Lucia Cengelová: Prekvapilo ma, že som získala hlavnú cenu. Som rada, že som sa stretla aj s kritikou

Lucia Cengelová bola piatačka na bilingválnom Gymnáziu Jozefa Miloslava Hurbana v Čadci, keď sa rozhodla zapojiť do svojej prvej predmetovej súťaže s projektom do Festivalu vedy a techniky pod záštitou AMAVET. Svojou prácou zaujala aj porotu v zahraničí na európskej projektovej súťaži EUCYS v Holandsku, kde získala špeciálnu Cenu CNIC v podobe trojdňového pobytu v Národnom centre pre kardiovaskulárny výskum v Španielsku: „Prvý deň na medzinárodnej súťaži som si myslela, že som si spravila hanbu, keď som videla ostatných v oblekoch a šatách a ja som prišla v roztrhaných rifliach,“ so smiechom spomína Lucia.

Na projekte pracovala v Loschmidtových laboratóriách na Masarykovej univerzite v Brne, kde sa stala súčasťou výskumu stability enzýmov a programovania webového serveru Fireprot, ktorý sa používa na predikciu termostabilných mutácií v proteínoch. Svoju prácu prihlásila aj do Stredoškolskej odbornej činnosti (SOČ), kde taktiež obsadila prvú priečku. Teraz študuje na Vysokom učení technickom v Brne informatiku, no na chémiu a biológiu ani zďaleka nezabudla, keďže k téme projektu by sa chcela vrátiť vo svojej bakalárskej práci.

V tomto rozhovore sa dočítate:

Zaujímalo ťa upravovanie proteínov a proteínové inžinierstvo už dlhšie?
Keď som prišla do Loschmidtových laboratórií, tento projekt tam bol už zabehnutý. Nevedela som sa rozhodnúť medzi biológiou, chémiou a dokonca informatikou a venovať sa práve enzýmom mi ponúkalo úzke spojenie všetkého. Povedala som si, že na tom zistím, či ma to bude baviť. Pracovala som prakticky v labákoch, a zároveň som si aj vyskúšala teoretickú informatickú časť, teda programovanie. Vďaka tomu som sa potom rozhodla, na ktorú vysokú školu ísť, čo ma bude trošku viac lákať a baviť. Pre mňa mala väčší význam oproti biologickej a chemickej časti tá informatická.

Na prvé počutie znejú laboratórium a programovanie ako dve odlišné oblasti, kde sa medzi nimi uplatňuje prepojenie?
V tom, že do počítaču sa vložia spracované dáta a informácie získané z laboratórnych pokusov a meraní. Následne prebehnú v počítači výpočty, ktoré navrhnú, s akou pravdepodobnosťou sa zmenia proteíny za účelom zvýšenia ich stability. Toto sa potom uloží do databáz, ktoré neskôr môžu slúžiť aj na trénovanie umelej inteligencie. Varianty proteínov, respektíve enzýmov, s ktorými sme pracovali v laboratóriu, boli navrhnuté práve bioinformatickým nástrojom Fireprot, na ktorom som pracovala aj ja.

Čo tento nástroj dokáže?
Užívateľ má možnosť si zvoliť a vybrať proteíny, ktoré do databázy vloží. Objaví sa mu celá sekvencia daného proteínu a keď vie, čo chce priamo meniť, tak si vyberie konkrétnu aminokyselinu (časť bielkoviny, pozn. red.) a vloží do nej mutáciu, akú len chce. Takto sa upravujú proteíny. Pokiaľ užívateľ nevie, čo presne chce zmeniť alebo chce skúsiť aj viaceré predikcie, tak v programe má už prednastavené nejaké výpočty.

Je vďaka tomuto systému jednoduchšie navrhovanie, napríklad liečiv?
Presne tak. Všetky bielkoviny sa ukladajú do databanky v podobe kódov a ak je potrebné, vytiahne sa odtiaľ kód či štruktúra želanej látky alebo si ju človek navrhne sám. Na to sa zväčša používa umelá inteligencia. Pomocou tohto sa dá v programe predpovedať, ktorý variant je stabilnejší proteín. Tých bioinformatických nástrojov, s ktorými sa v praxi pracuje, nie je zas až tak veľa, ukazovala som to aj na EUCYS.

Ako si program Fireprot zdokonalila a upravovala?
Je to web, rozhranie pre užívateľa, teda pre človeka, ktorý si chce vybrať z možných namodelovaných proteínov a na tom som pracovala. Od Nového roku sa spustila nová verzia stránky a tiež prepojenie s databázami. Starý fireprot sa dával do nového programovacieho jazyka a pridali sme možnosti pre užívateľov. Musela som rozmýšľať, čo by sa kde hodilo, navrhovala som vzhľad a optimalizovala web podľa štatistík ukazujúcich, čo užívateľom najviac vyhovuje. Tým, že som nemala toľko znalostí z informatiky, tak som nepracovala úplne sama, ale spoločne s chalanom z VUT, ktorý to mal ako diplomovú prácu.

Venovala si sa dvom projektom naraz – programovaniu a práci v laboratóriu – a tie si potom spojila do jednej prezentácie?
Áno, v podstate to boli dva oddelené projekty a na každý som mala iného vedúceho. Ak na súťaži prišiel za mnou niekto, kto sa viac zaoberal informatikou, tak som viac vysvetľovala to, ako bežia výpočty, svoju náplň práce, čo by sa mohlo ďalej robiť a tomu, kto bol viac zaujatý chémiou, som viac popisovala grafy a výsledky.

Vo svojom výskume si sa venovala skupine enzýmov s názvom halogenalkan dehalogenázy. Kde sa tieto enzýmy nachádzajú a kde môžu mať výsledky ich výskumu uplatnenie?
Spôsobujú v tele baktérií, ktoré sú ich tzv. nosičom, rozklad halogenalkanov z okolitého prostredia. Pre farmáciu a medicínu v tomto veľa úžitku nie je, skôr pre environmentalistiku. Keď sa tento enzým vloží do vhodných baktérií, tak by sa takto mohli eliminovať halogenalkány, ktoré sa môžu nachádzať vo vzduchu a vo vode.

Takže je možné tieto enzýmy využiť napríklad v čističkách vôd?
Dalo by sa, ale to sa veľmi nepoužíva, lebo sú stále lepšie a lacnejšie metódy. Celkovo, produkcia týchto proteínov by bola asi dosť náročná aj finančne. Preto sa aktuálne skúma ich aktivita, jej zvyšovaním by sa mohla teoreticky zlepšiť aj výdrž enzýmov.

Často vo svojej práci skloňuješ pojem „aktivita enzýmov“. Čo si pod ním môžeme prestaviť?
Znamená to účinnosť proteínu či enzýmu a pri akej teplote je najvyššia. Aktivita u nami skúmaných enzýmov bola najlepšia pri 70 °C. Často sa ma však pýtali na súťažiach, že prečo práve toľko a kde takúto teplotu v praxi docielime? Áno, je to dosť vyhrotené, ale tým som chcela poukázať na to, kedy bude enzým najstabilnejší. Nie je reálne, aby sa takáto teplota udržovala v čističke odpadových vôd, ale na základe tejto informácie si vieme prepočítať, koľko by enzýmy vydržali a pracovali pri 30 °C. A pri tejto teplota bola aktivita, teda ich účinnosť, nižšia. A rolu nezohráva len teplota, ale napríklad aj vplyv ostatných chemických látok, kyslosť prostredia… Na základe toho vieme určiť, ako budú enzýmy reagovať v rôznych prostrediach.

Spomínala si, že informatická časť projektu mala pre teba násobne väčší prínos. V čom má pre teba informatika väčší potenciál ako veda?
Baví ma v nej oblasť rozvoja. Zvažovala som aj medicínu. Bavilo ma to, stále som si o tom čítala knihy, ale vravím si, že ak medicíne pomôcť, tak prečo nie z informatického hľadiska? Poslednú dobu sa všetko digitalizuje, je veľký posun do technológií, tak som si povedala, že prečo to neskúsiť z bioinformatickej oblasti.

Lucka, toto bola tvoja prvá súťaž a hneď sa ti podarilo dosiahnuť svetové úspechy. Aké pocity si mala zo súťaže?
Ani som si nepomyslela, že prejdem krajským kolom. Bola to pre mňa veľká výzva, lebo som nemala skúsenosti s prezentovaním vedeckých tém a tie sa komunikujú ťažšie. Nevedela som, ako to odprezentovať tak, aby to ľudia chápali. Niekto rozumel viac a niekto menej. Stretla som sa aj s tým, že sa projekt nepáčil a boli nespokojní s tým, ako som ho vysvetlila.

Kto ti to povedal, porotca?
Áno a potom ma aj prekvapilo, že som bola nominovaná na hlavnú cenu, myslela som si, že to bolo otrasné. Ani už neviem, kto to bol, len som bola z toho celá vyklepaná. Som ale rada, že som sa s tým stretla. Naučila som sa, že téme je dobré poriadne rozumieť, aby som to vedela vysvetliť. A potom mi bolo povedané, že to bol zámer, aby videli ako zareagujem, či to viem skutočne vysvetliť a či to nemám iba naučené.

Ako vnímaš svoje úspechy ty sama?
Musím sa priznať, že sa mi ani nechcelo ísť na medzinárodnú súťaž. Aj som sa za to v celku zle cítila, pretože predsa len, bola to trochu väčšia vec, niečo, čo by som si nikdy nepredstavila, že by sa mohlo podariť. A do toho aj umiestnenie sa so SOČ-kou bolo už také, že ľudia ma začali vnímať trochu inak. Aj tým, že som častokrát bola v úzadí, až tak som sa neprezentovala, tak potom to bol zrazu boom, že som s tým sama bojovala.

S čím konkrétne?
Niektorí ľudia mi hovorili: „jaj ty si tá, čo vyhrala“ a už mi bolo trošku nepríjemné, že hodnotili, že musím byť veľmi múdra. A nemyslím, že by to bolo tým, veľa som na tom pracovala, bavilo ma to, mala som šťastie na ľudí, ktorých som stretla a že som to vedela pred nimi odprezentovať.

Svoje víťazstvá teda vnímaš viac ako osobnostné obohatenie vedomosťami než ako úspechy?
Rozhodne. Týždeň na medzinárodnej súťaži bol super. Bolo tam veľmi veľa srandy, spoznala som nových ľudí. Keď tam človek príde, tak vidí všelijaké typy, až som bola prekvapená. Boli tam aj mladší odo mňa a tí mali neskutočne rozbehnuté projekty, spravené vysoké školy, podpísané zmluvy… A k tomu celému robili aj strednú školu. Boli tam napríklad žiaci z Rakúska s projektom týkajúceho sa včiel a tí mali už založený podnik, zárobky. Nemali ešte ani osemnásť! Videla som, že sú to veľmi príjemní ľudia, ktorí si o sebe nenamýšľajú. Zároveň bolo vidno, akí sú inteligentní, ako ich to baví, aké majú s projektmi plány do budúcna a že vlastne toto všetko je ešte len ich začiatok. Ich cieľavedomosť neskutočne nakopla aj mňa.