Κατά κάποιον τρόπο θα μπορούσα να τον αποκαλέσω και «συνάδελφο», αφού ο καθηγητής θεωρητικής χημείας στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης Gunnar von Heijne ξεκίνησε την επαγγελματική του ζωή έχοντας το ένα πόδι στην δημοσιογραφία και το άλλο στην έρευνα. Μετά τη μεταδιδακτορική του θητεία στις ΗΠΑ πέρασε 3 χρόνια μοιράζοντας τον χρόνο του μεταξύ της έρευνας και του εθνικού σουηδικού ραδιοφώνου ως επιστημονικός ανταποκριτής μερικής απασχόλησης.
Ωστόσο, όταν ήρθε η ώρα να επιλέξει μεταξύ των δυο, η επιθυμία του να εμβαθύνει στην έρευνα επικράτησε της επιθυμίας του να επικοινωνήσει την επιστήμη. Και, όπως ο ίδιος λέει, «τα επιστημονικά άρθρα έχουν πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από ένα ραδιοφωνικό πρόγραμμα».
Περιμένοντάς τον στον κήπο του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών διαβάζω στο βιογραφικό του πως η καριέρα του στην έρευνα έχει συνοδευτεί από σημαντικές αρμοδιότητες. Μεταξύ άλλων, από το 2016 έως το 2021 διηύθυνε το Εθνικό Κέντρο Cryo-EM στο SciLifeLab, που είναι το κορυφαίο σουηδικό ινστιτούτο για τις μοριακές βιοεπιστήμες, ενώ ήταν καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης.
Ο Gunnar von Heijne έχει αναγνωριστεί με πολλά βραβεία και διακρίσεις, ενώ είναι εκλεγμένο μέλος της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών, της Academia Europaea και της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Μηχανικών Επιστημών.
Ο ίδιος, εκτός από τον χρόνο που έχει αφιερώσει στην έρευνα, έχει ξοδέψει και 19 χρόνια στην Επιτροπή για το Νόμπελ Χημείας, σε διάφορες θέσεις ως μέλος, πρόεδρος και τελευταία ως γραμματέας. Πριν 3 χρόνια ολοκλήρωσε τη θητεία του καθώς ‘πάτησε’ τα 70 που είναι και το όριο ηλικίας για συμμετοχή στην Επιτροπή για το Νόμπελ.
Ο καθηγητής βγαίνει από την αίθουσα όπου έχει μόλις ολοκληρώσει μια διάλεξη στο πλαίσιο ενός workshop για ερευνητές με τίτλο: «Folding and misfolding of soluble and integral membrane proteins» (δίπλωμα και κακή αναδίπλωση διαλυτών και ενσωματωμένων μεμβρανικών πρωτεϊνών) και έρχεται προς το μέρος μου.
Είναι ψηλός, λεπτός, χαμογελαστός και πολύ cool και μιλάει για πρώτη φορά σε ελληνικό μέσο.
Και η συζήτηση ξεκινάει φυσικά από το Νόμπελ…
Πώς επιλέγονται οι Νομπελίστες;
Ρωτάω τον διακεκριμένο επιστήμονα να μου πει τι σημαίνει να έχει κάποιος λόγο στην επιλογή των Νομπελιστών: «Δεν ξέρω αν είναι ένα βαρύ καθήκον, το σίγουρο είναι πως απορροφά αρκετό χρόνο. Τα μέλη της Επιτροπής συναντώνται μία φορά το μήνα, όλο τον χρόνο, ενώ μεταξύ των συναντήσεων έχουν πολλή δουλειά διαβάζοντας και γράφοντας αναφορές», μου λέει και συνεχίζει να περιγράφει την διαδικασία:
«Πρόκειται για μια κυκλικά επαναλαμβανόμενη διαδικασία, η οποία ξεκινά κάθε φθινόπωρο με την αποστολή από την Επιτροπή περίπου 3.000-4.000 επιστολών/προσκλήσεων σε επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένων προηγούμενων Νομπελιστών/στριών, και σε επιστημονικούς φορείς σε όλο τον κόσμο, για να υποδείξουν μέχρι την 1η Φεβρουαρίου τους υποψηφίους/φιες για το βραβείο του επόμενου έτους που εκείνοι θεωρούν κατάλληλους/ες. Από τον Φεβρουάριο και μέχρι το τέλος της άνοιξης η Επιτροπή εξετάζει τις προτάσεις με τη συνδρομή εμπειρογνωμόνων για να καταλήξει σε μια αρχική λίστα με 4, 5 ή 6 κορυφαίες επιλογές, πράγμα που συχνά δεν είναι πολύ εύκολο. Το καλοκαίρι γίνεται μια τελική συζήτηση και στη συνέχεια η Επιτροπή ψηφίζει τη λίστα και συντάσσει μια έκθεση. Η 7μελής έως 9μελής συνήθως Επιτροπή ξανασυναντιέται στο τέλος του καλοκαιριού και υποβάλει μια τελική πρόταση στη Σουηδική Βασιλική Ακαδημία των Επιστημών. Την πρώτη εβδομάδα του Οκτωβρίου η ολομέλεια της Ακαδημίας συγκεντρώνεται πρωί, κεκλεισμένων των θυρών, ψηφίζει για το βραβείο και το ανακοινώνει μέσα στην επόμενη ώρα».
Υπάρχουν πέντε Επιτροπές (όργανα εργασίας), μία για κάθε βραβείο Νόμπελ. Δύο από αυτές για τη φυσική και τη χημεία, καθώς και η Επιτροπή για τα οικονομικά, βρίσκονται στη Σουηδική Βασιλική Ακαδημία των Επιστημών. Η Επιτροπή Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής βρίσκεται στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα και η Επιτροπή Νόμπελ Λογοτεχνίας στη Σουηδική Ακαδημία. Η πέμπτη Επιτροπή για την ειρήνη είναι η Νορβηγική Επιτροπή Νόμπελ στο Όσλο και λειτουργεί υπό διαφορετικό καθεστώς. Όσο για το αρχείο με τις λίστες των υποψηφίων και τις σχετικές εκθέσεις, το οποίο είναι πολύ μεγάλο, παραμένει μυστικό για 50 χρόνια!
Σε μας που τα ζούμε απέξω, όλα αυτά μπορεί να φαντάζουν μαγικά, αλλά για τα μέλη των επιτροπών είναι μια ρουτίνα-ακόμη και αν είναι ξεχωριστή. Ωστόσο, αναρωτιέμαι αν υπήρξε ποτέ στιγμή που ο καθηγητής, ως μέλος της Επιτροπής, αισθάνθηκε πως κάποιος/α επιστήμονας αδικήθηκε, πώς άξιζε ίσως ένα βραβείο Νόμπελ το οποίο ποτέ δεν πήρε:
«Πάντα μετά την απονομή γίνονται διάφορα σχόλια όπως: «γιατί δόθηκαν στον έναν ή γιατί δεν συμπεριλήφθηκε και κάποιος άλλος», κλπ.. αλλά δεν υπάρχει επίσημη απάντηση σε αυτό το «γιατί». Η ίδια διαδικασία ακολουθείται κατά γράμμα τα τελευταία 50 χρόνια. Θα ήταν ένα μεγάλο σφάλμα αν η Επιτροπή «έχανε» μια σημαντική συνεισφορά δηλαδή, αν ποτέ δεν ακούσει για αυτήν σε ολόκληρη την διαδικασία. Ευτυχώς, τουλάχιστον κατά τη δική μου θητεία δεν συνέβη ποτέ».
Δεν υπάρχει ζωή χωρίς μεμβράνες
Πίσω στην έρευνα, μια από τις βασικές επιδιώξεις του καθηγητή, που είναι ένας από τους Σουηδούς επιστήμονες με τις περισσότερες αναφορές στους τομείς της βιοχημείας και της μοριακής βιολογίας, είναι διαχρονικά η πλήρης κατανόηση των μεμβρανικών πρωτεϊνών, που αποτελούν το 1/3 όλων των πρωτεϊνών ενός κυττάρου. Μάλιστα, ο ίδιος το 2008 απέσπασε από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας την υψηλού κύρους χρηματοδότηση Advanced Grant (ύψους 2 εκατ. ευρώ) για να μελετήσει πώς οι πρωτεΐνες της μεμβράνης αναδιπλώνονται για να σχηματίσουν την τελική τρισδιάστατη δομή τους.
«Εάν δεν υπήρχαν πρωτεΐνες στη μεμβράνη το κύτταρο εκτός από απροστάτευτο, θα ήταν πολύ απομονωμένο, καθώς τις χρησιμοποιεί για να επικοινωνεί με το περιβάλλον του, για να προσλαμβάνει θρεπτικά συστατικά και άλλα μόρια από το εξωκυτταρικό περιβάλλον, αλλά και για να απεκκρίνει ουσίες και μόρια», λέει ο καθηγητής von Heijne, ο οποίος για πολλά χρόνια ηγήθηκε του Κέντρου Έρευνας Βιομεμβρανών στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης, προσομοιάζοντας τις πρωτεΐνες με μια πύλη ανταλλαγής πληροφοριών και θρεπτικών ουσιών από και προς το κύτταρο.
Συμπληρώνει δε, πως πάντα πλανιέται το ερώτημα αν προϋπήρχαν αυτο-αντιγραφόμενα (self-repilicated) συστήματα τα οποία κλείστηκαν σε μια μεμβράνη ή αν οι μεμβράνες δημιούργησαν τις προϋποθέσεις για τη λειτουργία των αυτό-αντιγραφόμενων συστημάτων κατά την απαρχή εμφάνισης της ζωής. «Το σίγουρο είναι πάντως πως χωρίς μεμβράνες δεν θα υπήρχε ζωή όπως τη ξέρουμε», εκτιμά, ορίζοντας ως αυτο-αντιγραφή ως οποιαδήποτε συμπεριφορά ενός δυναμικού συστήματος που οδηγεί στην κατασκευή ενός πανομοιότυπου αντιγράφου του εαυτού του (π.χ. το DNA αντιγράφεται, οι ιοί μπορούν να αναπαραχθούν κοκ).
Τετ α τετ με τις μεμβρανικές πρωτεΐνες
Ο Σουηδός επιστήμονας αναφέρει πως ‘συναντήθηκε’ με τις μεμβρανικές πρωτεΐνες τυχαία κατά τη διάρκεια του διδακτορικού του όταν γράφτηκε συνδρομητής σε ένα μηνιαίο δημοφιλές Γαλλικό επιστημονικό περιοδικό, το La Recherche. Εκεί είδε μια γελοιογραφία όπου αλληλεπιδρούσαν μια πρωτεϊνική αλυσίδα και μια κυτταρική μεμβράνη, η οποία τράβηξε την προσοχή του.
Για να μελετήσει τις μεμβρανικές πρωτεΐνες, ο Von Heijne ‘παντρεύει’ επιτυχώς θεωρητικές μεθόδους με πειραματικές μελέτες. Έτσι έχει αναπτύξει για παράδειγμα ένα λογισμικό για την πρόβλεψη των αποκαλούμενων «πεπτιδίων σήματος» των πρωτεϊνών (βραχέα πεπτίδια από 16-30 αμινοξέα που καθοδηγούν τις νεοσυντιθέμενες πρωτεΐνες στο σημείο απέκκρισης της μεμβράνης) το οποίο εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε πειραματικές εργαστηριακές μελέτες για την επιβεβαίωση προγνωστικών μοντέλων. Σήμερα παραδέχεται πως οι επιστήμονες «διαθέτουν πια τα απαραίτητα ‘εργαλεία’ με τα οποία μπορούν να προβλέψουν όχι μόνο απλά μόρια, όπως τα πεπτίδια σήματος, αλλά στην πραγματικότητα την πλήρη τρισδιάστατη δομή των πρωτεϊνών».
Η έρευνα του καθηγητή για τις μεμβρανικές πρωτεΐνες έχει βρει εφαρμογές στην αναγνώριση φαρμακευτικών ‘στόχων’ και σε μελέτες δομής-λειτουργίας ιατρικά σημαντικών μεμβρανικών πρωτεϊνών. Γενικότερα, η εργασία του έχει αναδείξει τον κομβικό ρόλο των θετικά φορτισμένων αμινοξέων ως καθοριστικών παραγόντων της τοπολογίας πρωτεϊνών της μεμβράνης (καθώς μερικές πρωτεΐνες προσδένονται στην µεμβράνη µε ιοντικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ αµινοξέων), έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων θεωρητικών μεθόδων για την πρόβλεψη διαμεμβρανικών τμημάτων και έχει «φωτίσει» πολλές πτυχές στη συναρμολόγηση των μεμβρανικών πρωτεϊνών τόσο σε προκαρυωτικά όσο και σε ευκαρυωτικά κύτταρα.
Χαμένοι στη…συμμετάφραση
Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από μακριές αλυσίδες αμινοξέων που «χτίζονται» στα «εργοστάσια» πρωτεϊνών του κυττάρου, δηλαδή στα ριβοσώματα. Η σειρά με την οποία τοποθετούνται τα αμινοξέα στην αλυσίδα καθορίζεται από το DNA του κάθε οργανισμού. Στη συνέχεια, καθώς η αλυσίδα αμινοξέων αναδιπλώνεται στον χώρο, η πρωτεΐνη αναλαμβάνει καθορισμένη λειτουργία, αλλά αν κάτι πάει στραβά, μπορεί να μην αναδιπλωθεί σωστά ή να σχηματίσει συσσωματώματα. Αυτή η λανθασμένη αναδίπλωση ενοχοποιείται για πολλές ασθένειες, όπως το Αλτσχάιμερ, το Πάρκινσον και ορισμένες μορφές καρκίνου.
Τα τελευταία πενήντα χρόνια οι ερευνητές προσπαθούν να κατανοήσουν τι ελέγχει τη διαδικασία αναδίπλωσης. Ανάμεσά τους είναι και ο Σουηδός επιστήμονας, ο οποίος έχει σταματήσει τη θεωρητική δουλειά στο εργαστήριο και ασχολείται πλέον μόνο με πειραματικές μελέτες.
Στην αναδίπλωση των πρωτεϊνών αναφέρθηκε και κατά τη διάλεξή του με τίτλο: «Co-transnational protein folding»(σε ελεύθερη απόδοση= συμμεταφραστική πρωτεϊνική αναδίπλωση) στο ΕΙΕ. Το workshop έλαβε χώρα στο πλαίσιο του χρηματοδοτούμενου με 1,5 εκατομμύρια ευρώ έργου «Twinning for Excellence in Research, Training and Innovation in Protein Misfolding Diseases»-Twin4Promis (αδελφοποίηση για την έρευνα, την κατάρτιση και την καινοτομία για ασθένειες που οφείλονται σε προβληματική αναδίπλωση πρωτεϊνών). Το Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών είναι ο συντονιστής-φορέας του έργου «Twin4Promis», που ξεκίνησε τον Νοέμβριο του 2022 με συνεργαζόμενους εταίρους το Centre for Misfolding Diseases του Πανεπιστημίου Κέιμπριτζ στη Μεγάλη Βρετανία, το VIB-KU Leuven Center for Brain and Disease Research στο Βέλγιο, και το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης στη Δανία.
Ο καθηγητής περιγράφει πως καθώς συντίθεται η πολυπεπτιδική αλυσίδα με την προσθήκη των αμινοξέων, εξωθείται από το ριβόσωμα μέσω μιας μακράς «σήραγγας εξόδου» που της προσφέρει προστασία στα πρώτα στάδια της σύνθεσης. Μια μακροχρόνια πεποίθηση ήταν πως η νεοσυντιθέμενη πρωτεΐνη δεν μπορεί να αναδιπλωθεί μέσα στη σήραγγα εξόδου επειδή είναι πολύ στενή και πως η πρωτεΐνη αρχίζει να αποκτά τη διαμόρφωσή της όταν έχει βγει για τα καλά από αυτή. Σε αυτή τη φάση, τα μη αναδιπλωμένα πολυπεπτίδια μπορεί να έχουν εκτεθειμένα πολύ περισσότερα υδρόφοβα αμινοξέα εύκολα να δημιουργήσουν συσσωματώματα.
«Διαπιστώνουμε τώρα ότι η αναδίπλωση των πρωτεϊνών λαμβάνει χώρα ταυτόχρονα με τη μετάφρασή τους. Πρόκειται δηλαδή για μια συμμεταφραστική διαδικασία, κατά την οποία η πρωτεΐνη αρχίζει να λαμβάνει την τρισδιάστατη δομή της ενώ βρίσκεται ακόμη μέσα στη σήραγγα εξόδου. Εμείς μελετάμε το πού και το πότε αναδιπλώνονται οι πρωτεΐνες καθώς εξέρχονται από το ριβόσωμα ή και όταν είναι ακόμη μέσα σε αυτό», λέει ο von Heijne.
Η συμμεταφραστική διαδικασία λειτουργεί και για τις ενσωματωμένες μεμβρανικές πρωτεΐνες, τις οποίες μελετά ο καθηγητής. Ο ίδιος διερευνά τον μηχανισμό διαμεμβρανικών καναλιών που εμπλέκονται τόσο στη μετακίνηση των νεοσυντιθέμενων πρωτεϊνών κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης όσο και των ελκτικών δυνάμεων που ασκούνται κατά την ενσωμάτωση αυτών στη μεμβράνη.
Οι ατυχείς στιγμές των Νομπελιστών/στριων
Η ώρα όμως περνά και ο καθηγητής πρέπει να επιστρέψει στην αίθουσα. Λίγο πριν τον αφήσω του λέω φωναχτά αυτό που σκέφτομαι, δηλαδή πως συνηθίζουμε να αντιμετωπίζουμε τους Νομπελίστες/στριες ως «αυθεντίες», ως «φωτεινά μυαλά» που «ταρακουνούν» τον κόσμο με την έρευνά τους και τον προχωρούν ακόμη ένα βήμα μπροστά και που όσα λένε και πράττουν δεν επιδέχονται αμφισβήτηση. Ωστόσο υπάρχουν φορές που και οι Νομπελίστες πέφτουν σε ‘παραπτώματα’.
Ποιος δεν θυμάται τον διάσημο ιολόγο Λικ Μοντανιέ και Νομπελίστα Ιατρικής το 2008 για την ανακάλυψη του ιού του AIDS που αμφισβήτησε την προέλευση της Covid-19 και τα εμβόλια, πυροδοτώντας εν μέσω πανδημίας μια εκρηκτική διαμάχη στην επιστημονική κοινότητα και διχάζοντας την κοινή γνώμη ή τον “πατέρα του DNA” James Watson με τις εκρηκτικές δηλώσεις του για την σχέση μεταξύ ανθρώπινης φυλής και νοημοσύνης που τού στέρησαν τους τιμητικούς τίτλους από το Cold Spring Harbor Laboratory.
«Δεν νομίζω ότι το σύστημα απονομής των βραβείων Νόμπελ μπορεί να κάνει και πολλά για αυτό. Πάντα θα υπάρχουν βραβευμένοι/νες με ιδιαίτερες αντιλήψεις και απόψεις. Ευτυχώς σπανίζουν. Επί της αρχής αυτό που επιβραβεύεται είναι η επιστημονική ανακάλυψη και σίγουρα δεν μπορείς να προβλέψεις τι θα πει και τι θα κάνει ένας Νομπελίστας ή μια Νομπελίστρια στο μέλλον μετά το βραβείο», απαντά ο καθηγητής.
Παραδέχεται ωστόσο ότι στο παρελθόν η Επιτροπή των Νόμπελ χρειάστηκε να πάρει δύσκολες αποφάσεις όπως στην περίπτωση του Γερμανού Φριτς Χάμπερ που τιμήθηκε το 1918 με το Νόμπελ Χημείας για την ανακάλυψη χημικών αντιδράσεων με τις οποίες παράγεται αμμωνία από αέριο άζωτο και υδρογόνο. Η μέθοδός του χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή αζωτούχων λιπασμάτων και οδήγησε σε μεγάλη αύξηση της αγροτικής παραγωγής. Όμως ήταν επίσης γνωστός ως «ο πατέρας του χημικού πολέμου» κατά τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο και ως Γερμανός πατριώτης, ηγήθηκε της πρώτης μεγάλης επίθεσης με αέριο χλώριο, κατά την οποία σκοτώθηκαν χιλιάδες στρατιώτες των Συμμάχων στο Βέλγιο το 1915. «Αν τον ρωτούσες γιατί το έκανε θα σου είχε πως του το ζήτησε η πατρίδα του να το κάνει!», σχολιάζει ο καθηγητής von Heijne
