Veda je pre Jaroslava Ferenca spôsob, ako zužitkovať kreativitu

V slovenských školách sa každoročne nájdu učitelia, ktorí sa venujú svojim žiakom aj mimo povinného vyučovania, pripravujú ich na súťaže a olympiády a robia nadprácu, ktorá často zostáva nepovšimnutá. Práve pre nich je určená Cena Dionýza Ilkoviča, ktorá už deviatym rokom odmeňuje výnimočných pedagógov prírodných vied.

S Jaroslavom Ferencom sme sa rozprávali o tom, ako môžu zanietení pedagógovia a pedagogičky otvoriť študentom dvere do sveta prírodných vied. Mariana Straková a Ľubomír Tomáška v ňom rozpoznali talent a vedeli ho správne nasmerovať. Výnimočná učiteľka z gymnázia v Seredi naučila svojho žiaka, že biológia môže byť fascinujúce dobrodružstvo. Uznávaný profesor z Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského mu ukázal, že aj začínajúci študent môže byť rovnocenným partnerom vo výskume. Aj vďaka ich mentorstvu je dnes zo študenta Jaroslava Ferenca, ktorý získal deväť medailí na medzinárodných biologických olympiádach a experimentoval na chodbe rodičovského bytu, postgraduálny výskumník v Európskom laboratóriu molekulárnej biológie (EMBL) v nemeckom Heidelbergu.

Pracujete v jednom z najprestížnejších biologických laboratórií sveta. Prečo vlastne robíte vedu?

Som veľmi kreatívny človek a veda mi dáva príležitosť moju kreativitu uplatniť. Zároveň ju vnímam ako interakciu s krásou – jednak vizuálnou krásou organizmov, ale aj eleganciou procesov, ktoré v nich prebiehajú. Už v detstve ma fascinovali tieto deje a neskôr som mal šťastie stretnúť ľudí, ktorí mi pomohli pretaviť túto fascináciu do profesionálnej podoby. Je úžasné, že môžem zistiť niečo, čo v tom momente nikto iný na svete nevie.

Čomu sa konkrétne venujete v EMBL? Na akom výskume pracujete?

Venujem sa vývinovej biológii – otázke, ako sa bunky počas vývinu jedinca dokážu poskladať do podoby správne fungujúceho tela, aj keď žiadna z nich nevie, ako celé telo vyzerá. Konkrétne ma zaujíma funkcia metabolizmu v tomto procese. Metabolizmus bol dlho vnímaný ako motor, ktorý beží v pozadí a dodáva energiu a stavebné kamene. Ukazuje sa však, že má omnoho aktívnejšiu úlohu. Bunky počas vývinu vnímajú rôzne signály a niektoré z nich môžu byť aj metabolické. Napríklad metabolický stav kmeňovej bunky môže ovplyvniť to, aký bunkový typ bude z jej dcér. Bunky môžu aj „čítať“ z metabolických produktov susedných buniek a upravovať svoje správanie podľa týchto signálov. Trochu ako agenti tajných služieb, ktorí sa o vás môžu niečo dozvedieť tak, že sa vám prehrabú v odpade. Na tento výskum používam morské sasanky, ktoré majú veľmi jednoduchú stavbu tela, čo uľahčuje experimenty. Zároveň s ostatnými živočíchmi zdieľajú princípy budovania tohto tela, ako aj fungovanie metabolizmu, vďaka čomu nám môžu pomôcť objasniť všeobecne platné princípy.

Prečo práve metabolizmus? Čo vás na tejto oblasti fascinuje?

Keď som nad tým začal uvažovať v polovici doktorátu, mnohí mi hovorili: „To je zložité, čo tam vlastne nájdeš?“ Teraz je však z toho vo vývinovej biológii nová vlna a som rád, že som na ňu naskočil predtým, než to bolo cool. Fascinuje ma obrovská komplexita metabolických dráh, ktorú ľudia za posledných sto rokov odkryli. Stále však vieme veľmi málo o tom, ako tieto dráhy fungujú v rôznych častiach vyvíjajúceho sa tela a ako sú prepojené s inými signálmi. Myslím si, že to bude v najbližších rokoch veľmi plodná oblasť výskumu.

Aké sú vaše plány do budúcnosti? Chcete si založiť vlastnú výskumnú skupinu?

Áno, to je moja ambícia. Najskôr musím, samozrejme, publikovať výsledky a presvedčiť na základe nich nejaký inštitút, že smer, ktorým sa chcem uberať je zaujímavý a hodnotný. Mám viac nápadov než rúk, takže sa teším na čas, keď rozkvitnú v spolupráci s ľuďmi v mojej budúcej skupine. Ale chcem byť aj dobrým lídrom – mal som šťastie, že som trikrát za sebou trafil na výborných šéfov, mentorov a pedagógov. Vo vede je, bohužiaľ, veľa group lídrov, ktorí využívajú svojich študentov, ale ja im chcem umožniť rozvíjať sa. Dokonca mám v hlave zoznam vecí pre moje budúce ja, čo z môjho súčasného pohľadu funguje a nefunguje. Chcem si to spísať, aby som potom nezabudol, že keď som bol v týchto štádiách, toto ma štvalo a toto sa mi páčilo.

Ako vás ovplyvnilo prostredie v Heidelbergu v porovnaní so Slovenskom?

EMBL je skvelá adresa. Sústreďuje veľkého množstvo poznatkov a vedcov, ktorí vedia, čo robia. Kolegovia sú nielen intelektuálne zaujímaví, ale aj ochotní pomôcť. Je radosť tu pracovať. Navyše jedným z poslaní EMBL je aj organizácia množstva konferencií, na ktorých môžete stretnúť najzaujímavejšie vedecké osobnosti z celého sveta. To sa s možnosťami na Slovensku ťažko porovnáva. Ale, paradoxne, začiatky na Slovensku boli výborná škola. Niekedy som musel experiment možno realizovať komplikovanejším spôsobom, ale pridanou hodnotou bolo, že som bol prinútený premýšľať, ako sa veci dajú urobiť s tým, čo je k dispozícii. To mi dalo aj lepší vhľad do rôznych techník používaných v molekulárnej biológii.

Vráťme sa o kúsok späť na Slovensko. Ako ste sa dostali k profesorovi Ľubomírovi Tomáškovi na Univerzitu Komenského?

Pôvodne som chcel ísť študovať na prestížne anglické univerzity Cambridge alebo Oxford, ale keď som zistil cenu štúdia, rozhodol som sa, že sa nechcem zadlžiť na roky dopredu. Profesora Tomášku som poznal z televíznych diskusií – zdal sa mi ľudsky príjemný a kompetentný. Mariana mu napísala, stretli sme sa a presvedčil ma tým, že sa o to vlastne nepokúšal. Iba mi objektívne zhodnotil možnosti. Cítil som, že mi neponúkne niečo, čo nakoniec nesplní. Bolo pre mňa veľmi dôležité hneď od začiatku robiť v laboratóriu. Stalo sa.

Nie je bežné, že už ako študent prvého ročníka dostanete šancu pracovať na výskumnom projekte?

Nie je to ani úplne nezvyčajné, ale závisí to od konkrétneho vedúceho skupiny aj dynamiky v laboratóriu. Je normálne, že mnohé výskumné skupiny majú určitý ostych prijať niekoho, kto nikdy v laboratóriu nepracoval. Počítajú s veľkou počiatočnou investíciou času a energie, kým bude študent schopný robiť niečo samostatne. Väčšinou si hovoria – nech má aspoň dva roky štúdia za sebou a základné zručnosti z praktických cvičení. Ale ja som už mal skúsenosti zo stredoškolských olympiád. Robil som jednak vlastné malé výskumné projekty, ale aj tzv. teoreticko-praktickú časť, v rámci ktorej treba zvládať mnohé štandardné laboratórne postupy. Na univerzite som sa však konečne chcel dostať k skutočnej vede.

V čom sa skutočná veda líšila od biologických olympiád?

Na olympiádach sú experimenty nastavené tak, že ich niekto mnohokrát vyskúšal, aby vyšli. Keď dodržíte postup a nie ste úplne nešikovný, mal by vám vyjsť očakávaný výsledok. Skutočná veda funguje presne opačne – snažíme sa zistiť niečo, čo nevieme, a veľmi často spôsobom, ktorý nikto iný pred nami nepoužil. V 80 percentách prípadov to nevyjde.

Na akom projekte ste začali pracovať u profesora Tomášku?

Prvý projekt sa týkal telomerázy – enzýmu, ktorý predlžuje konce chromozómov. Tieto konce (teloméry) majú špeciálne vlastnosti a s každým delením bunky sa skracujú. Niektoré bunky (napr. kmeňové a pohlavné) majú aktívnu telomerázu, ktorá im teloméry predlžuje. Reaktivácia telomerázy často prebieha aj pri rakovinových bunkách. Jedna časť tohto enzýmu sa počas stresu presúva do mitochondrií (súčastí buniek zodpovedných za tvorbu energie) – o jej funkcii v nich však boli z ľudských buniek protichodné dáta. Cieľom projektu, na ktorom som sa podieľal, bolo simulovať tento proces v kvasinkách. Ich bunky sa tým našim v mnohom podobajú, zároveň sú však jednoduchšie, čo umožňuje efektívne skúmať základy bunkovej biológie. Bola to teda podobná logika ako dnes so sasankami. Tento projekt bol úspešný a môj príspevok k nemu sa neskôr stal aj súčasťou publikácie.

(zdroj: Soham Basu)

Čo pre vás profesor Tomáška znamenal ako mentor?

Je skutočne výnimočný pedagóg. Dokáže dať študentom voľnú ruku a považuje ich za rovnocenných partnerov v diskusii, čo je veľmi vzácne. Nepotrebuje si dokazovať vlastnú nadradenosť, ale snaží sa študentom všemožne pomôcť rozvíjať svoju zvedavosť a talent. Mám rád samostatnosť, takže tento slobodný a súčasne nápomocný prístup mi plne vyhovoval. Zároveň sa tým aj formovali moje očakávania do budúcnosti, keďže neskôr som sa vždy snažil hľadať ľudí s podobnými vlastnosťami.

Prečo ste sa rozhodli ísť si robiť doktorát do zahraničia?

Po piatich rokoch v rovnakom prostredí som cítil, že potrebujem intelektuálnu zmenu. Vo vede je systém nastavený tak, že človek by sa mal v každom štádiu premiestniť niekam inam, aby sa nezabetónoval v konkrétnom prístupe. Tiež som si časom začal viac všímať problémy v našom vedeckom prostredí a zaujímalo ma, ako veda funguje inde – aj profesor Tomáška podporuje študentov, aby išli do zahraničia. Navyše som chcel robiť systémovú biológiu, čo sa u nás veľmi nerobilo.

Ako ste si vyberali miesto pre doktorát a ako ste našli svojho mentora?

Hlásil som sa na rôzne zaujímavé miesta v Rakúsku, Nemecku a vo Švajčiarsku. Medzi nimi aj na Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research vo švajčiarskom Bazileji. Pozvali ma na pohovor, aj keď žiadna z mnou preferovaných skupín nemala voľnú pozíciu. To sa stáva pomerne často, ak ste pre inštitút zaujímavý a očakáva sa, že počas osobných rozhovorov by vás mohla zaujať aj niektorá iná výskumná skupina. Tak to bolo aj v mojom prípade. Spočiatku som si síce myslel, že budem mať iba pekný výlet do Švajčiarska, ale pred pohovormi mi prišiel e-mail o novom začínajúcom group lídrovi Charisiosovi Tsiairisovi. Jeho výskumné otázky aj systém, na ktorom ich chcel študovať, ma veľmi zaujali. Keď sme sa stretli, ukázalo sa, že si aj ľudsky výborne rozumieme. Na všetkých pohovoroch som sa vedúcich skupín pýtal rovnakú otázku: „Prečo robíte vedu?“ Mnohí boli zaskočení, ale Charisios okamžite odpovedal: „To have fun!“ A ja som si povedal: „S týmto môžem žiť.“

Na výnimočnú pedagogičku ste mali šťastie aj úplne na začiatku, ešte na seredskom gymnáziu. Ako k tomu prišlo?

Poslala ma za ňou moja učiteľka biológie, pretože vtedajšia riaditeľka Marianu požiadala, aby sa venovala olympiádam. Dodnes spomína, ako za ňou prišiel zhrbený chlapček so slovami: „Pani učiteľka, ja by som rád robil biologickú olympiádu.“ Bola neuveriteľná – našla si na mňa kopec času. Otravoval som ju prakticky každú spoločnú dieru v rozvrhu, aby mi povedala niečo nové a zaujímavé z biológie.

Ako formovala váš záujem o biológiu ako vedu?

Sama hovorí, že som sa stal jej štvrtým – nepríbuzným dieťaťom. Bola to obojstranná spolupráca. Ona bola rada, že mi môže niečo odovzdať, a ja, že sa mi niekto venuje. Prvý úspešný projekt na biologickej olympiáde sa týkal ozdravenia pôdy. V okolí Serede je halda lúženca po bývalej niklovej hute s veľkým množstvom ťažkých kovov. Lúženec sa síce pomaly odváža a využíva na ďalšie spracovanie, ťažké kovy však prenikajú aj do okolitej pôdy. Prišli sme s myšlienkou vysadiť tam rastliny, ktoré ich dokážu vytiahnuť zo zeme a uložiť ich v listoch a koreňoch. Tieto časti rastlín by sa potom mohli bezpečnejšie uskladniť, pričom semená by sa zasa mohli využiť na výrobu biopaliva. Asi druhýkrát, ako sme súťaž skúšali, som sa dostal na medzinárodnú olympiádu a získal bronzovú medailu. Nesmierne nás to povzbudilo.

Ktorý zo svojich školských projektov považujete za najlepší?

Môj posledný projekt o chronobiologickom prístupe používania herbicídov. Mnohé herbicídy inhibujú fotosyntetické procesy, pričom fotosyntéza je regulovaná biorytmom. Testoval som, či sa dá znížiť dávka herbicídov pri aplikácii v správnom čase s rovnakým účinkom. Každé tri hodiny som ovplyvňoval rastliny herbicídom a sledoval, ako prežívajú. Musel som premeniť chodbu v rodičovskom byte na miestnosť s kontrolovaným svetelným režimom. Po siedmej večer sa tam nesmelo zasvietiť, takže keď chcel ísť niekto do kúpeľne, musel najskôr zavrieť dvere a až potom si zapnúť svetlo. Rodičia boli skvelí – vždy ma všemožne podporovali, aj keď moje experimenty občas viedli k takýmto situáciám (smiech). Som rád, že hoci sami majú k vede veľmi ďaleko, nevtláčali mi vlastné predstavy o budúcnosti. Nechali ma vybrať si, čo ma baví a potom ma v tom podporili.

Aký prínos mali olympiády pre vašu vedeckú kariéru?

Vďaka olympiádam som získal široký rozhľad v biológii nad rámec stredoškolského učiva, čo mi na vysokej škole dalo veľa času na prácu v laboratóriu. Taktiež prezentačné zručnosti boli nenahraditeľné. Vo vede človek prezentuje často a bolo výhodou, že som si prešiel prirodzenou ostýchavosťou už na súťažiach. Okrem toho olympiády v životopise indikujú, že človek mal záujem o vedu už na strednej škole.

Máte nejaký vedecký sen? Čo by ste chceli objaviť alebo na čom sa podieľať?

Nemám konkrétny sen, čo presne by som chcel objaviť. Podľa mňa jedna z najkrajších vecí na vede je, že mojou prácou je hrať sa a pristupovať k svetu s detskými očami. Snažiť sa nebyť predpojatý a nechať sa prekvapiť tým, čo objavím. Samozrejme, rád by som objavil niečo zásadné, čo posunie poznanie. Trik je však v tom, že čo bolo naozaj zásadné, tak to sa vo vede ukáže niekedy aj s odstupom desiatok rokov. Snažím sa teda riešiť otázky, ktoré považujem za dôležité tak, aby som si na konci dňa mohol povedať, že som na ne zaútočil najlepšie, ako som vedel.

Poznáte výnimočných učiteľov a učiteľky prírodovedných predmetov, ktorí robia veci inak a vychovávajú mladé vedecké talenty? Už len do 30. júna ich môžete nominovať na Cenu Dionýza Ilkoviča 2025. Ocenenie je určené pedagógom, ale aj nepedagogickým pracovníkom základných a stredných škôl, ktorí sa dlhodobo angažujú v mimoškolskej činnosti v predmetoch matematika, fyzika, chémia, biológia a informatika.