ne znamo gojiti v laboratoriju, a jih s sodobnimi molekularnimi tehnikami že spoznavamo preko njihovih genskih zapisov.

Kakšne okoliščine so vas privedle na trenutno raziskovalno ustanovo?

K temu je prispevalo več stvari, glavni sta bili vsekakor želja po bivanju v tujini in možnost dela na temi, ki me trenutno zelo zanima. Že v času vpisovanja na univerze sem si neizmerno želel študija mikrobiologije na Univerzi na Dunaju, a sem po spletu okoliščin ostal v Ljubljani, česar pa sploh ne obžalujem. Ob koncu študija se mi je ponudila priložnost, da opravim raziskave za diplomsko nalogo na Univerzi v Aberdeenu v skupini prof. Jima Prosserja, kjer smo se ukvarjali z raziskovanjem takrat novo opisanih amonij oksidirajočih arhej. Izkušnja je bila izjemna in želja po nadaljevanju podiplomskega študija v tujini je postala prioriteta.

Med možnostmi, ki so mi bile takrat na voljo, sem sprejel ponudbo iz Univerze v Zurichu. Pridružil sem se skupini prof. Lee Eberle, kjer sem začel raziskovati biogeografijo bakterijskega rodu Burkholderia. Tej raziskavi je sledil projekt, kjer smo preverjali povezavo specifičnega metabolizma teh bakterij, oksalotrofije (razgradnje oksalata), in uspešnosti kolonizacije rastlin. Hkrati sem pričel s projektom, kjer smo ugotavljali vpliv bioloških interakcij na bakterije tega rodu. Specifično smo se osredotočili na interakcije teh bakterij z glivami. Ta raziskava pa je spodbudila moje zanimanje za mikrobne interakcije ter evolucijo. Posledično sem po končanem doktoratu iskal postdoktorsko mesto, kjer bi lahko izpopolnil znanje iz teh področij. Idealno mesto sem našel na University of Washington v skupini prof. Davida Stahla, kjer sem trenutno zaposlen.

Zakaj je vaše raziskovalno področje zanimivo za nas?

Mnogi mikrobni ekologi opisujejo sestavo mikrobnih združb v različnih okoljih, kar nedvomno prispeva ogromno k dojemanju mikroorganizmov in ekosistemov kot takšnih. A v teh raziskavah ostaja večina faktorjev in procesov, ki vplivajo na vedenje in funkcionalnost ekosistema, nedoločenih in nepoznanih ali vsaj slabo definiranih. Na to vpliva predvsem kompleksnost ekosistemov in konvencionalnih metod, ki se pri teh študijah uporabljajo. Prav zaradi tega je v zadnjih letih veliko pozornosti posvečene tako imenovani sintetični mikrobni ekologiji, ki uporablja načela sintetične biologije za preučevanje ekoloških teorij. Prednost sintetične mikrobne ekologije je predvsem zmanjšana kompleksnost in boljša obvladljivost sistema, kar hkrati omogoča lažjo sledljivost mikrobnih odzivov na specifične faktorje, ki jih želimo testirati.

Kaj vaše raziskovalno delo prispeva v skupno zakladnico znanja?

Sintrofne interakcije, ki jih študiramo v raziskovalni skupini, so ena izmed oblik mutualističnih interakcij, ki temeljijo na prenosu snovi oziroma kometabolizmu in so izredno pomembne v anaerobnih okoljih – torej v okoljih, kjer ni kisika, kot so sedimenti, barja, podtalnica, prebavila živali, ipd. Za preučevanje teh interakcij uporabljamo model, ki ga sestavljajo sulfat reducirajoče bakterije in metanogenci, pripadniki domene Archaea. Ti organizmi s svojim delovanjem igrajo ključno vlogo pri kroženju ogljika, ki je izrednega pomena za naravne sisteme. Prav zaradi tega je znanje o delovanju teh organizmov še toliko pomembnejše. V skupini si prizadevamo spoznati mehanizme, ki so odgovorni za nastanek teh interakcij, odziv takšnih mikrobnih združb na okoljske dejavnike, spoznati regulacijo genov in s pomočjo eksperimentalne evolucije preveriti njihov potencial.

Kateri del službe je najbolj in kateri najmanj prijeten?

Služba, ki jo opravljam, ima veliko prednosti, a tudi nekaj slabosti. Lahko bi skoraj rekel, da za vsako prijetno stvarjo tiči ena manj prijetna. Na primer, kariera v znanosti zahteva precej selitev. To je vsekakor dobra stvar, saj si s tem pridobiš številne delovne izkušnje in dodatno znanje, kar pride prav na nadaljnji poti v znanosti. Z bivanjem v številnih krajih ali državah pa spoznavas svet in različne kulture. Hkrati pa številne selitve pomenijo tudi, da se le s težavo ustališ in načrtuješ družino.

Kot naslednji tak primer lahko podam časovno fleksibilnost. Številne raziskave so odvisne od rasti mikroorganizmov, zato jih časovno podrejamo njihovi rasti. Rast lahko dokaj dobro predvidevamo (predvsem za modelne mikrobe, kot je Escherichia coli), a kot se izkaže v realnosti, je rast lahko časovno zelo variabilna. To pomeni, da marsikateri vikend preživimo v laboratoriju. Seveda pa takšne in drugačne neprijetnosti, ki jih lahko najdeš v vseh službah, brez težav preneseš, če te le delo veseli. Sam svoje službe ne bi menjal.

Kako lahko primerjate razmere za raziskovanje v Sloveniji in na instituciji, kjer trenutno gostujete?

Od zadnjega srečanja z raziskovalnimi razmerami v Sloveniji je preteklo že šest let in verjamem, da se je v tem času že veliko spremenilo. Na slovenskih istitucijah sem poleg tega preživel le malo časa, zato veliko primerjav ne morem podati. Stvar, ki mi je najbolj všeč na tujih ustanovah, je kulturna raznolikost, ki je v Sloveniji nisem doživel. Seveda so razlike tudi v nalogah raziskovalcev in profesorjev.

V tujini sem le redko zasledil postdoktorske raziskovalce, ki bi morali posvetiti toliko časa poučevanju, kot ga morajo temu posvetiti asistenti v Sloveniji. Podobno je s profesorji. Glede same opremljenosti laboratorijev pa Slovenija ne zaostaja za tujino. Skupno vsem laboratorijem pa je vsekakor težava s financiranjem, ki je svetovni problem in ne le problem v Sloveniji.

Z besedo in sliko delite z nami kakšno navdušujočo podrobnost, povezano z vašim raziskovanjem.

Slika predstavlja združbo sulfat reducirajoče bakterije Desulfovibrio alaskensis G20 (vibrio celice – valovite palčke) in metanogenske arheje Methanococcus maripaludis S2 (kokoidne celice – kroglice), ki rastejo v tekočem gojišču. S pomočjo mikroskopije smo spoznali, da sta organizma v večini v fizičnem stiku, a le s polarnim koncem vibria. Dodatno smo z eksperimentalno evolucijo ugotovili, da k fizičnemu stiku prispevajo genske mutacije, ki naredijo celično steno desulfovibria “lepljivejšo” in s tem omogočijo uspešnejše sidranje metanokokusa.

Vzajemne interakcije med bakterijo in arhejo. (foto: arhiv NS)

Kaj bi bili, če ne bi bili znanstvenik? Kakšne so bile vaše alternative ob vpisu na univerzo?

Če ne bi bil znanstvenik, bi se najverjetneje posvetil dejavnosti, ki je povezana s prehrano. Pridelava in predelava hrane je velika znanost in mogoče me prav zato te dejavnosti toliko navdušujejo.

Koga od nam znanih ali neznanih bi povabili na večerjo, če ne bi bilo nobenih omejitev?

Če ni popolnoma nobenih omejitev, potem bi vsekakor povabil na večerjo Siddhārtho Gautamo – Budo.

Če bi imeli milijon evrov za poljubno raziskavo, kaj bi raziskovali?

Denar bi namenil izolaciji novih mikroorganizmov in njihovi raziskavi. V začetku aprila je bil v znanstveni reviji Nature Microbiology objavljen izjemen članek (Hug et al., 2016), ki je predstavil nov vpogled v drevo življenja. Članek jasno pokaže pomanjkanje znanja o mikrobih in njihovem delovanju v okolju in to predvsem zaradi pomanjkanja naravnih izolatov.

Novejše metode sekvenciranja nam omogočijo vpogled v mikrobe, ki jih ne znamo izolirati in gojiti ter predstavijo njihove ekološke potenciale, a za pravilno razumevanje njihovega delovanja so potrebne raziskave na naravnih izolatih, ki pa jih je v tem trenutku le peščica (približno 9700 mikrobnih vrst je v nemški mikrobni zbirki DSMZ). Kot zanimivost naj omenim še novejšo študijo, ki je bila objavljena v PNAS (Locey in Lennon, 2016), kjer avtorja s pomočjo matematičnih modelov predvidevata, da je na planetu približno bilijon mikrobnih vrst (10¹²).

Kaj boste počeli čez 5 let in kaj čez 40 let?

Žal ne poznam odgovora niti na to, kaj bom počel čez dober mesec, kaj šele čez par let. A želja je ostati v akademski sferi. Zato čez pet let začeti profesorsko kariero z lastno raziskovalno skupino, čez 40 let pa preživljati čas z vnuki – v pokoju seveda.

Priporočilo za knjigo/igro/film/spletno stran/podcast.

Pred kratkim sem prebral knjigo, ki sovpada z mojim delom in jo priporočam v branje – Arrival of the Fittest: Solving Evolution’s Greatest Puzzle (Andreas Wagner). Prav tako predlagam vsakomur knjigo Kratka zgodovina skoraj vsega (Bill Bryson), ki na zelo preprost, a kljub temu znanstveno preverjen način resnično predstavi zgodovino skoraj vsega.

Vsem mikrobiologom, predvsem tistim, ki jih zanima mikrobna ekologija, priporočam sledenju MicroSeminar. Zanimivi predavatelji, odlične teme, nove raziskave in sproščeni nastopi. Vsekakor vredno ogleda.

Od vseh televizijskih serij me je najbolj očarala serija True detective, a le prva sezona. Vsebina, igralska zasedba, lokacije, glasba in še bi lahko našteval, so dejavniki, ki so ustvarili to neverjetno serijo. Kot ljubitelj dokumentarnih filmov pa bi vsekakor izpostavil dokumentarce Planet Earth, Wonders of the Universe in Wonders of Life, vse iz BBC produkcije.

S čim se zamotite in kakšne izgovore si izmišljujete, ko zavlačujete ali odlašate pri stvareh, ki jih morate narediti (članek, doktorat, itd.)?

Največkrat je to z delom v laboratoriju, ki ga nikoli ne zmanjka. Izven delovnika pa večino časa posvetim hčerki Lari.

Kaj bi vam lahko v tem trenutku izboljšalo kakovost življenja?

Vsekakor več prostega časa, ki bi ga lahko uprabil za popotovanja po prelepi okolici Seattla; mimogrede, dežja ni nič kaj več kot v Ljubljani. V službi pa mogoče še več prizadevnih študentov, ki bi me razbremenili in hkrati z rezultati pospešeno prispevali k razumevanju modela.

 

 

Dr. Luka Ausec (foto: osebni arhiv LA)

 

Ana Slavec (foto: osebni arhiv AS).

Avtorja Meta PHoDcasta sta dr. LUKA AUSEC in ANA SLAVEC. Luka je doktor bioloških znanosti, ki tekoče bere DNK, deloma pa tudi literaturo. Navdušuje ga pregibanje telesa in možgana v vse smeri, deloma tudi navznoter. Uživa v širjenju navdihujočih idej, deloma tudi v obliki čivkov.

Ana je sociologinja in doktorska študentka statistike. Rada postavlja vprašanja, tako v anketah kot tudi sogovornikom v intervjujih. Piše za blog Udomačena statistika, na Twitterju pa jo najdete kot @aslavec.

Preberite o ideji in začetnih ter vmesnih vtisih in poslušajte ostale epizode.