Podobe znanja

Naj gre za pridobivanje naravnih antioksidantov iz rožmarina ali kofeina iz kave, izdelavo umetnih kosti ali posebnih materialov, ki se lahko uporabijo za razgradnjo plastike ali strupenih snovi, vse to je danes mogoče proizvesti s procesi, ki niso škodljivi za zdravje ali okolje, pač pa izkoriščajo specifične lastnosti snovi ob visokih tlakih in temperaturah. To tudi konkretni primeri iz bogate raziskovalne kariere akademika prof. dr. Željka Kneza s fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Mariboru, letošnjega prejemnika Zoisove nagrade za življenjsko delo. Kako se je fokus v kemijskem inženirstvu skozi čas preusmeril v uporabo snovi in snovanje procesov, ki so okolju in zdravju bolj prijazne, ter kako pomembna pri tem je vloga sodobnih produktnih tehnik ter uporabe podkritičnih in nadkritičnih tekočin, smo preverili v tokratnih Podobah znanja. Foto: Maja Ratej

Večina bioloških zdravil po načinu delovanja spada med tarčna, kar pomeni, da se specifično vežejo na molekule, ki so neposredno vpletene v mehanizme nastanka bolezni. Za razliko od klasičnih zdravil, ki jih pridobimo s kemično sintezo v epruveti, so biološka proizvedena v živih celicah. Z njimi uspešno zdravimo številne avtoimunske bolezni, a pri nekaterih bolnikih so slabše učinkovita. Prav ta neodzivnost je področje, ki ga raziskuje dr. Uroš Potočnik, redni profesor na Medicinski fakulteti in Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Mariboru, tudi predstojnik Centra za humano genetiko in farmakogenomiko na MF UM. Prof. dr. Uroš Potočnik je letos prejel Zoisovo priznanje za pomembne dosežke na področju raziskovanja genoma za personalizirano medicino. Z naprednimi genomskimi analizami je odkril nove biooznačevalce, ki pomagajo bolje razumeti odziv bolnikov na biološka zdravila, sploh tistih s kroničnimi boleznimi, kot sta astma in kronična vnetna črevesna bolezen. V pogovoru z njim o tem, pa o uporabi umetne inteligence, begu možganov, sodelovanju z industrijo.

»Otroci so me naučili, da si lahko vsakokrat znova presenečen, ko jih preučuješ,« pravi razvojna psihologinja prof. dr. Ljubica Marjanovič Umek, ki je za svoje delo letos prejela Zoisovo nagrado za življenjsko delo. V središču njenega raziskovalnega delovanja je vprašanje, kako otroci pravzaprav mislijo in kako to potem ubesedijo. Prepričana je, da so najboljša popotnica, ki jo lahko damo otroku, prosta igra, skupna pozornost in umeščenost v varno skupnost. Obenem pa opozarja, da današnji otroci na izzive prihodnosti niso pripravljeni.

Ambasadorka znanosti, vodja Evropskega laboratorija za molekularno biologijo v Grenoblu Osnovni gradniki življenja, proteini, so izredno zapletene makromolekule. Zmožne so opravljati najrazličnejše naloge in prav njihove številne interakcije so temelj vsega dogajanja, ki mu pravimo življenje; od procesov, ki potekajo znotraj celic, do usklajenega delovanja celotnega organizma. Kako ti procesi dejansko potekajo, pa je neločljivo povezano s samo zgradbo proteinov. Njihova struktura in različna preurejanja, do katerih prihaja v najrazličnejših procesih, so zato v središču raziskav strukturne biologije. Pri tem danes bogata paleta najrazličnejših pristopov omogoča res podroben vpogled v procese na nivoju molekul in nova spoznanja se vrstijo z veliko naglico, zanimivih področij pa je seveda v svetu živega ogromno. V tokratnih Podobah znanja se bomo med drugim posvetili osnovnim procesom, ki so odgovorni za to, da se naše mišice krčijo, kajti to je raziskovalno področje dr. Kristine Djinović-Carugo, redne profesorice na univerzi na Dunaju ter vodje Evropskega laboratorija za molekularno biologijo v Grenoblu, ki je letos za svoj doprinos k prepoznavnosti Slovenije na področju integrativne strukturne biologije prejela priznanje ambasadorka znanosti Republike Slovenije.

Celice vseh organizmov - od mikrobov do človeških celic - si lahko predstavljamo kot majhne tovarne. Beljakovine, ki v celicah nastajajo, pa kot obrtnike. Za obveščanje vseh različnih delavcev v tovarni skrbi molekula RNK. Ne le da nosi informacije za nastanek beljakovin, sama aktivno pomaga pri njihovem nastanku in med drugim uravnava izražanje genov. Molekula RNK je tako nepogrešljiv del delovanja celic, znanje, ki ga imamo o njej in njeni vlogi, pa s pridom uporabljamo v medicinske namene. Ena izmed takšnih, prodornejših metod je bila denimo uporaba molekule RNK za razvoj cepiva med pandemijo covid-19. To seveda ni edini možen način uporabe molekule RNK v klinični praksi. Tokratna gostja Podob znanja dr. Tadeja Kuret z medicinske fakultete Univerze v Ljubljani, deluje na presečišču medicine in molekularne biologije. Raziskuje, kako nam lahko molekula RNK pomaga razumeti nekatere vnetne bolezni. Zanima jo tudi, kako lahko molekulo RNK uporabimo v zdravstvu: za diagnostiko bolezni ter nove oblike terapij.

Raziskave Zoisove nagrajenke osvetljujejo razlike med moškimi in ženskami pri presnovi holesterola in pri posledičnem nastanku določenih bolezni. Holesterol je ena tistih molekul v našem telesu, katere ime vsi poznamo in jo večinoma povezujemo predvsem s potencialnimi problemi. Povišane vrednosti holesterola so pač vzrok številnih in razširjenih težav v sodobnem svetu. Toda holesterol seveda opravlja v našem telesu izredno pomembne naloge in njegovo pomanjkanje ima lahko hude posledice. Velik del raziskav, na katerih temelji razumevanje procesov in tudi številna zdravila, temelji na podatkih moškega dela populacije. Toda pokazalo se je, da je tako nastala slika izrazito pomanjkljiva in pristranska. Za raziskave razlik med spoloma pri presnovi holesterola in posledičnem nastanku določenih bolezni ter za tudi povezave med molekulami, iz katerih nastaja holesterol, ter resnostjo poteka covida-19 pri različnih bolnikih je tokratna gostja Podob znanja prof. dr. Damjana Rozman, vodja Centra za funkcijsko genomiko in biočipe na Medicinski fakulteti Univerze v Ljubljani, letos prejela Zoisovo nagrado za vrhunske dosežke na področju biokemije, molekularne biologije in funkcijske genomike.

Letni čas, ko v kleteh vino vre, se zdi kot nalašč, da se posvetimo drobnim bitjem, ki redno spremljajo kompleksno pretvarjanje sladkorjev v alkohole – vinskim mušicam. Te drobne mušice imajo namreč presenetljivo bogato znanstveno zgodovino, saj se jih že dolgo uporablja kot modelne organizme pri najrazličnejših raziskavah. Prav nedavno pa so raziskave dosegle nov mejnik. Kolaboraciji FlyWire je uspelo ob pomoči umetne inteligence mapirati celotne možgane vinske mušice. Kaj se s tem odpira in zakaj so mušice mnogo bolj zanimive, kot si običajno mislimo, ter še marsikaj zanimivega o čutilih in zaznavnanju pri živalih je v Podobah znanja pojasnil prof. dr. Gregor Belušič z Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani.

Kakšen je odnos do minljivosti in smrti, ki se je razvil v kontekstu budističnih filozofsko-religijskih tradicij?»Strah pred smrtjo že skozi celotno zgodovino človeštva predstavlja nekakšno pogonsko gorivo iskanja poti, ki bi vodile do nesmrtnosti, budizem pa je razvil posebne strategije soočanja s smrtnostjo in njenim sprejemanjem, kar naposled vodi do izničenja smrti same.« Takole v zborniku V iskanju Buddhe : sprehodi po krajinah budistične filozofije, ki je letos izšel pod okriljem Založbe Univerze v Ljubljani, piše filozofinja dr. Nina Petek, sicer predavateljica azijskih filozofij, religij in kultur na Oddelku za filozofijo ljubljanske Filozofske fakultete. A kakšne natanko so te strategije? In kaj naj bi pravzaprav pomenila ta zagonetna, skorajda nemogoča misel, da v kontekstu budistične misli navsezadnje pridemo do izničenja smrti same? – To so vprašanja, ki so nas zaposlovala v tokratnih Podobah znanja, ko smo pred mikrofonom gostili prav dr. Petek.   foto: Nina Petek (Goran Dekleva)

Zvočno kuliso naravnega sveta v veliki meri ustvarjajo zvoki žuželk. Poletja ob morju si skoraj ne moremo zamisliti brez glasnih napevov škržatov v borovcih, ob cvetočih grmih je pomirjujoče prisluhniti brenčanju čebel. In čeprav je v naših hrupnih časih to vse težje zaznati, prihaja s travnikov poleti pester nabor najrazličnejših drobnih zvokov. Toda vsi ti zvoki niso namenjeni nam. V veliki meri so del kompleksnega sporazumevanja žuželk, a - morda presenetljivo -, ne tudi njegov najbolj pomembni del. Tako kot človek za izmenjavo informacij uporablja več kot zgolj govorjeno besedo, tudi v svetu žuželk najdemo načine sporazumevanja, ki ne temeljijo samo na zvoku. Eden izmed načinov nezvočnega sporazumevanja so vibracije. Nam brez posebnih naprav neslišni in neopazni signali so v žuželčjem svetu zelo razširjen način komuniciranja. Iz prisluškovanja tem vibracijskim signalom lahko izvemo veliko ne zgolj o vedenju žuželk temveč tudi o stanju okolja, v katerem živijo. Kaj razkriva govorica vibracij, raziskuje tokratni gost oddaje Podobe znanja, biolog doktor Rok Šturm, z oddelka za raziskave organizmov in ekosistemov Nacionalnega inštituta za biologijo.

Ljudje poznamo, vendar hkrati ignoriramo neprijetne resnice o okoljskih težavah in izkoriščanju živali, poudarja filozof izr. prof. dr. Tomaž Grušovnik s Pedagoške fakultete Univerze na Primorskem. Za pomembne dosežke na področju okoljske etike in etike živali je letos prejel Zoisovo priznanje. Komisija je v obrazložitvi še zlasti izpostavila njegovo izvirno tezo o hoteni nevednosti, s katero pomembno osvetljuje prav to danes izrazito neodzivnost javnosti ob perečih okoljskih izzivih, s katerimi se spoprijema človeštvo. Zgolj informacije, četudi točne in preverjene, same po sebi namreč niso dovolj, še zlasti ne v času njihovega izrazitega preobilja. Ključna za kakršno koli ukrepanje v dobro planeta, je resnična želja po spoznavanju sveta. To pa je nekaj, na kar vse preveč pozabljamo, čeprav bi moralo biti deležno kar največje pozornosti.

Kemik Matej Huš kljub mladim letom že dlje časa opozarja nase na številnih področjih znanosti in njene komunikacije. Kot prodoren raziskovalec na Kemijskem inštitutu preučuje vodikove tehnologije, kot pisec poljudnih prispevkov se pojavlja v slovenskih medijih, ob čemer je nedavno del teh povezal v knjigi Od kvarkov do zvezd. Je pa tudi mentor številnim mladim raziskovalcem in človek s pozitivnim odnosom do NOVOSTI, ki jih prinaša napredek v znanosti. O vsem tem spregovori v tokratnih Podobah znanja.

Znanstveni interesi utemeljitelja slovenske japonologije so izrazito široki in segajo od jezikoslovnih analiz razmerja med skladnjo in besedilom, prek vprašanja formiranja državnih jezikov v vzhodni Aziji do ljudskega slovstva dežele vzhajajočega soncaZaslužni profesor Univerze v Ljubljani dr. Andrej Bekeš je svojo znanstveno pot začel kot matematik. Po diplomi v Ljubljani je v Osaki na Japonskem leta 1975 magistriral z nalogo o eliptičnih parcialnih diferencialnih enačbah. Potem pa se je precej radikalno preusmeril in enajst let pozneje na eni drugi izmed japonskih univerz, tisti v Tsukubi, obranil doktorsko disertacijo, v kateri se je posvetil razmerju med besedilom in skladnjo. Matematik je tako postal jezikoslovec, njegovo znanstveno-raziskovalno delo pa je bilo hitro opaženo – tako v deželi vzhajajočega sonca kakor v širšem mednarodnem okolju. V prvi polovici devetdesetih let je Bekeš kot vabljeni tuji profesor Japoncem predaval japonsko jezikoslovje, bil pa je tudi član avtorske skupine, ki je malo pred začetkom novega stoletja sestavila slovar japonskih stavčnih vzorcev. Ta je bil navsezadnje preveden v pet jezikov – med njimi tudi v angleščino in kitajščino – in danes velja za ključen priročnik na področju didaktike japonskega jezika za učitelje. Obenem je Bekeš pošteno zavihal roke tudi v Sloveniji in skupaj s sinologoma, dr. Jano Rošker in dr. Mitjem Sajetom, na ljubljanski Filozofski fakulteti ustanovil Oddelek za azijske študije, Oddelek, ki ga slovenska družba v 21. stoletju, ko gospodarska, politična in vojaška moč dežel vzhodne Azije nezadržno narašča, pač nujno potrebuje. V tem kontekstu je Andrej Bekeš potem napisal tudi prvi slovenski učbenik japonske slovnice, bil vrsto let predstojnik Oddelka, prav po njegovi zaslugi pa slovenska japonologija danes uživa ugled kot bržčas najboljša v vsej jugovzhodni Evropi. Impresivnih znanstvenih in akademskih dosežkov dr. Bekeša torej ne manjka, a nekaj pri vsem ni jasno – kako se matematik sploh navduši za jezikoslovje? Čemu se med vsemi vejami sodobne lingvistike navsezadnje zapiše besediloslovju, tisti poddisciplini torej, ki se ukvarja z jezikovnimi pojavi, ki segajo čez mejo povedi? In kako se njegovo močno specializirano znanstveno-raziskovalno delo navsezadnje vpenja v širši kontekst razumevanja družbe in kulture, ki je s slovenskega gledišča slej ko prej še vedno videti razmeroma oddaljena? – To so vprašanja, ki smo jih v pogovoru z dr. Bekešem pretresali v tokratnih Podobah znanja.   foto: dr. Andrej Bekeš (Goran Dekleva)

V oceanih živi kopica raznovrstnih organizmov, tudi takšnih, ki jih s prostim očesom ne zaznamo. Takšne so denimo fitoplanktonske celice, rastlinske alge, ki v vodi prosto lebdijo. Zaradi majhnosti se nam morda zdi njihov pomen neznaten. Pa vendar so te celice tista črpalka, ki poganja kroženje ogljika med ozračjem in oceani. Vezava ogljika iz ozračja je šele pričetek: ogljik se porablja za rast celic, celice so lahko hrana drugim organizmom, lahko pa odmrejo in potonejo na dno. Tokratni gost dr. Timotej Turk Dermastia z Morske biološke postaje Piran Nacionalnega inštituta za biologijo je pol leta preživel v ZDA na študijskem obisku Univerze Rutgers. V okviru študijskega obiska pa se je za dva tedna odpravil na znanstveno odpravo po Tihem oceanu. Ob kalifornijski obali nad globokomorskim jarkom so v vrtincih morske vode preučevali razne biološke procese; od vrstne sestave fitoplanktonskih združb do virusov, ki te fitoplanktonske celice okužijo.

Med nevrodegenerativnimi boleznimi, torej tistimi, ki prizadenejo živčevje, je najpogostejša Alzheimerjeva bolezen. Ta vodi do sindroma demence in pristojni ocenjujejo, registra namreč nimamo, da ima v Sloveniji demenco približno 40 tisoč ljudi. Vemo pa, da lahko vplivamo na približno 45 odstotkov dejavnikov tveganja.Zdravljenje ostaja težavno, a prav zdaj se vendarle dogajajo pomembni premiki. Do zdaj se je v primeru Alzheimerjeve demence uporabljalo, in v Evropi je še vedno tako, le simptomatska zdravila. V obdobju zadnjih dveh let pa se je v svetu zgodil revolucionarni premik, saj so izumili zdravilo, ki vpliva neposredno na patološke procese, na nakopičeno beljakovino amiloid. Potek bolezni lahko z njim do neke mere upočasnimo, a le v zgodnjem obdobju, ko škoda še ni obsežna in so kognitivne motnje blage, saj že propadlih nevronov in celic ne moremo obnoviti. O vsem tem tokrat z doc. dr. Milico Gregorič Kramberger, nevrologinjo in vodjo Centra za kognitivne motnje na Nevrološki kliniki v Ljubljani.

Slovenija ima zelo bogat jamski svet. Njegov del so tudi snežne jame, v katerih je več sto ali celo tisoč let star led. V tem ujetem ledu se skriva veliko podatkov o oddaljeni preteklosti: od strukture ozračja do vrste peloda in sestave prsti.Znanstveni sodelavec Geografskega inštituta Antona Melika pri ZRC SAZU dr. Jure Tičar s sodelavci raziskuje številne slovenske jame, v zadnjem času predvsem Snežno jamo na Raduhi. Poleg sledi preteklosti se v njej čuti tudi močan vpliv sedanjosti. Ekstremni poletni nalivi namreč puščajo sledi tudi pod zemljo in topel dež denimo vse hitreje raztaplja tudi podzemni led, prav tako se jamah čuti vseprisotno onesnaženje. 3000 naših jam ali 20 odstotkov je že onesnaženih.

Desetletja raziskav in zdravljenja rakavih obolenj, ki ostajajo ena najusodnejših bolezni v razvitem svetu, so ob številnih uspehih nazorno pokazala tudi to, s kako zelo kompleksnimi boleznimi imamo pravzaprav opravka. Že sami tumorji niso preproste gmote podivjanih celic, ampak zapleteno omrežje različnih celic, med katerimi poleg tumorskih, rakavih celic najdemo tudi netumorske. Zaradi kompleksnosti teh tvorb se vse pogosteje govori kar o tumorskih ekosistemih. Ti so, kot kažejo raziskave, sposobni zelo sofisticirane komunikacije z okoliškim, zdravim tkivom in si na različne načine utirajo poti za nadaljnje širjenje po telesu. Prav ta komunikacija je vse bolj pod drobnogledom raziskovalcev, kajti prav tu se utegnejo skrivati odgovori, kako se lotiti tistih rakov, ki se obstoječim terapijam najučinkoviteje izmikajo. Med temi je zagotovo tudi glioblastom, najpogostejši in tudi najagresivnejši možganski tumor. Ta je tudi v središču raziskav doc. dr. Barbare Breznik, vodje raziskav biologije raka na Nacionalnem inštitutu za biologijo, ki je bila tokrat gostja v oddaji Podobe znanja.

Toplogrednih plinov je v atmosferi občutno preveč. Na srečo pa je vse več tudi idej, kako bi toplogredne pline uporabili kot surovino in iz njih naredili kaj uporabnega. To sicer ni preprosto, kajti zlasti ogljikov dioksid je zelo obstojna molekula, ki potrebuje ogromno energije, da jo ob zelo visokih temperaturah spremenimo v kaj bolj uporabnega. Toda z razvojem novih katalizatorjev na osnovi nanomaterialov in z dodatno pomočjo svetlobe, je celoten postopek že mnogo bolj obetaven in dostopen. Načeloma se torej odpirajo pogoji, ko bi iz ogljikovega dioksida in metana lahko izdelovali celo sintetična goriva. V praksi pa so stvari še daleč od uresničitve. Svoje raziskave na tem področju je v Podobah znanja predstavil doc. dr. Petar Djinović s Kemijskega inštituta, ki je za svoje delo letos prejel Preglovo nagrado.

Zaupanje v znanost je ključen dejavnik, ki odloča o tem, kako učinkovito se bomo ljudje odzvali na krize, kot so denimo pandemije ali podnebne spremembe. Pri tem je ključno informirano in ne slepo zaupanje v znanost. Konec koncev se na socialnih omrežjih različne teorije zarote širijo prav s t. i. kvaziznanstvenim pristopom, ki oponaša znanstveni govor. Viralno širjenje (tudi) lažnih novic prek digitalnih omrežij pa je sodobni pojav, ki ima vse bolj osrednjo vlogo pri oblikovanju naših predstav o dogajanju v svetu, tudi seveda, ko govorimo o znanstvenih spoznanjih in njihovi uporabi pri naslavljanju številnih izzivov, s katerimi se v sodobnem času srečujemo. Kakšno je dejansko zaupanje javnosti v znanost, kje in na kakšne načine družbena omrežja preoblikujejo naše načine informiranja in kakšen je vpliv lažnih novic, je v tokratnih Podobah znanja predstavil socialni psiholog dr. Nejc Plohl z oddelka za psihologijo na Filozofski fakulteti Univerze v Mariboru.

Pri širjenju bolezni v telesu je ključna vloga medcelične komunikacije. Vse bolj jasno postaja, da imajo pri tem osrednjo vlogo drobne strukture, imenovane zunajcelični vezikli, ki v telesu nenehoma nastajajo, a jih nikakor ni preprosto raziskovati. Vseeno so deležne izredne pozornosti, saj predstavljajo tudi ključ do boljše diagnostike in zdravljenja. Zakaj, je v Podobah znanja pojasnila prof. dr. Veronika Kralj-Iglič z Zdravstvene fakultete Univerze v Ljubljani. Gre za ponovitev oddaje, ki je nastala v marcu 2022.

Pajki so stari najmanj tristo milijonov let in nekateri med njimi znajo izdelati svilo, ki je mnogo močnejša od jekla. A če pajčje predivo že znamo izdelati – v tekoči obliki -, ga še vedno ne znamo prav spresti. Lahko pa že spredene mreže pajkov v naravi uporabimo za spremljanje stanja biodiverzitete danes. O pajkih tako in drugače smo se pogovarjali z doc. dr. Matjažem Gregoričem z Biološkega inštituta Jovana Hadžija ZRC SAZU.Gre za ponovitev oddaje, ki je nastala maja 2022.