Talianske univerzity nemajú lepšie technické zázemie. Na Slovensku mi však chýba ich sebavedomie, hovorí biotechnológ Milan Karas 

Na webe Bolonskej univerzity, na ktorej aktuálne pôsobíte, som sa dočítal, že sa špecializujete na udržateľné stratégie manažmentu chorôb v poľnohospodárstve. Ak tomu rozumiem správne, ide zjednodušene o ochranu rastlín bez použitia chemických pesticídov? 

Presne tak. Ide o snahu vyvíjať biologické alternatívy k bežným chemickým pesticídom. Ak by som to mal vysvetliť jednoducho, je to trochu podobné vakcínam pre ľudí, len v tomto prípade ich vyvíjame pre rastliny. 

V praxi to funguje tak, že najskôr musíme veľmi dobre poznať samotného pôvodcu choroby. V mojom prípade ide najmä o hubové patogény, čiže rôzne plesne a im príbuzné organizmy. Z ich genómu sa snažíme identifikovať jedinečné gény, teda také, ktoré sú kľúčové pre prežitie alebo šírenie nežiadúceho patogénu. Cieľom je tieto gény zablokovať, ale bez použitia klasických chemických postrekov. Na to využívame RNAi, teda interferenčnú RNA, ktorá je prirodzená súčasť všetkého živého. S jej pomocou dokážeme veľmi presne zasiahnuť do životného cyklu patogénu, a tým ochrániť rastliny. 

Skúste mi tento proces popísať bližšie. 

V klasickej biológii platí jednoduchý princíp. Všetky informácie o živých organizmoch sú uložené v DNA. Keď chceme vytvoriť telo alebo jeho časti, DNA sa najskôr prepíše do RNA a z nej následne do proteínov, ktoré budujú nielen ľudské či zvieracie telá, ale aj rastliny alebo huby. 

Princíp mojej práce je zastaviť tento proces v druhom kroku – vo fáze RNA, ešte predtým, než vzniknú proteíny. Vytvárame molekulu RNAi, ktorá je takpovediac „opačná“ k tej RNA, ktorá vzniká z DNA. Keď sa tieto dve RNA molekuly stretnú, spoja sa a proces tvorby proteínov sa zastaví. Ak to nastavíme správne, moja opačná RNA „zaútočí“ len na konkrétny nežiaduci patogén a neovplyvní rast samotnej rastliny. Cieľom je, aby sme ju ochránili bez použitia chemikálií a bez toho, aby sme zasahovali do jej zdravého vývoja. 

Je to zásah do genómu samotnej rastliny?

Nie, nejde o genetickú modifikáciu. Nijako DNA nemeníme, a práve preto je to momentálne veľmi zaujímavá metóda. Ak sa ju podarí schváliť v rámci Európskej únie, môžeme ju používať ako náhradu pesticídov. 

Ak teda nejde o genetickú modifikáciu, ako si v praxi túto technológiu vieme predstaviť? 

Funguje v podstate na rovnakom princípe ako chemické pesticídy. Výsledkom mojej práce môže byť klasický sprej, ktorým na rastlinu aplikujeme spomínanú interferenčnú, teda opačnú, RNA, ktorá na nej isté obdobie úspešne pôsobí. Na rozdiel od pesticídov však nie je ničím škodlivá. 

Veľkým problémom je, že RNAi ako molekula je veľmi nestabilná a ľahko sa rozpadne. Jedným z mojich cieľov je tak aj nájsť spôsob, ako túto RNAi ochrániť dosť dlho na to, aby bola na rastline efektívne použiteľná dlhšie ako niekoľko dní. V praxi to bude totiž fungovať len vtedy, ak poľnohospodári nebudú musieť miliónkrát chodiť na pole a postreky neustále opakovať.  

Patogénom akých plodín sa venujete najviac?  

Keďže aktuálne pôsobím v Bologni, venujem sa miestnym plodinám a hubovým patogénom, ktoré týmto plodinám spôsobujú najväčšie škody. Predovšetkým hruškám, jahodám, jablkám a viniču. 

To, čo ste mi pred chvíľou popísali, znie trochu ako budúcnosť poľnohospodárstva, vystrihnutá zo sci-fi filmu. Hovoríme o metóde, ktorá je v nejakej forme rozšírená už v súčasnosti, alebo je jej implementácia do poľnohospodárskej praxe otázkou rokov či desaťročí? 

Hoci ide o pomerne novú technológiu, jej aplikácia v praxi už nie je zásadným problémom. Najväčšou výzvou je veľmi presne navrhnúť molekulu RNAi na každý jeden individuálny patogén tak, aby efektívne fungovala. Musíte absolvovať tisíce testov, než nájdete tú jednu správnu. Je to podobné ako vývoj liekov pre ľudí. Od začiatku výskumu až po finálny produkt to trvá približne päť rokov. 

Preto sa momentálne sústreďujeme najmä na tie najškodlivejšie patogény. Keď sa na ne podarí vyvinúť riešenie, predpokladám, že ďalšie výskumné tímy sa zamerajú aj na menej nebezpečné druhy. V súčasnosti je už úspešne implementovaná napríklad proti hmyzu, ktorý požiera zemiaky. 

To mi pripomenulo legendárne „mandelinky“, ktorými našich rodičov strašil socialistický režim. 

Presne tie mám na mysli (pozn. red.: odborný názov je pásavka zemiaková). Proti nim je už na trhu produkt, ktorý funguje a bežne sa predáva. Aktuálne sa však snažíme túto technológiu rozšíriť aj na iné patogény. 

Predstavme si, že sa vám to podarí. Ako by jej rozšírenie v globálnej praxi zmenilo poľnohospodársky priemysel? 

Uvediem to na príklade dvoch hubových patogénov viniča, ktorým sa vo výskume venujem najviac. Farmári proti nim v súčasnosti musia používať veľmi veľké množstvo naozaj toxických fungicídov. Bežne dvanásť či trinásťkrát do roka. 

Ak by sme tieto postreky dokázali nahradiť našou technológiou, výrazne by sme znížili množstvo ťažkých kovov a chemických látok, ktoré sa dostávajú do prostredia a negatívne ovplyvňujú zdravie ľudí, zvierat, prospešného hmyzu a pre rastliny užitočných baktérií. 

Bol by to teda naozaj veľký prelom. 

Veľmi v to dúfam, keďže samotná Európska únia sa snaží výrazne obmedziť používanie chemických pesticídov, fungicídov a ďalších chemikálií, ktoré sa aplikujú v poľnohospodárstve. Aj preto veľa farmárov a spoločností, ktoré sa venujú pestovaniu, investuje do týchto technológií nemalé prostriedky s nádejou, že sa v Európe budú používať ako náhrada pre konvenčné chemikálie. 

Týka sa to aj slovenského poľnohospodárstva? Existujú u nás ľudia, ktorí vedia, čo robíte, a sú pripravení to aplikovať? 

Tým si, úprimne, nie som istý. Predpokladám, že do tejto technológie veľmi neinvestujú. Nedávno tu však bola naša pani prodekanka z UCM a spoločne s mojím nadriadeným sme sa veľa rozprávali o spolupráci medzi Bolonskou univerzitou práve na tomto type výskumu. Preto verím, že aj vďaka UCM sa táto technológia časom na Slovensko dostane. 

Opravte ma, ak sa mýlim, ale predpokladám, že na Bolonskej univerzite pôsobíte práve kvôli tomu, že je v rámci Európy v tejto oblasti výskumu vedúcou inštitúciou. 

Tunajšia profesorka, ktorá je zároveň vedúcou môjho výskumu, patrí v tejto oblasti medzi najuznávanejších odborníkov. Takže áno, ako univerzita sa tejto oblasti veľmi intenzívne venujeme. Podobných výskumných skupín však naprieč univerzitami po celej Európe existuje viacero a každá z nich pracuje na rôznych patogénoch, ktoré trápia ich konkrétne regióny a plodiny viac-menej nezávisle. 

Okrem toho existujú aj dve veľké spoločnosti, ktoré sa venujú týmto technológiám. Jedna z nich je v USA a volá sa Greenlight, druhá pôsobí v Južnej Kórei a nesie názov Genolution. Obe sa sústreďujú na produkciu týchto molekúl na komerčné účely. 

Predpokladám, že ak váš výskum bude v nasledujúcich rokoch na rôzne patogény úspešný, tieto dve spoločnosti budú jednými z prvých, ktoré siahnu po vašich výsledkoch. 

So spoločnosťou Greenlight už spolupracujeme. Vyvíjame pre nich technológiu, navrhujeme nové RNAi a oni nám na oplátku pomáhajú s produkciou, keďže cena zatiaľ nie je veľmi nízka. Keď do vývoja vstúpia veľké spoločnosti, dokážu náklady na výrobu znížiť omnoho viac oproti tomu, čo dokážeme my v laboratórnych podmienkach. 

Keď sme si dávnejšie dohadovali náš online rozhovor, museli sme ho presunúť, pretože vám do toho nečakane prišiel jeden z poľných experimentov. Napísali ste mi, že sú mimoriadne závislé od aktuálneho počasia. Akú časť vášho výskumu vykonávate v teréne? 

Tento konkrétny experiment bol spojený s ďalším výskumom, ktorému sa venujeme – takzvanej biokontrole. Pre rastliny totiž existujú nielen škodlivé baktérie alebo huby, ale aj tie prospešné, ktoré kolonizujú rastlinu, ale nevytvárajú žiadne negatívne príznaky. Práve naopak, tým, že rastlinu obsadia, zabránia nežiadúcim patogénom, aby ju napadli. 

Biokontrole sa venujeme vtedy, keď sú najvhodnejšie klimatické podmienky pre rozvoj škodlivých húb a iných patogénov, ktoré sú závislé na daždi a konkrétnych obdobiach roka. Vtedy na rastliny, s cieľom ochrániť ich, aplikujeme prospešné organizmy. No a Vy ste so žiadosťou o rozhovor prišli práve v tomto špecifickom období (smiech). 

Ako sme už načrtli v úvode, v rámci posdoktorandskej pozície pôsobíte na Bolonskej univerzite, ktorá je považovaná za najstaršiu na svete. Ako ste sa sem dostali z doktorandského štúdia biotechnológií na UCM? 

Veľmi mi počas doktorandského štúdia pomohlo absolvovanie Erasmus pobytu na Università Politecnica delle Marche v talianskej Ancone. Študoval som tam pod vedením profesora Bruna Mezzettiho, ktorý patrí medzi mimoriadne úspešných vedcov s veľkým renomé v rámci celej Európy. 

Keď ľudia z Bologne hľadali vhodných kandidátov na moju aktuálnu pozíciu, obrátili sa práve na Bruna, aby im niekoho odporučil. Oslovil ma, či by som sa nechcel zúčastniť výberového konania. Zaujala ma téma a aj samotná prestíž univerzity, tak som sa prihlásil a podarilo sa mi uspieť. 

Čo vás v porovnaní so Slovenskom najviac prekvapilo, keď ste začali pôsobiť na talianskej univerzite – či už v oblasti vedy, komunikácie alebo akademickej infraštruktúry? 

Dovolím si tvrdiť, že Taliani nemajú o nič lepšie vybavenie univerzít ako máme na Slovensku. Nevidím tu lepšie laboratóriá ani technické zázemie. Veľký rozdiel vnímam v sebavedomí. Nemajú tu absolútne žiadny problém prichádzať s novými nápadmi a skúšať čokoľvek, čo sa im zdá zaujímavé alebo zmysluplné. Takéto sebavedomie na slovenských univerzitách mi veľmi chýba. 

Silná je tu aj spolupráca s firmami, ktoré aktívne vyhľadávajú vedomosti a riešenia z univerzít. Na Slovensku tento medzičlánok nevidím. Farmári často do spolupráce s univerzitami investovať nechcú. Buď to považujú za zbytočné, alebo za luxus, ktorý im nič neprinesie. V Taliansku im to, naopak, prináša veľmi veľa. 

Spolupracujeme s farmármi aj s rôznymi firmami a dávame im tak náskok, vďaka ktorému tu poľnohospodárstvo funguje veľmi sebestačne. Aj keď je čiastočne dotované zo strany Európskej únie, stále je schopné zarobiť dostatočné peniaze na to, aby prosperovalo.