Pavel Doležal je biolog. 
Na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy vede skupinu Mechanismy transportu proteinů přes mitochondriální a bakteriální membrány. Jeho výzkum se zaměřuje na biogenezi mitochondrií, zejména na vznik, evoluci a regulaci přenosu proteinů do organel, které jsou klíčové pro energetický metabolismus a programovanou buněčnou smrt. V akademickém roce 2023/2024 vyjel jako stipendista Fulbrightova programu na California Institute of Technology. Co si z pětiměsíčního pobytu na špičkovém vědeckém pracovišti odvezl zpět domů? „Především jiný pohled na organizaci projektů a týmovou práci. Snažím se, aby moji studenti měli větší autonomii a zodpovědnost za své projekty. Chci, aby každý z nich měl pocit, že jeho práce je smysluplná a že je skutečným tvůrcem svého výzkumu.“
Rozhovor s Pavlem Doležalem vznikl ve spolupráci s Ladislavem Loukotou ze stránky Vědátor a je čtyřicátým třetím dílem seriálu příběhů k 30. výročí Fulbrightovy komise. Videozáznamy najdete začátkem každého měsíce na našem YouTube kanále a Facebooku. Koncem týdne Vám přinášíme textovou verzi rozhovorů zde na blogu.
Co přesně zkoumáte ve vaší výzkumné skupině?
U nás zkoumáme jednobuněčné eukaryotické organismy, tzv. prvoky. Možná si je mnozí pamatují z hodin biologie na základní škole. Na první pohled mohou působit jednoduše a nenápadně, ale ve skutečnosti skrývají fascinující biologické procesy.
Jednobuněční eukaryoti mají buňky velmi podobné těm našim, lidským. Nejsou to bakterie, ale buňky s jádrem a dalšími organelami. Zkoumáme je ze dvou hlavních důvodů. První je medicínský – mnoho z těchto organismů způsobuje závažná onemocnění, například Giardia intestinalis, která je jedním z nejčastějších střevních parazitů na světě.
Druhý důvod je evoluční. Jednobuněční eukaryoti jsou skvělým modelem pro studium základních biologických procesů, které probíhají i v našich buňkách, ale jsou u nich mnohem jednodušší na pozorování a zkoumání. Týká se to například tvorby organel, transportu proteinů nebo způsobu, jakým buňky reagují na změny v prostředí.
Co konkrétně zkoumáte na Giardia intestinalis?
Giardia intestinalis je fascinující organismus a také jeden z nejrozšířenějších střevních parazitů člověka. Ročně jím onemocní miliony lidí po celém světě. I když infekce není smrtelná, zásadně ovlivňuje kvalitu života nakažených.
Zaměřujeme se na několik klíčových aspektů tohoto parazita. Prvním je proces tvorby tzv. cysty, což je stádium, které umožňuje parazitovi přežít mimo lidské tělo a infikovat dalšího hostitele. Zkoumáme proteiny, které syntetizují cukerný obal cysty. Tento obal hraje roli nejen v přežití parazita, ale také ve způsobu, jakým naše imunitní systém reaguje na infekci.
Dalším tématem je metabolismus giardie. Snažíme se pochopit, jak některé enzymy fungují, jaké kofaktory potřebují k aktivitě a proč je tento parazit citlivý na určité typy antibiotik. Nedávno se nám podařilo zavést CRISPR-Cas9 do genomu giardií, což nám umožňuje přesně vypínat a upravovat jednotlivé geny.
.jpg)
Jakým způsobem používáte technologii CRISPR-Cas9 ve svém výzkumu?
CRISPR-Cas9 je revoluční nástroj pro genetické úpravy, který nám umožňuje cíleně vypínat konkrétní geny v buňkách giardií. Díky této metodě můžeme přesně určit, jakou funkci daný gen má, a jak jeho absence ovlivňuje fungování celé buňky.
Zajímavé je, že giardia má od každého genu čtyři kopie, což původně představovalo komplikaci. Nicméně zjistili jsme, že CRISPR-Cas9 v těchto buňkách funguje překvapivě efektivně a umožňuje nám vypnout všechny čtyři kopie genu najednou. To nám otevřelo dveře k funkcím genů, které dosud zůstávaly neznámé.
Nyní se zaměřujeme na geny spojené s metabolismem, tvorbou cyst a dalšími klíčovými procesy.
Evoluce mitochondrií je další klíčové téma vašeho výzkumu. Co vás na nich zajímá?
Evoluce mitochondrií je fascinující příběh, který sahá až ke kořenům eukaryotického života. Mitochondrie byla původně bakterie, která byla pohlcena jiným organismem, a postupně se stala nepostradatelnou součástí buňky.
My se zaměřujeme na mitochondrie právě těch „primitivních“ jednobuněčných eukaryot, jako je giardia. Tyto organismy si zachovaly některé původní rysy mitochondrií, které už v našich buňkách dávno zanikly nebo se transformovaly.
Sledujeme, jak mitochondrie importují proteiny, jak komunikují se zbytkem buňky, jak se dělí a jak reagují na změny v prostředí. Tyto poznatky nám umožňují lépe pochopit, jak se mitochondrie vyvinuly a jak fungují v komplexních organismech, jako jsme my.
Jak vypadá jeden konkrétní projekt ve vaší laboratoři? Jak dlouho trvá a kolik lidí na něm pracuje?
Každý projekt je trochu jiný, ale obecně můžeme říct, že jeden takový projekt trvá několik let. První krok je nápad – dobře formulovaná vědecká otázka. Pak následuje příprava experimentů, genetických konstrukcí a kultivace buněk.
Například pokud chceme zjistit funkci konkrétního genu, musíme vytvořit mutantní linii buňky, kde je tento gen vypnutý. To může trvat několik měsíců. Následuje fáze pozorování a analýzy – zkoumáme, jak se buňky bez tohoto genu chovají, jaké proteiny produkují a jaké procesy jsou ovlivněny.
Každý doktorand má svůj vlastní projekt, ale zároveň spolupracuje s ostatními členy týmu. Specializované techniky a zkušenosti se sdílí napříč týmem.
.jpg)
Jak jste se dostal k vědě a co vás na ní nejvíc baví?
Moje cesta k vědě nebyla úplně přímočará. Na střední škole mě inspiroval profesor biologie, který mi ukázal, že věda je o hledání odpovědí na otázky a objevování nových věcí.
Pokračoval jsem ve studiu na Karlově univerzitě, kde jsem také získal doktorát. Poté jsem strávil tři roky na postdoktorandském pobytu v Melbourne, kde jsem se zaměřoval na jinou oblast výzkumu.
Věda mě baví, protože je kreativní. Každý den se setkáváme s novými otázkami, a i když jsou výsledky často malé krůčky, občas přijde velký objev, který stojí za to.
Jak jste prožil svůj Fulbrightův pobyt a co vám přinesl?
Můj Fulbrightův pobyt probíhal na Caltechu v Kalifornii, což je jedno z nejprestižnějších vědeckých pracovišť na světě. Už samotné prostředí bylo neuvěřitelně inspirativní – potkáváte tam lidi, kteří mají Nobelovy ceny, a přitom stále chodí na semináře svých studentů. Ta otevřenost, rovnost a soustředění na vědu bylo něco, co mě hluboce oslovilo.
Záměrně jsem si vybral laboratoř, která se věnovala strukturní biologii, což je oblast, se kterou jsem předtím neměl tolik zkušeností. Chtěl jsem si zkusit něco nového, vystoupit ze své komfortní zóny. Bylo to náročné, ale obohacující.
Co si z toho pobytu nejvíce odnáším, je přístup k práci. V USA jsem viděl, jak obrovský důraz se klade na fokus na konkrétní cíl. U nás máme tendenci rozšiřovat si záběr, studovat všechno možné, ale občas se ztrácíme v detailech. Tam je věda mnohem víc zaměřená na konkrétní mechanizmy, a to je něco, co se snažím přenést zpět do svého týmu.
Dalším důležitým poznatkem byla kultura vědeckého prostředí. Vědci si tam vzájemně pomáhají, jsou otevření kritice a sdílení nápadů. Nehraje se tam na tituly a pozice. Profesor s desítkami ocenění klidně diskutuje s doktorandem na stejné úrovni.
Z praktického hlediska jsem si také uvědomil, jak je v USA důležitá stabilita financování vědy. Zatímco u nás vědci často řeší, jestli na další grant dosáhnou, v Americe mají mnohem lepší možnosti dlouhodobého plánování a větší nezávislost na byrokracii.
.jpg)
Co konkrétně jste si přivezl zpět do své laboratoře?
Především jiný pohled na organizaci projektů a týmovou práci. Snažím se, aby moji studenti měli větší autonomii a zodpovědnost za své projekty. Chci, aby každý z nich měl pocit, že jeho práce je smysluplná a že je skutečným tvůrcem svého výzkumu.
Technicky jsem si přivezl několik konkrétních metod a nástrojů, které se týkají strukturní biologie a analytických přístupů k proteinům. Ale důležitější než technické znalosti byla asi změna mentálního nastavení – být odvážnější, více se soustředit na konkrétní cíle a nebát se ptát na velké otázky.
Taky jsem si uvědomil, jak důležité je udržovat si osobní nadšení pro vědu. Vědecká kariéra může být vyčerpávající, zejména když přijde vyhoření nebo frustrace z administrativy. Fulbright mi dal čas a prostor znovu si připomenout, proč vědu dělám a co mě na ní baví.
.jpg)
Co byste doporučil ostatním, kteří zvažují Fulbrightův pobyt?
Rozhodně do toho jděte, ale s jasným cílem. Nesnažte se jen replikovat to, co už znáte. Fulbright je ideální příležitostí prozkoumat něco nového, třeba i mimo vaši hlavní specializaci.
Nebojte se vystoupit z komfortní zóny, i když to může být nepříjemné. Přínos není jen v nových technikách nebo datech, ale hlavně v novém pohledu na vaši práci a váš vlastní přístup k vědě.
A ještě jedna praktická rada – Fulbright je jedním z nejméně byrokratických programů, které znám. Máte skvělou podporu od českého Fulbrightova týmu a na místě v USA je to hodně o svobodě a důvěře ve váš záměr.
Jestli někdo cítí, že mu dochází vědecká energie nebo inspirace, Fulbright je skvělý restart.
.jpg)
Přišel čas na naši tradiční závěrečnou otázku – co by z vašich témat podle vás měl každý člověk vědět?
Mě přijdou nejdůležitější ani ne tak nějaká konkrétní fakta, jako spíše to, že je důležité, aby lidi se starali o svoji kreativitu. Aby si našli, co je baví, aby naopak nebyli nešťastní z toho, že jim něco nejde – ale aby se starali o to, co jim jde a co je baví. Protože to je to, co je může naplňovat a hlavně pak také můžou někomu něco přinést.
Myslím si, že na Americe je dobré, že se tam opravdu pěstuje talent a schopní lidé jsou o něco víc podporováni. Proto bych všem přál, aby dělali to, co je baví – a aby se snažili klást důraz na to být pozitivní.
.jpg)