Proteinový vědec Jan Velecký: Strojové učení může zazářit tam, kde už lidská představivost nestačí
Jan Velecký je výzkumník z centra RECETOX. Ve své disertační práci se zabývá metodami strojového učení pro proteinové inženýrství.
Po absolvování magisterského studia v Brazílii chtěla Marina Grossi pokračovat v doktorském studiu. A zcela náhodou na Linkedinu objevila nabídku doktorského studia na RECETOXu. V Brně už Marina žije tři roky. V současné době ji ale v jihomoravské metropoli nepotkáte, protože je na pracovní stáži v Evropském úřadě pro bezpečnost potravin (EFSA) v italské Parmě. Marina byla vybrána na stáž u Chief Scientist Office (CSO), která zajišťuje vědecké vedení a expertízu pro celý úřad.
Marino, odkud jsi? A kde jsi se dozvěděla o RECETOXU?
Pocházím z Brazílie, z Belo Horizonte ve státě Minas Gerais, a během svého magisterského studia jsem se zaměřila na nové terapeutické strategie a hledání časných biomarkerů pro nefrotoxické sloučeniny vyvolané léky. V rámci doktorského studia jsem chtěla studovat v zahraničí, abych získala mezinárodní zkušenosti. Když jsem hledala různé možnosti, našla jsem nabídku doktorandského místa na RECETOXu, kterou sdílel jeden z mých profesorů. Líbila se mi, a tak jsem poslal e-mail docentu Pavlu Babicovi z RECETOXu, který je mým současným školitelem, prošla jsem přijímacím řízením a dnes jsem tady v Brně. Jsem za to moc ráda.
Byl celý proces podávání žádosti složitý?
Moc si to už nepamatuji, přece jen jsou to už tři roky. (smích) Poslala jsem svůj životopis a motivační dopis, proč jsem se rozhodla přihlásit do doktorského studia na RECETOXu. Potom mě docent Pavel Babica pozval na online pohovor. Probrali jsme spolu můj výzkumný projekt, výzkumné zájmy a proč chci pokračovat ve výzkumu v oblasti in vitro toxikologie. V té době začal tým Pavla Babici pracovat v novém mezinárodním konsorciu Oberon, což je významný evropský projekt, do kterého je zapojen RECETOX a další univerzity a výzkumná centra, a nabídl mi, abych se stala součástí Oberonu. Navíc se projekt zabývá rolí endokrinních disruptorů při vzniku metabolických onemocnění, což je jeden z mých výzkumných zájmů, takže se to hezky spojilo.
A teď jsi v Brně! Znala jsi Brno před doktorátem?
Ne, o městě jsem před podáním přihlášky neslyšela. (smích)
Takže úplně nové město? To je docela odvážné!
Děkuji. Snad i ano. Brno jsem si našla na mapách a vypadalo jako krásné město pro život. Navíc jsem hodně četla o Masarykově univerzitě a centru RECETOX a věděla jsem, že to je dobrá volba.
Když jsi přijela do České republiky, byla jsi v Evropě poprvé?
Vlastně ne. Během bakalářského studia jsem se zúčastnila programu Erasmus v Portugalsku, byla to zkušenost, která mi otevřela oči a taky důvod, proč jsem se rozhodla dělat doktorát v zahraničí.
Vraťme se k tvému výzkumu. Čím se zabýváš?
Během svého doktorského studia vyvíjím 3D model lidských jater pro zkoumání účinků farmaceutických látek nebo toxických látek známých jako disruptory endokrinního systému, které kontaminují potraviny či znečišťujících životní prostředí. Zkoumám, jak tyto látky ovlivňují rozvoj metabolických onemocnění. V týmu studujeme molekulární a buněčné děje důležité pro rozvoj chronických onemocnění jater. A já se konkrétně zabývám nealkoholickým ztučněním jater, což je stav, kdy se v játrech z různých důvodů dlouhodobě hromadí více lipidů než obvykle. To může vést k závažnějším stádiím onemocnění jater jako je fibróza, cirhóza nebo dokonce rakovina. Je neskutečně zajímavé studovat způsoby, jak mohou znečišťující látky v životním prostředí vést ke vzniku tak závažných stavů.
Proč jsi chtěla studovat právě toto téma?
Od magisterského studia v Brazílii se zajímám o vývoj metodik nových přístupů (NAM), konkrétně o studium modelů in vitro s cílem snížit počet pokusných zvířat. Jde o princip zvaný 3R: Replace, Reduce, and Refinement, což je mezinárodně uznávaný přístup k minimalizaci používání laboratorních zvířat ve výzkumu. Pokud je to možné, je žádoucí ve studiích použit alternativní modely a metody, aby se snížilo utrpení zvířat. Kromě toho víme, že zvířata nejsou zcela fyziologicky relevantními modely pro člověka a je diskutabilní používat je pro výzkumné účely v takové míře, jak se to děje v současnosti. Máme již dostatečně vyspělé technologie pro práci s buňkami a výpočetní modely, které umožňují konstruovat i 3D struktury lidských buněk a tkání. Takovéto metody a modely jsou fyziologicky relevantnější a mohou být ve srovnání se zvířecími modely více prediktivní. Tady na RECETOXu se skupina SECANTOX zaměřuje na pokročilé modely in vitro pro hodnocení účinků chemických látek a propojuje tyto účinky s nepříznivými zdravotními následky pro člověka. A to je právě moje výzkumné téma, pro které jsem se nadchla.
Pokud se můžeme vrátit k Oberonu, natočila jsi krátké video o sobě a své práci a zveřejnila ho na Twitteru. Musím říct, že to bylo skvělé! Jak jsi se k natáčení videa dostala?
Byla to výzva, kterou jsme dostali jako mladí vědci zapojení do projektu Oberon. Šlo o videa, ve kterých bychom se představili a uvedli o čem je naše výzkumná práce. Nyní dokonce plánujeme vytvořit i videa delší, která budou podrobnější a opět budou o našich výzkumných projektech. Takže… stay tune! (smích)
Na čem pracuješ v rámci projektu Oberon?
Moje práce je opět spjata s in vitro analýzou, která se zaměřuje na vývoj testovacích systémů relevantních pro člověka s cílem identifikovat endokrinní disruptory způsobující metabolické poruchy. Konkrétně pracuji s modely lidských jater, ale kolegové pracují také s jinými typy buněk, jako jsou adipocyty, buňky slinivky břišní, které kombinujeme s pokročilými "omikovými" technologiemi. Cílem projektu OBERON je vytvořit integrovanou testovací strategii (ITS), která umožní rozpoznat schopnost endokrinních disruptorů vyvolávat metabolické poruchy, a pro tento účel má být vyvinuta, zdokonalena a validována baterie různých testovacích systémů. Jedná se o konsorcium mnoha výzkumných center a univerzit v Evropě a projekt získává podporu z programu Evropské unie Horizont 2020.
A co čeština? Angličtina je jazyk vědy, na druhou stranu, pokud žiješ v Brně, asi potřebuješ i trochu češtiny.
(smích) Naštěstí na RECETOXu všichni mluví anglicky, takže není tak těžké se v pracovní době domluvit. Přesto se čeština hodí, protože ne všichni v Brně mluví anglicky. Brno je ale velmi mezinárodní a přátelské město, takže se určitě nedostávám do komunikačně nepříjemných situacích. Od svého příjezdu se učím česky, znám už i základní slovíčka a používám je. Ale abych byla upřímná, čeština není jednoduchá. A abych se v češtině zlepšila, navštěvovala jsem kurzy češtiny v Jazykovém centru Masarykovy univerzity.
Baví tě učit se nové jazyky?
Ano, baví mě to. Ale s češtinou je to poprvé, co se učím něco jazykově vzdáleného od mé rodné řeči. Angličtina byla na naučení určitě jednodušší. (smích)
Co bylo na stěhování do České republiky nejtěžší?
Byla jsem už od začátku v kontaktu s mezinárodním oddělením, Centrem pro mezinárodní spolupráci, tady na univerzitě. Pomohli mi s vyřízením víza a s hledáním prvního bydlení. Když jsem přijela, bydlela jsem nějakou dobu na koleji, abych si na život v Brně zvykla a měla čas si najít něco jiného na bydlení. Nejtěžší bylo získat vízum a každý rok ho obnovovat, protože jsem musel vyřídit spoustu papírů, ale když už to je hotové, tak to vlastně celkem i šlo.
A další výzvou je pro mě brněnská zima. (smích) Jsem ze země s velmi teplým podnebím a české zimy jsou pro mě studené.
Ale celkově jsem v Brně velmi spokojená, město je výborné a RECETOX taky.
Do Brna jsi přišla před koronavirovou pandemií. Jaké to bylo být v novém městě?
Toto období bylo určitě náročné, protože jsem přišla do nového města a kvůli omezením nebylo možné se setkávat s lidmi. Naštěstí jsem se do Brna přestěhoval půl roku před začátkem pandemie, a když se všechno uzavřelo, město i kolegy z RECETOXu jsem už trochu znal. Ale samozřejmě doufám, že se taková situace už nikdy nebude opakovat.
Našla jsi na životě v Brně, České republice, něco neobvyklého, co tě překvapilo?
Nevím úplně. (smích). Ale možná je tu jedna věc. V Brazílii není běžné si sundávat boty všude, kam vejdete. I tady v práci na RECETOXu se přezouváme, v Brazílii jsme se nikdy nepřezouvali. Určitě to ale vnímám jako dobrou věc. Na začátku se mi to zdálo divné, ale je to opravdu lepší se přezouvat, a to hlavně v zimě, když je venku mokro. Je to něco, co si určitě s sebou odnesu – prostě skvělý zvyk. (smích) Vlastně ani v Portugalsku a Španělsku jsme se nepřezouvali, nebo si to nepamatuji. (smích)
A kolik let ti ještě zbývá do konce studia? A máš představu, co budeš dělat poté?
Ještě mi zbývá rok a půl do dokončení doktorátu. Samozřejmě už jsem začal přemýšlet o tom, co budu dělat potom. Už teď vím, že chci zůstat v oblasti výzkumu. A taky bych ráda dál žila a pracovala v Evropě. Ale jeden nikdy neví, co se může v budoucnu stát. (smích)
A moje úplně poslední otázka... máš v Brně nějakou oblíbenou kavárnu nebo restauraci?
Těch je rovnou několik! V poslední době se snažím nejíst tolik masa. V centru Brna je jedna moc fajn restaurace, jmenuje se Vegalite a je veganská a super chutná. Nabízejí dokonce veganské verze českých tradičních jídel a rozhodně ji můžu doporučit!
Marino, děkuji za tak milý rozhovor. Přeji hodně štěstí se studiem a vědecké kariéře.
Jan Velecký je výzkumník z centra RECETOX. Ve své disertační práci se zabývá metodami strojového učení pro proteinové inženýrství.
Ivan Holoubek je jednou z ustředních postav, které v roce 1983 stály za založením nynějšího centra RECETOX. Letos na podzim vydal knihu a i jako emeritní profesor Masarykovy univerzity se nepřestává zajímat o dění kolem a nabízet svůj odborný pohled médiím.