Biotechnologička Kaňuková: Študentov učím, že vedu netreba robiť len preto, aby skončila v šuflíku
Založila biotechnologický startup s celosvetovým potenciálom a za svoj vedecký prínos získala koncom roku 2024 významnú domácu a po nej aj celoeurópsku cenu. So Šarlotou Kaňukovou z Fakulty prírodných vied UCM sa v rozhovore rozprávame o tom, že rastlinné biotechnológie môžu byť riešením problémov v globálnom poľnohospodárstve, ale aj o tom, ako sa dajú výsledky laboratórnej práce pretaviť do fungujúceho biznisu.
Rozhovor uvediem veľmi netradične – naozaj zložitou definíciou vašej vedeckej práce. Venujete sa rastlinným biotechnológiám, zvlášť in vitro technikám kultivácie rastlinných buniek pletív a orgánov so zameraním na produkciu bunkovej biomasy. Dokážete ľuďom mimo vášho odboru vôbec vysvetliť, čo vlastne robíte?
Dokážem. Spolu s kolegami pracujeme na vlastnom biotechnologickom projekte, biotech startupe, v ktorom overujeme koncept nášho riešenia. Táto skúsenosť ma naučila, že keď komunikujem s ľuďmi mimo odboru, napríklad na medzinárodných veľtrhoch alebo s potenciálnymi partnermi, musím to, čo robíme, vedieť vysvetliť jednoducho, zrozumiteľne a bez zbytočného odborného jazyka
To je výborné, pretože ja som jedným z tých, ktorým to musíte vysvetliť naozaj polopate.
Predstavte si konvenčné pestovanie plodín na poli. Zasadíte semienko, dodávate mu potrebnú vlahu, v pôde má živiny, vďaka tomu neskôr vyklíči a Vy ste šťastný, pretože máte živú rastlinku či samotný plod, ktorý môžete neskôr skonzumovať.
Robíme niečo veľmi podobné, len v sterilných laboratórnych podmienkach – v skúmavke. Vďaka tomu naše rastliny nie sú vystavené výkyvom počasia, škodcom, plesniam ani pesticídom či ťažkým kovom. V sklenených nádobách im len dodávame potrebné živiny a udržiavame im konštantne priaznivé podmienky tak, aby mohli bez problémov rásť. Na rozdiel od poľnohospodárov na poliach Vám vďaka tomu viem presne povedať, koľko biomasy budem mať od dnešného dňa za dva týždne
Čo je v tomto prípade biomasa?
Veľké množstvo rastlinných buniek, ktoré sa v laboratórnych podmienkach neustále množia. Tieto bunky následne slúžia ako surovina na výrobu konkrétneho produktu – napríklad kakaovej biomasy, ktorú môžem ďalej spracovať na výrobu čokolády.
Základom Vašej práce je teda produkcia biomasy. Ako ale v takýchto laboratórnych podmienkach vzniká?
Odrežete akúkoľvek časť voľne rastúcej rastlinky, ktorú umiestnite do sterilnej sklenenej nádoby. V mieste rezu sa začne vytvárať akási „zátka“ – podobne, ako keď sa porežete. Aj náš organizmus sa snaží ranu zaceliť, aby sme nevykrvácali a nechytili infekciu. Rastliny reagujú rovnako. V mieste poranenia začínajú produkovať nové bunky, aby sa chránili. My tento prirodzený proces využívame a ešte ho podporíme pridaním rastových regulátorov, ktoré stimulujú tvorbu nových rastlinných buniek
Tým nám vzniká čerstvá biomasa rastlinných buniek, z ktorých dokážem opätovne rastlinu zregenerovať a prakticky replikovať donekonečna.
Kde všade sa dá táto biomasa využiť?
Rastlinné bunky Durmana obyčajného napríklad produkujú dôležité metabolity, ktoré sa využívajú vo farmaceutickom priemysle. Podobných príkladov však nájdeme mnoho.
V poľnohospodárstve môže byť produkcia biomasy výborným riešením najmä pri plodinách, ktorých pestovanie je ekologicky náročné a zároveň sa pri ňom využíva veľké množstvo rôznych pesticídov. Ak chcete napríklad vyprodukovať štyri tony kakaového masla, potrebujete až 1736 rastlín pestovaných na ploche zhruba jeden a pol futbalového ihriska.
V laboratórnych podmienkach vám však stačí jeden malý kakaový bôb, ktorý uzavriete do bioreaktora – zariadenia, ktoré si môžete predstaviť podobne ako tie, ktoré sa používajú pri výrobe piva. Pridáte všetky potrebné v úvodzovkách ingrediencie, akými sú živiny a regulátory, vytvoríte im optimálne podmienky a rastlinné bunky sa začnú množiť. Výsledkom nie je nápoj, ale bunková biomasa plná cenných látok, ktorú môžeme ďalej spracovať.
Rastlinné biotechnológie tak môžu byť riešením problémov v globálnom poľnohospodárstve, ktoré tak veľmi kritizujeme. Spotrebúvanie obrovského množstva vody, premenu klasických biotopov na poľnohospodársku pôdu, využívanie veľkého množstva pesticídov a podobne?
Presne tak. Výrazne ním šetríme životné prostredie, ale aj samotné náklady na pestovanie rôznych druhov rastlín. Podmienky pre poľnohospodárstvo sa z globálneho hľadiska budú čoraz viac zhoršovať, najmä v dôsledku rastúcich teplôt a zvyšujúcich sa nárokov na zavlažovanie.. Tak isto tu nevyužívame žiadne toľko kritizované postreky či pesticídy. V kontrolovanom a sterilnom prostredí sa totiž nevyskytujú žiadni škodcovia. A ak by sa predsa objavili baktérie, plesne či huby, vďaka monitoringu ich vieme veľmi rýchlo odhaliť a zasiahnuť.
Samozrejme, záleží na aké rastlinné druhy sa zameriate. Stretávam sa s ľuďmi, ktorí mi povedia, že keď vypestujem rastlinu v laboratóriu, vezmem iným ľuďom prácu. Nie je to pravda. V súčasnosti sa v laboratórnych podmienkach kultivujú predovšetkým rastliny, ktoré sú mimoriadne náročné na tradičné pestovanie a zároveň majú na trhu vysokú hodnotu. Napríklad šafran, kakao alebo vanilka.
Uvedomujú si krajiny vo svete výhody rastlinných biotechnológií?
V Spojených štátoch sú rastlinné biolaboratóriá úplne bežnou súčasťou výskumu aj priemyslu. Čoraz viac si však ich výhody začínajú uvedomovať aj rozvojové krajiny, ako napríklad India, Afganistan či Pakistan. V ich tradičnej kuchyni má šafran významné miesto, no v posledných rokoch ho majú problém zohnať či už pre zmeny klímy, náročné pestovanie, alebo znižujúce sa výnosy. Keď sa však šafran začne pestovať v kontrolovaných laboratórnych podmienkach a zabezpečí sa jeho stabilná produkcia aj distribúcia, jeho cena na trhu klesá. Vďaka tomu sa stáva dostupnejší pre širšie vrstvy obyvateľstva – nielen pre bohatých alebo pre priemysel. A hoci je šafran ako korenina dôležitý pre gastronómiu, ešte významnejšiu úlohu zohráva vo farmaceutickom priemysle. A to je len jeden príklad. Možnosti využitia rastlinných biotechnológií sú do budúcna prakticky neobmedzené.
V súčasnosti sú veľkým strašiakom geneticky modifikované potraviny, proti ktorým sa dvíha globálna vlna kritiky. Nestretávate sa s tým, že majú kvôli tomu ľudia rezervovaný postoj aj k vašej práci?
To je prvá vec, ktorá ľuďom napadne. Vytváraš rastliny v laboratórnych podmienkach, to je GMO, to je zlé! Moja práca pritom nemá s genetickou modifikáciou organizmov nič spoločné, práve naopak.
Aký je rozdiel medzi rastlinnými biotechnológiami, ktorým sa venujete Vy, a spomínanými GMO?
Pri GMO sa zasahuje priamo do genómu rastliny, napríklad s cieľom zvýšiť výnosy alebo odolnosť voči škodcom. Typickým príkladom je geneticky upravená repka olejná. My však postupujeme inak. Cez kultiváciu rastlinných buniek produkujeme biomasu bez toho, aby sme akokoľvek menili genetickú výbavu rastliny. Je to síce zdĺhavejšia cesta, ale zároveň prirodzenejšia.
Sú podľa vášho názoru GMO oprávnene takým veľkým strašiakom?
Mnoho ľudí sa toho desí, pretože týmto technológiám jednoducho nerozumejú. Pritom si ani nemusia uvedomovať, že mnoho GMO produktov, napríklad sója či kukurica, sa už dnes dováža z Južnej Ameriky aj do Európy. Osobne v tom nevidím žiadny problém.
Podobné predsudky vnímam aj v oblasti, ktorej sa sama venujem, a ktorá už dnes preukázateľne dokáže produkovať biomasu pre rôzne priemyselné využitie. Ľudia často hovoria, že to, čo vyrastie v laboratóriu, určite nemôže chutiť ako „pravé“ produkty z poľa. Ale to nemôžu tvrdiť s istotou. Zahraničné príklady však ukazujú, že to možné je. V jednej americkej televíznej šou použili kakao vypestované in vitro na výrobu čokolády. Tú potom zaradili medzi bežné produkty a nechali ju ľudí ochutnávať naslepo, bez označenia pôvodu. Väčšina z nich rozdiel nespoznala.
Preto si myslím, že je dôležité, aby sa o týchto technológiách otvorene hovorilo. Nie sú v ničom škodlivé – práve naopak, môžu byť udržateľnejšie a ekologickejšie. Ak to funguje v Spojených štátoch, Izraeli, Fínsku, Švajčiarsku či Španielsku, nevidím dôvod, prečo by sme sa do tohto pokroku nemohli zapojiť aj my.
V rozhovore pre Vedu na dosah som sa dozvedel, že záujem o biotechnológie u Vás prišiel na strednej škole. Čím ste chceli byť predtým?
O tom, čím budete, keď vyrastiete, majú väčšinou predstavu Vaši rodičia. Zo mňa mala byť doktorka. Povedala som si, že keď už medicína, tak aspoň patológia. Pri nej sa nebudem musieť tak intenzívne rozprávať s ľuďmi a zosnulý človek mi predsa nič nepovie (smiech).
Na gymnáziu som však mala šťastie na skvelú učiteľku biológie Marcelu Kertysovú. V prvom ročníku nám začala rozprávať o nukleových kyselinách, čiže DNA a RNA. Hoci som rozumela len zlomku z toho, čo prednášala, absolútne ma to fascinovalo. Vtedy som si povedala, že presne tomuto sa chcem venovať. Nastúpila som na odbor biotechnológie u nás na UCM a ešte chvíľu uvažovala, že po bakalárskom štúdiu prestúpim na medicínu. Počas štúdia ma to ale zaujalo natoľko, že som doma povedala, že chcem byť biotechnologička. Medicína ma už vôbec nelákala.
V súčasnosti pôsobíte na dvoch pracoviskách – ako odborná asistentka na Fakulte prírodných vied UCM a vo Výskumnom ústave rastlinnej výroby v Piešťanoch. Ako vyzerá Váš bežný pracovný deň?
V Piešťanoch realizujem celý svoj výskum, zatiaľ čo na fakulte sa venujem výučbe, konkrétne laboratórnym cvičeniam pre študentov. Kolegovia im na prednáškach odovzdajú teóriu a ja sa im potom v laboratóriu snažím ukázať, ako to funguje v praxi. Začíname s jednoduchými experimentmi a postupne ich komplikujeme.
Študenti sa učia najmä formou pokus–omyl. Keď sa niečo nepodarí, musia sa zamyslieť prečo a hľadať riešenie. Učím ich, že aj chyba je súčasť učenia a že vedu netreba robiť len preto, aby skončila niekde v šuflíku. Snažím sa ich motivovať, aby premýšľali nad tým, čo robia, diskutovali o problémoch a hľadali riešenia. Ak budú pracovať poctivo, ich výsledky môžu viesť nielen k zaujímavej vedeckej publikácii, ale aj k niečomu, čo bude mať skutočný aplikačný potenciál – či už v priemysle, alebo v praxi.
Napríklad do niečoho podobného, akým je Váš startup s názvom Spicy Cells. Ako vlastne vznikol?
Počas doktorátu som si zrejme povedala, že mám príliš málo aktivít, tak prečo neprihodiť ďalšiu (smiech). Napadlo mi prihlásiť sa do Lifbee Academy – vzdelávacieho inkubátoru, ktorý ukazuje vedcom, ako prenášať výskum z laboratória do reálnej praxe.
Takže to, čo hovoríte svojim študentom – aby ich výskum nezostal v šuflíku, ale mal skutočné praktické využitie.
Presne tak a možno nie len praktické využitie, ale aj biznisový potenciál. Program trvá niekoľko mesiacov a obsahuje viacero fáz. Vytvoríte tím ľudí, vymyslíte nápad, validujete ho a ak zistíte, že má potenciál, na konci programu si môžete založiť vlastný startup.
Ak to veľmi zjednoduším, Vaším nápadom bola práve produkcia v rozhovore už viackrát spomínaného šafranu v laboratórnych podmienkach. Má to z biznisového hľadiska celosvetový potenciál?
Áno, má. Nápadom sme pritiahli naozaj veľké množstvo ľudí a, samozrejme, máme už aj investorov.
Mnohí vedci hovoria, že práca v ich odbore je pre nich zároveň aj vášňou. Po hodine rozhovoru s Vami som si istý, že je to aj Váš prípad. Dokážete pri niečom, v úvodzovkách, úplne vypnúť?
Poviem Vám to, ale sľúbte mi, že neutečiete.
Sľubujem a asi tuším. Je to silový trojboj?
Áno. Chodím cvičiť štyrikrát do týždňa. Aktuálne sa pripravujem na majstrovstvá Slovenska. Je to pre mňa skvelý druh relaxu, pretože pri zdvíhaní 120-kilových činiek sa musíte plne sústrediť na to, čo robíte. Ostatná vaša práca ide úplne bokom, v opačnom prípade môže prísť vážne zranenie. Tiež mi pomáha, keď som v prostredí iných ľudí. Zrazu sa nerozprávame o rastlinných bunkových kultúrach, ale o tom, kto kedy zdvihol aké váhy (smiech).
Mohlo by vás tiež zaujímať:
