O badaniach nad mitochondrialnym DNA i pracy naukowej w Polsce – rozmowa z prof. Carlo Vascotto

Na ostatni weekend lipca mamy dla Was bardzo ciekawy wywiad z prof. Carlo Vascotto, jednym z liderów grup w Międzynarodowym Instytucie Mechanizmów i Maszyn Molekularnych (IMol) PAN. Profesor mówi o swoich badaniach nad mitochondrialnym DNA, o planach na przyszłość, ale też o bardzo pozytywnych doświadczeniach w pracy z polskimi naukowcami, o naszym poczuciu przynależności narodowej i o pięknie, nowoczesności i dynamizmie Warszawy.

Zapraszamy do weekendowej lektury przy kawie!

Jak zaczęła się Pana współpraca z Polską? Czy prof. Agnieszka Chacińska była pierwszą osobą, z którą Pan nawiązał kontakt?

W 2011 roku podjąłem pracę na Uniwersytecie w Udine jako naukowiec zatrudniony na czas nieokreślony, jako jeden z ostatnich, gdyż takie stanowisko zostało zlikwidowane ustawą Gelmini z 2010 roku, a moja działalność badawcza koncentrowała się na mechanizmach naprawy mitochondrialnego DNA. Nie jest to powszechna wiedza, ale w naszych komórkach, oprócz materiału genetycznego obecnego w jądrach komórkowych, znajduje się niewielka ilość DNA krążącego w mitochondriach, organellach odpowiedzialnych między innymi za produkcję energii w komórce. Mitochondrialne DNA może zostać uszkodzone przez substancje endogenne i egzogenne, co prowadzi do nieprawidłowego funkcjonowania oddychania komórkowego. Istnieją również choroby spowodowane mutacjami w mitochondrialnym DNA. W szczególności interesowało mnie białko APE1, o którym wiadomo było, że jest obecne w mitochondriach i bierze udział w naprawie DNA, ale nie było wiadomo, w jaki sposób białko to dostaje się do mitochondriów. Mitochondria mają złożoną strukturę składającą się z dwóch błon, zewnętrznej i wewnętrznej, oddzielających dwie odrębne przestrzenie: przestrzeń międzybłonową i wewnętrzną macierz, w której znajduje się DNA. Zacząłem więc badać to, co nazywamy „mechanizmami transportu wewnątrzkomórkowego”. Miałem wstępne dane wskazujące na możliwą rolę szlaku importu białek do mitochondriów, po raz pierwszy opisanego przez prof. Chacińską, w transporcie APE1. Napisałem do niej maila, przedstawiając się, opowiadając czym się zajmuję, prosząc o opinię na temat moich własnych danych i od czasu do czasu informując ją o postępach. W 2014 roku miałem już jasne dane wskazujące na rolę tego szlaku w translokacji APE1 i brakowało tylko kilku eksperymentów, by opublikować o tym artykuł. W tamtym roku miałem na stażu w moim laboratorium studentkę biotechnologii, Ariannę Barchiesi, i zaproponowałem jej wyjazd do laboratorium Agnieszki na sześć miesięcy, aby zrealizować te eksperymenty. Arianna zdobyła stypendium Erasmusa i mogła wyjechać do Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej (MIBMiK) w Warszawie. W czerwcu tego samego roku Agnieszka zaprosiła mnie na seminarium w instytucie: to był mój pierwszy wyjazd do Polski.

Jak współpraca z naukowcami w Polsce przebiega na tle Pana innych doświadczeń naukowych?

Moje doświadczenia od początku były bardzo pozytywne, do tego stopnia, że w 2015 roku udało nam się opublikować wspólną pracę. Badanie to mogło stanowić początek nowego projektu, a ponieważ temat był interesujący dla nas obojga, Agnieszka zaproponowała, że będzie mnie gościć przez kilka miesięcy, aby uzyskać wstępne dane, które moglibyśmy wykorzystać do napisania projektu do przedstawienia NCN. Złożyłem wniosek o krótkoterminowe stypendium EMBO i od listopada 2015 r. do lutego 2016 r. pracowałem w MIBMiK. W oparciu o wyniki uzyskane podczas tego krótkiego pobytu złożyłem projekt w konkursie Polonez-3 i, ku mojemu wielkiemu zadowoleniu, został on zaakceptowany. Trzy miesiące spędzone w MIBMiK i kolejne dwa lata, od września 2017 r. do sierpnia 2019 r., w CeNT Uniwersytetu Warszawskiego, dały mi możliwość poznania i interakcji z wieloma polskimi kolegami. Zaowocowało to możliwościami współpracy, które doprowadziły do doskonałych wyników. Spośród wielu z chciałbym wspomnieć w szczególności o tej z moim kolegą Romanem Szczęsnym z Instytutu Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk (IBB-PAN). Laboratorium Romana zajmuje się metabolizmem mitochondrialnego RNA i podczas mojego pobytu w CeNT rozpoczęliśmy współpracę nad innym projektem, którego wyniki opublikowaliśmy w 2021 roku. Dwa lata temu zaproponowałem Romanowi dołączenie do konsorcjum laboratoriów i partnerów przemysłowych w celu przedstawienia europejskiego projektu dotyczącego badania ekspresji genów mitochondrialnych w warunkach fizjologicznych i patologicznych. Ku wielkiej satysfakcji nas wszystkich, projekt został sfinansowany (www.mitgest.eu). Poza tym konkretnym przypadkiem, w ciągu ostatnich 7 lat poznałem wielu polskich naukowców i odkryłem społeczność naukową otwartą na wymianę i współpracę zarówno krajową, jak i międzynarodową.

Jakie cele naukowe wyznaczył Pan sobie na najbliższe lata?

Niedawno sfinansowany projekt NCN dał mi możliwość powrotu do Warszawy i przeniesienia tu całej mojej działalności badawczej, w tym dwóch projektów europejskich, w których uczestniczę. IMol-PAN to nowoczesny instytut badawczy o wysokich międzynarodowych standardach. Obecnie właśnie przenoszę wszystkie moje działania badawcze oraz współpracowników do IMol, a moim głównym celem w tej chwili jest doprowadzenie do stworzenia grupy badawczej gotowej do wznowienia wszystkich działań od września. Mamy wiele interesujących projektów, nad którymi już pracujemy dzięki uzyskanemu finansowaniu, a także takie, dla których szukam dalszego finansowania. Mówiąc bardziej ogólnie, moim celem w nadchodzących latach jest umocnienie mojej pozycji jako badacza w IMol i rozszerzenie mojej sieci współpracy zarówno w kraju, jak i za granicą poprzez udział w kolejnych projektach europejskich.

Jak przebiegają badania związane z najnowszym grantem “Quality control of the mitochondrial gene expression system in health and disease”? Co jest celem prowadzonych badań?

Projekt oficjalnie rozpoczął się 1 października 2022 r. Do chwili obecnej zakończono wszystkie procedury biurokratyczne i rekrutację 11 doktorantów, niektórzy z nich dotarli już do swoich laboratoriów docelowych. W ostatnim tygodniu lipca odbędzie się pierwsze spotkanie projektowe z udziałem wszystkich kierowników projektu, doktorantów i innych partnerów. Planowane są wykłady dla studentów, dwa warsztaty techniczne prowadzone przez Lumicks i Agilent Technologies oraz warsztaty profesjonalizujące “Engaging in professional development” prowadzone przez dr Helen Hampson z CRAC/Vitae. Celem tej sieci jest zbadanie mechanizmów zaangażowanych w kontrolę jakości i homeostazy mitochondrialnego DNA oraz jego ekspresji, a także opracowanie nowych podejść technicznych i interwencji terapeutycznych w chorobach mitochondrialnych.

Jakie doświadczenia ma Pan we współpracy z instytutami Polskiej Akademii Nauk?

Więcej niż pozytywne! W ostatnich latach miałem okazję współpracować z wieloma naukowcami z Polskiej Akademii Nauk zarówno w Warszawie, jak i w innych miastach. Ponadto spotkałem się z dużą otwartością ze strony moich kolegów jeśli chodzi o przyjmowanie młodych włoskich studentów do swoich laboratoriów w celu odbycia praktyk w ramach programu wymiany Erasmus. W ubiegłych latach „ułatwiałem” kontakty między studentami i kolegami z IBB-PAN w Warszawie, a doświadczenia obu stron były bardzo satysfakcjonujące.

Jak Pan widzi swoją przyszłość naukową w Polsce? W jaki sposób zamierza się Pan rozwijać?

Polska oferuje wiele możliwości zarówno na poziomie krajowym, jak i międzynarodowym – w szczególności mam na myśli fundusze europejskie przeznaczone dla tzw. “widening countries”. W tym kontekście przygotowuję we współpracy z Uniwersytetem w Padwie i KU Leuven projekt dotyczący raka jajnika, który zaprezentujemy w tym roku w programie Horizon Europe Twinning. Celem tych projektów jest podniesienie kompetencji instytutów i zwiększenie ich międzynarodowej widoczności dzięki współpracy z renomowanymi zagranicznymi uniwersytetami i instytutami badawczymi poprzez opracowywanie programów badawczych i szkoleniowych dla pracowników. Dzięki temu projektowi mam nadzieję wesprzeć rozwój mojej grupy badawczej, ale także, w szerszym kontekście, całego instytutu.

Czy coś Pana zaskoczyło w Polsce albo w Polakach? Co to było?

Tym, co zadziwiło mnie od pierwszego przyjazdu do Warszawy, a także wprawiało w zaskoczenie wszystkich tych, którzy mnie tu odwiedzali przez te lata, są piękno, nowoczesność i dynamizm tego miasta. Przywiązany do anachronicznego poglądu na Europę Wschodnią, człowiek jest zdumiony, gdy znajduje się w czystej i zadbanej metropolii, gdzie transport publiczny działa doskonale i gdzie czymś normalnym jest widok dzieci ze szkoły podstawowej samodzielnie jadących do szkoły autobusem. Przez lata miałem okazję poznać i zaprzyjaźnić się, z wieloma Polakami, także spoza mojego środowiska zawodowego: okazali się osobami niezwykle towarzyskimi, zakochanymi we Włoszech i naprawdę świetnymi znawcami mojego kraju. Jednym z aspektów, który szczególnie mnie uderzył, jest wielkie poczucie przynależności narodowej i znaczenie pamięci historycznej. Przykładem są odbywające się co roku 1 sierpnia obchody upamiętniające powstanie warszawskie z 1944 roku – dziś, kilka dziesięcioleci później, by uczcić to wydarzenie całe miasto dosłownie staje w miejscu na minutę.