Dr. Lorena Manzanares Palenzuela je na VŠCHT Praha druhou řešitelkou prestižního grantu Marie Skłodowska Curie - Individual Fellowship (MSCA) financovaného z Evropského rámcového programu pro výzkum a inovace, Horizont 2020. Vzhledem k nízké míře úspěšnosti v tomto programu získalo na českých institucích tento typ grantu pouze 25 výzkumníků (v období 2014-2019). Loreně byla udělena podpora pro dvouletý projekt s názvem “Black phosphorus quantum dots as fluorescent nanosensing platforms for detecting unauthorised genetically modified material”.
Jak ses dostala k výzkumu?
Svoji výzkumnou kariéru jsem začala již na Venezuelském vědecko-výzkumném institutu, kde mě poprvé zaujala oblast molekulární genetiky. Molekulární biologie nadále zůstala předmětem mého zájmu během magisterského studia na Madridské univerzitě (Universidad Complutense de Madrid), kde jsem později také získala doktorský titul.
Když jsi o grant žádala, byla jsi už zaměstnaná na VŠCHT Praha.
Ano, vedoucího skupiny, prof. Martina Pumeru, jsme potkala na konferenci a následně mě pozval do jeho skupiny Pokročilých funkčních nanorobotů na Ústavu anorganické chemie VŠCHT Praha. V této laboratoři jsem ocenila zejména špičkové vybavení. V době podávání žádosti o MSCA grant musí žadatel splnit tzv. „podmínku mobility“, tedy nesmí pobývat déle než 365 dní na území státu, ve kterém se nachází jeho hostitelská instituce. Já jsem o grant požádala krátce po mém příchodu na VŠCHT a vyšlo to.
Můžeš popsat kontext Tvého výzkumného projektu?
EU je závislá na dovozu krmiv rostlinného původu, jako je sója a sójový šrot používaných pro dobytek, prasata a drůbež. Mnohé významné exportní země jako USA, Kanada nebo Brazílie pěstují geneticky modifikované (GM) rostliny, ale v EU ctíme právo spotřebitelů vybrat si mezi geneticky upravenými a tradičně pěstovanými plodinami, a proto zde platí přísná pravidla na dovoz GM materiálu: autorizované GM produkty mohou na náš trh vstupovat, ale musí být označeny, aby byl spotřebitel dobře informován. Aby tato pravidla mohla být vymáhána, je třeba dovážený materiál pravidelně kontrolovat. V mém projektu se zabývám novým přístupem provádění těchto kontrol, protože současně používaná metoda je velmi pomalá a drahá.
Asi máš na mysli PCR metodu…
Ano, polymerázová řetězová reakce. Tato technika v podstatě využívá malý úsek DNA k výrobě velkého množství jeho kopií in vitro. Jakmile je DNA úsek dané potraviny namnožen, je možné snadno otestovat přítomnost geneticky modifikovaného DNA. Ačkoliv je to významná metoda, má své nevýhody a může vést ke zkresleným výsledkům. Navíc je poměrně náročná na provedení, což je důvod proč testování provádí pouze specializované laboratoře.
Mohou nanomateriály nabídnout lepší řešení?
Nanomateriály vykazují optické a elektronické vlastnosti, které mohou zásadně ovlivnit způsob detekce DNA, takže věřím, že ano. V mém výzkumu se zaměřuji na nově vyvíjené materiály a jejich schopnost sloužit jako výkonný systém testování DNA za účelem rozpoznání GM organismů v jídle, ale i pro testování DNA obecně.
Jak toto testování funguje?
Tyto materiály v podstatě dokáží na nano úrovni fungovat jako světelné spínače. Když vložíme do DNA malou molekulu, která interaguje s dvoudimenzionálními materiály a ovlivňuje jejich fluorescenční či jiné optické vlastnosti, můžeme detekovat specifickou DNA nebo její úsek. To nám umožňuje např. identifikovat geneticky modifikované nebo mutované úseky DNA (např. spojené s genetickou predispozicí k určitým onemocněním). Já aktuálně pracuji na výzkumu těchto nanosystémů pro detekci určitého DNA, které ale mohou být kromě testování potravin využity pro celou řadu dalších aplikací. Nicméně, využití v biomedicíně je stále velmi málo prozkoumáno.
To nás přivádí k interdisciplinaritě Tvého výzkumu…
Oblast nano-biosensorů vyžaduje mezioborový přístup, což je důvod, proč pracuji ve skupině, která má zkušenosti se syntézou a charakterizací vícevrstvých materiálů. Má vědecká specializace v oblasti farmacie mě přivedla k tématu geneticky modifikovaných materiálů, kde propojuji oblast výzkumu materiálů s molekulární biologií.
Vzhledem k tomu, že se Tvůj projekt pomalu blíží ke konci, jak bys jej zhodnotila?
Tento projekt mi umožnil seznámit se s velmi zajímavými vlastnostmi nanomateriálů pro detekci mutací v DNA. Kromě optimalizace těchto optických systémů pro geneticky modifikované potraviny, což je poměrně komplexní téma, které jsem nedokázala úplně vyřešit, jsem prozkoumala oblast detekce genů spojených s onemocněními a nové objevy budou brzy publikovány. Díky nim jsem si rozšířila svoje výzkumné zájmy, kterým bych se ráda i nadále věnovala. V rámci projektu již vyšly tři publikace, nicméně, to není to, co považuji za největší úspěch. Naučila jsem se hodně nového, nejen vědecky, ale i lidsky, díky interakci s kolegy v rámci výzkumné skupiny i díky networkingu na mezinárodní úrovni. Závěrem tedy můžu říct, že díky fellowshipu jsem mohla vyrůst po vědecké i lidské stránce.
Tento článek vznikl za podpory projektu č. LTI17009 (MŠMT INTER-INFORM) a projektu č. 795347 (EU Horizon 2020)