Kot osnovnošolec je postal državni prvak iz kemije, danes pa je priznani kemik, profesor ter raziskovalec, ki se posveča predvsem procesom kemijske karcinogeneze. Za svoje dosežke na področju biomolekularnih simulacij je dr. Urban Bren z mariborske Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo (UM FKKT) prejel tudi Zoisovo priznanje. V pogovoru za Žurnal24 med drugim razmišlja tudi o tem, kaj mlade pritegne v znanost – in kaj jih odvrača –, o pasteh akademskega sistema, sodelovanju z industrijo, vlogi umetne inteligence in osebnih razlogih, zaradi katerih je raziskovanje raka postalo njegovo življenjsko poslanstvo.
Kaj vas je kot mladega raziskovalca najbolj pritegnilo v svet kemije? Vemo, da je vaš oče matematik. Je bila znanost že v otroštvu del vašega vsakdana?
Ljubezen do kemije se je začela zelo zgodaj, že v osnovni šoli. Res sem imel veliko srečo z učiteljico kemije prof. Leber – bila je zahtevna, a je znala v meni prebuditi radovednost. Ko sem na koncu osnovne šole postal državni prvak iz kemije, sem za nagrado dobil obsežno kemijsko knjigo, ki sem jo nato prebiral celo poletje pred začetkom prvega letnika srednje šole. To je še utrdilo mojo ljubezen do kemije in v prvem letniku gimnazije sem na državnem kemijskem tekmovanju znova osvojil prvo mesto.
Oče je sicer matematik, vendar me ni usmerjal v naravoslovje. Je pa domače okolje oblikovalo odnos do intelektualnega dela: opazoval sem ga pri tipkanju člankov, pri reševanju nalog, videl sem, da znanost zahteva koncentracijo, vztrajnost in sistematičnost. Mislim, da sem to ponotranjil že zelo zgodaj.
Ker sem fizikalni kemik, na meji med kemijo in fiziko, uporabljam veliko matematike, zato sva z očetom našla tudi skupen raziskovalni problem: jaz sem kemijski del znal zapisati v enačbah, on pa jih je znal rešiti. Iz tega sta nastali dve skupni publikaciji. Seveda pa je zdaj za menoj že okoli 150 člankov – brez očetove pomoči.
Vedno sem bil bolj teoretični kemik, moj laboratorij sta bila papir in svinčnik, medtem ko prevelike ljubezni do eksperimentalnega dela nisem razvil. Ni presenečenje, da sem danes računalniški kemik: kemijske in biokemijske procese simuliram, ne izvajam jih v laboratoriju.
Ko sem prišel na UM FKKT, sem postavil predvsem teoretični laboratorij, danes pa je v njem že približno polovico teoretikov in polovico eksperimentalcev. To je idealno: eksperimentalci lahko potrdijo rezultate simulacij, mi pa z modeli pojasnimo njihove eksperimente na molekularni ravni.
Kot profesor imate veliko stika z mladimi raziskovalci. Kaj opažate pri novih generacijah?
Generacije se spreminjajo. Strahospoštovanja je manj, kot ga je bilo včasih – kar je dobro. A včasih se zgodi, da izgine tudi zdravo spoštovanje. Digitalna pismenost je visoka, a pogosto opazim krajši čas pozornosti, zato je treba kompleksne teme razdeliti na manjše, lažje 'prebavljive' enote.
Predznanje iz matematike, fizike in kemije se žal nekoliko slabša. Verjetno je vzrok inflacija ocen: če smo bili včasih v osnovnošolskem razredu trije odlični, je danes odličnih pol razreda, kar nakazuje na padanje standardov. Kljub temu pa imamo vedno vrhunske posameznike – tiste z iskricami v očeh, zaradi katerih je z njimi čudovito delati.
Kako ocenjujete zanimanje mladih za naravoslovje danes? In kako jih prepričati, da po študiju ostanejo v Sloveniji?
Ključno je, kakšno karierno perspektivo lahko mladim ponudimo. Nič ni narobe, če gredo za leto ali dve v tujino, si naberejo izkušnje in se vrnejo. Problematično je, ko gredo v tujino že po srednji šoli. Tam si nato ustvarijo mrežo prijateljev in znancev, pogosto najdejo tudi partnerja, in verjetnost, da se vrnejo, postane manjša. Pri tem ne pomagajo niti državne politike, ki študij v tujini finančno podpirajo bolj kot študij doma.
Veliko boljša pot je odhod v tujino na doktorski ali podoktorski študij – ko ima mlada oseba že korenine v Sloveniji. Vrnitev je takrat precej verjetnejša. Seveda so pomembne tudi službe. Ne le dobro plačane, pomembno je tudi, da se človek počuti spoštovanega, slišanega in vrednega. Hierarhični odnosi znajo biti pri nas toksični, prevečkrat smo drug drugemu rabelj namesto pomočnik. Če bi ustvarili bolj motivacijsko, sodelovalno klimo, bi marsikdo raje ostal. Naša država ponuja veliko: od dostopnega šolstva, zdravstva, do narave. S prijaznejšimi odnosi bi kompenzirali marsikatero slabšo plačo.
"Hierarhični odnosi znajo biti pri nas toksični, prevečkrat smo drug drugemu rabelj namesto pomočnik. Če bi ustvarili bolj motivacijsko, sodelovalno klimo, bi marsikdo raje ostal."
Tudi sami ste živeli v tujini. Kaj je bilo odločilno za vašo vrnitev?
Štiri leta sem bil na Dunaju, dve leti v Chicagu. Ves čas sem ohranjal tesne osebne in strokovne povezave s Slovenijo, zato je bila vrnitev naravna. V nemškem govornem prostoru obstajajo t. i. stekleni stropi – zanje bomo vedno Balkanci oziroma "čuši". Za enako pozicijo moraš biti dvakrat boljši od domačih kandidatov. Lahko bi sicer na Dunaju predaval in raziskoval do konca življenja, a raziskovalne samostojnosti ne bi dosegel brez bistveno več dokazovanja. To človeka začne utrujati.
V ZDA je drugače. Tam je okolje multikulturno, če si za pet odstotkov boljši, te vzamejo – ne glede na poreklo. To je prednost njihovega akademskega in verjetno tudi poslovnega prostora.
Sodelovanje med akademiki in industrijo je nekaj, kar Američani obvladajo, medtem ko se zdi, da mi tega koncepta še nismo povsem usvojili. Vi ste, denimo, sodelovali s slovenskimi podjetji že na različnih projektih. Kakšne so vaše izkušnje in kako bi morali po vašem mnenju takšno sodelovanje bolj spodbujati?
Sodelujem tako s slovensko živilsko kot farmacevtsko industrijo. Slovenija postaja nekakšen "Pharma Valley", saj so se pri nas ustalila in razvila številna velika, napredna podjetja, kot so Krka, Lek, Sandoz, Novartis, Porton … Zaposlitvenih priložnosti za kemike, farmacevte in druge naravoslovce je veliko in plače so dobre. Zato so študijski programi teh smeri zadnja leta spet polni – in verjamem, da bo tako tudi ostalo.
Je pa sodelovanje z industrijo v akademskem svetu bistveno premalo nagrajeno. Habilitacijski postopki temu dajejo prenizko težo. Podobno je pri ocenjevanju aplikativnih projektov. Če bi bile spodbude boljše, bi se raziskovalci še bolj usmerjali v povezovanje z gospodarstvom.
Kaj pa se po drugi strani spodbuja?
Predvsem raziskovalno in pedagoško delo. A poslanstvo univerzitetnega profesorja ima tri temeljne stebre: pedagogiko, raziskovanje in strokovno delo oziroma prenos znanja v družbo in gospodarstvo. Ti trije elementi bi morali biti med seboj neločljivo povezani.
Laikom pogosto ni jasno, kaj sploh je računska kemija. Kako bi jo razložili? S kakšnimi problemi se ukvarjate?
Svet atomov in molekul je izjemno kompleksen, zato ga poenostavimo v modele. Ti sledijo zakonitostim klasične ali kvantne mehanike. Rešujemo pripadajoče enačbe in gledamo, kako se kemijski sistem spreminja – napovemo smer kemijske reakcije in kinetiko, torej kako hitro se bo reakcija zgodila.
Računska kemija omogoča načrtovanje novih inhibitorjev encimov, novih zdravilnih učinkovin, razumevanje kemijskih in biokemijskih procesov ... Mene osebno najbolj zanimajo procesi kemijske karcinogeneze, saj je rak postal prvi vzrok smrtnosti v Sloveniji in njegova incidenca še vedno narašča. Preučujem, kako rakotvorne snovi poškodujejo naš dedni material in kako bi te poškodbe lahko preprečili, tudi s pomočjo naravnih spojin.
V računalniku simuliramo reakcijo med naravno spojino in kemijskim karcinogenom. Če je naravna spojina hitrejša pri reakciji kot DNK, karcinogen "ulovi" in ga izloči iz telesa, še preden ta poškoduje dedni material. Na ekranu vidimo molekule, njihove interakcije in dinamiko, te projekcije pa temeljijo na enačbah.
Kako vam pri tem pomaga umetna inteligenca?
Umetna inteligenca je odlična pri prepoznavanju vzorcev, ki jih človek pogosto ne vidi, čeprav so tudi človeški možgani osnovani na prepoznavanju vzorcev, le da mi temu rečemo intuicija.
Umetno inteligenco pri svojem delu uporabljamo pri načrtovanju zdravilnih učinkovin, služi nam lahko tudi v vsakdanjem znanstvenem delu – a vedno je treba preveriti navedene vire.
Slabost je, da UI pogosto deluje kot "črna škatla". Rezultat poda, razlage pa ne. V znanosti pa je razlaga ključna.
Zakaj vas tako zanima raziskovanje raka?
Zaradi osebne zgodbe. Mamo sem izgubil zaradi raka, oče je že dve desetletji rakov bolnik. Tudi drugi družinski člani so se spopadali s to boleznijo. Jasno je, da gre za enega največjih zdravstvenih izzivov sodobne družbe.
Rak ni ena bolezen, temveč množica bolezni. Mi se ukvarjamo z njegovim izvorom – s poškodbami DNK, ki pa so skupne prav vsem vrstam raka. Če te procese upočasnimo ali preprečimo, lahko nastanek raka odložimo za leta ali desetletja, kar je za kakovost življenja izjemen doprinos.
Ste že našli obetavne naravne spojine?
Da, število kandidatov med naravnimi spojinami narašča. A razvoj zdravil je dolg – desetletje ali več – ter izjemno drag. Zato so ti napredki počasni, a vseeno pomembni, saj bodo dobrobit prinesli na dolgi rok.
"Mamo sem izgubil zaradi raka, oče je že dve desetletji rakov bolnik. Tudi drugi družinski člani so se spopadali s to boleznijo. Jasno je, da gre za enega največjih zdravstvenih izzivov sodobne družbe."
Na kakšne baze naravnih spojin se opirate?
Pretežno na baze zdravilnih rastlin in njihovih aktivnih sestavin.
Ljudje so pogosto skeptični do prehranskih dopolnil, deloma najbrž tudi zaradi poplave komercialnih izdelkov brez resnih raziskav. Ali mislite, da bi ljudje zaupali znanstveno potrjenemu prehranskemu dopolnilu, ki bi pomagalo pri preprečevanju raka?
Trg prehranskih dopolnil je res manj reguliran kot trg zdravil, prav zato so izdelki dostopni ne le v lekarnah, temveč tudi v trgovinah. Res je, da veliko naredimo že z uravnoteženo prehrano, z uživanjem veliko svežega sadja, zelenjave, je pa pozimi smiselno poseči po kakšnem dopolnilu – sam tako jemljem vitamin D v sezoni gripe in določena prehranska dopolnila za pomoč imunskemu sistemu.
Pretiravanje pa ni dobro. Paracelsus je lepo povedal: "Vse je strup, toda šele z ustrezno dozo."
Vaše raziskave segajo tudi v področje mRNA cepiv. Eden vaših člankov je pristal celo na naslovnici revije Nature Reviews Chemistry. O čem govori?
Skupaj z doktorskim študentom Tristanom Kovačičem, prof. Peerom in drugimi domačimi ter tujimi sodelavci smo opisali lipidne nanodelce – dostavne sisteme za mRNA cepiva. Poudarili smo, da nekateri lipidi znotraj njih kemijsko reagirajo z mRNA in jo poškodujejo, kar zmanjšuje učinkovitost in lahko tudi varnost cepiv. Predlagali smo tudi načine, kako te procese spremljati in zavirati, da bi bila cepiva še učinkovitejša, varnejša in cenejša.
Raje imam Lepo BRENO kot pa tega brena
Spoštovanje in še veliko uspehov želim. Sam sem bil v OŠ državni kemijski viceprvak. Diplomo mi je potem podelila prof. Aleksandra Kornhauser osebno. Danes nisem niti blizu kemijskim vodam.
če se maš za balkanca te bodo tko tudi obravnaval pika amen! Ko pa pri sebi razcistiš eee pol se pa zadeva spremeni! Je pa na zalost res, da se nas Slovence vidi ze na deleč v mnozici ljudi kam… ...prikaži večkam spadamo.....tezko najdes bolj nekulturen narod od nas! Reklamna majca,reklamna kapca in stil vidite me jst sm najbolsi in postavite mi rdeco preprogo!