Meta PHoDcast zapisi 01: Marko Verce, biotehnolog

MARKO VERCE je doktorski študent na Vrije Universiteit Brussel (Belgija). Svojo znanstveno pot je začel kot briljanten študent biotehnologije na Biotehniški fakulteti Univerze v Ljubljani. V času študija je prebil veliko časa v laboratoriju, kjer je z drugimi član slovenske ekipe, ki se je pripravljala na mednarodno tekmovanje dodiplomskih študentov v sistemski biologiji (iGEM 2009), izdeloval samosestavljive polipeptidne nanomateriale. Zdaj mu služba nudi povezovanje dveh ljubih področij: molekularne metode preučevanja mikrobne raznolikosti in fermentirano hrano. Dneve si zdaj zapolnjuje s podrobnim opazovanjem kefirnih kroglic (podobnih, kot jih imamo vsi doma), kmalu pa bo svojo ekspertizo razširil na nekaj še bolj nepogrešljivega: kakav. Za Belgijo je kakav skoraj tako pomemben kot pivo, novosti čokoladne znanosti pa brez dvoma koristijo celemu svetu.

Marko Verce s prijateljico (foto: osebni arhiv MV).
Marko Verce s prijateljico (foto: osebni arhiv MV).

Kakšne okoliščine so te privedle na trenutno raziskovalno ustanovo?

Sem me je pripeljalo nekaj dejavnikov. Že dolgo sem vedel, da hočem po magistrskem študiju nadaljevati z doktorskim študijem in vsaj eno od stopenj študija odštudirati v tujini. Med študijem biotehnologije sem se navdušil nad bioinformatiko, genomiko, metagenomiko ipd., zato sem začel iskati laboratorije, ki se na tak način ukvarjajo s fermentirano hrano, ker se mi zdi precej privlačna. To je hrana, kjer v proizvodnem procesu pomembno ali ključno vlogo igrajo mikroorganizmi, ki s fermentacijo spremenijo izvorne lastnosti sestavin in ustvarijo drugačen produkt – bolj varen, trajen, okusen ali na drugačne načine spremenjen, obogaten (npr. jogurt, kefir, kislo testo, suhe salame, vino, pivo …). Tak laboratorij sem našel in v njem na srečo dobil mesto, tako da zdaj na belgijski univerzi Vrije Universiteit Brussel pri skupini IMDO z genomiko in metagenomiko, se pravi na genetski ravni, preučujem različne vrste fermentirane hrane.

Zakaj je tvoje raziskovalno področje zanimivo za nas?

Take raziskave so zanimive že z bazičnega pogleda. S klasičnimi mikrobiološkimi metodami je mogoče iz vzorca osamiti različne tipe mikroorganizmov, ki so v njem prisotni, in jih potem raziskovati v laboratoriju. Če nas kakšen še posebej zanima, lahko ugotovimo njegovo nukleotidno zaporedje in ga preučujemo z uporabo bioinformatskih metod. Ko govorimo o genomu enega organizma, gre za genomiko. Z analizo celokupnega genetskega materiala mikroorganizmov v vzorcu pa se ukvarja metagenomika. Dodana vrednost metagenomike je možnost odkrivanja tudi tistih mikroorganizmov, ki jih še ne znamo gojiti v laboratoriju. Poleg tega dobimo informacije tudi o tem, kakšne gene ti mikroorganizmi nosijo in, posledično, kako ti mikroorganizmi funkcionirajo, katere kemijske spojine presnavljajo in kako lahko s svojimi aktivnostmi vplivajo na produkt.

Problem fermentiranih proizvodov je, da se lahko njihova proizvodnja sfiži, če recimo med procesom začnejo rasti mikroorganizmi, ki ne naredijo dobrega produkta ali ga naravnost pokvarijo. Temu se lahko izognemo z uporabo starterskih kultur, t.j. mikrobnih kultur, ki so običajno pridobljene iz uspešnih fermentacij in za katere je znano, da dobro sodelujejo v proizvodnem procesu, torej njihova uporaba prispeva k boljši ponovljivosti proizvodnje in večji verjetnosti uspešne fermentacije. Prispevajo lahko tudi k inovativnim produktom z izboljšanimi lastnostmi. Razumevanje mikrobnih procesov je tako lahko zelo pomembno, iskanju in izbiri ustreznih starterskih kultur pa lahko prispevajo tudi genomske in metagenomske raziskave.

Moje raziskovanje obsega več fermentiranih proizvodov, med drugim vodni kefir in kakav. Za prvega marsikdo ne ve, da obstaja (tudi jaz ga prej nisem poznal), saj večina pozna samo “mlečni kefir” oz. preprosto “kefir”. Kot pove ime, se vodni kefir proizvaja z zrni za vodni kefir v vodni raztopini navadnega sladkorja s suhimi figami. V zvezi s kakavom pa je precej ljudem nepoznano dejstvo, da je v proces proizvodnje sploh kakorkoli vključena fermentacija. Surova kakavova zrna so trpka, grenka in neprijetnega okusa, zato je pred uporabo potrebna predelava. Ko kakavove plodove v tropskih krajih oberejo, na mestu pridelave plodove odprejo in iz njih poberejo pulpo in semena. Zmes pulpe in semen potem zložijo v škatle ali na kupe, kjer spontano poteče nekaj dni trajajoča fermentacija, kjer se zgodijo za okus pomembne spremembe, potem pa semena posušijo in procesirajo dalje. Dejstvo, da gre za spontano fermentacijo, pa pomeni, da včasih pridelek ni tako kvaliteten, kot bi si želeli za proizvodnjo dobre čokolade. V tem primeru bi uporaba mešanice starterskih kultur lahko proces naredila bolj zanesljiv.

Kaj tvoje raziskovalno delo prispeva v skupno zakladnico znanja?

Metagenomika je na področju fermentirane hrane zaenkrat še relativno redka zadeva, torej so vsi podatki, ki sem in jih bom tako pridobil, že sami po sebi nek prispevek. Potem pa je tu še njihova analiza, morda celo ugotovitve, zakaj se nekateri mikroorganizmi nahajajo tam, kjer se že pač nahajajo. Ampak ker sem šele v drugem letu raziskav, o podrobnostih zaenkrat še ne morem govoriti.

Kateri del službe je najbolj in kateri najmanj prijeten?

Najbolj prijetno je, ko pridobim osnovne podatke, se pravi nukleotidna zaporedja. Ko so enkrat na računalniku in je po vrhu kje še kakšna kopija, je super. Potem jih lahko analiziraš po mili volji. Temu na žalost ni tako med samim pridobivanjem podatkov, se pravi pridobivanju DNA, pripravi vzorcev … V resničnem svetu (t.j. med laboratorijskim delom) ni “save” funkcije, zato so kakršnekoli napake ali neuspehi neprijetni ali celo nepovratni.

Kako lahko primerjaš razmere za raziskovanje v Sloveniji in na instituciji, kjer trenutno gostuješ?

Takih raziskav pred doktorskim študijem nisem izvajal, tako da tega ne morem ravno primerjati, se pa morda opazi, da si tukaj lahko več privoščijo. Zdi se mi, da bi bile raziskave, kot jih izvajam tu, v Sloveniji težje dostopne.

SLIKA: Spodaj so zrna vodnega kefirja, zgoraj je pijača v nastajanju, na vrhu pa zaradi plinov, ki jih med fermentacijo proizvajajo mlečnokislinske bakterije in kvasovke, plava (ne več) suha figa.

Slika: Spodaj so zrna vodnega kefirja, zgoraj je pijača v nastajanju, na vrhu pa zaradi plinov, ki jih med fermentacijo proizvajajo mlečnokislinske bakterije in kvasovke, plava (ne več) suha figa.

Z besedo in sliko deli z nami kakšno navdušujočo podrobnost, povezano s tvojim raziskovanjem.

V enem gramu zrn za vodni kefir je lahko desetine milijonov kvasovk in več kot sto milijonov celic različnih vrst mlečnokislinskih bakterij! Zrna običajno vsebujejo tudi druge mikroorganizme, npr. vrste ocetnokislinskih bakterij in bifidobakterij, vrstna sestava kefirnih zrn pa se lahko razlikuje od gospodinjstva do gospodinjstva. Kvasovke in mlečnokislinske bakterije se pogosto pojavljajo skupaj v fermentiranih proizvodih (tudi v kislem testu in začetni fazi fermentacije kakava, a obstaja mnogo vrst), kefirnim zrnom pa bi lahko rekli tudi njihov “skupni dom”. Polisaharide, ki sestavljajo samo zrno, proizvedejo mlečnokislinske bakterije. Te s proizvodnjo mlečne kisline prispevajo tudi k osvežilno kislemu okusu in s tem k varnosti pred mnogimi drugimi organizmi ali kvarljivci. Po drugi strani pa kvasovke izvajajo alkoholno fermentacijo, torej je v (vodnem) kefirju vedno prisotna nizka količina alkohola, odgovorne pa so tudi za proizvodnjo različnih arom. Dejstvo je, da so zrna stabilni konzorciji mikroorganizmov, torej se tako različni organizmi med seboj vsaj dobro prenašajo, če ne celo sodelujejo.

Kaj bi bil, če ne bi bil znanstvenik? Kakšne so bile tvoje alternative ob vpisu na univerzo?

Hm. Ob vpisu na univerzo sem se zanimal poleg biotehnologije tudi za farmacijo in kemijo, pred tem pa tudi za arheologijo, vendar večinoma zaradi latinščine. Če bi se oddaljil od naravoslovnih znanosti, bi se verjetno usmeril nekam v jezikoslovje. Jeziki so mi precej pri srcu.

Koga od nam znanih ali neznanih bi povabil na večerjo, če ne bi bilo nobenih omejitev?

Morda je klišé, ampak mislim, da bi bil Leonardo Da Vinci lahko precej zanimiv gost (s prevajalcem).

Če bi imel milijon evrov za poljubno raziskavo, kaj bi raziskoval?

Če bi si dovolil zapraviti nekaj časa in toliko denarja za čisto radovednost, bi poskusil ugotoviti, od kod zrna za vodni kefir sploh izvirajo, saj obstaja več različnih zgodb – od tega, da so se razvila iz zrn za mlečni kefir, do tega, da izvirajo s površine opuncij. Ali pa bi jih poskusil narediti od začetka – kako so nastala prva zrna, je še vedno precej odprto vprašanje tudi za mlečni kefir, bi pa odgovarjanje na to vprašanje zahtevalo veliko bazičnih raziskav v ozadju. S tem znanjem bi morda lahko proizvedli tudi nova, enako stabilna zrna za popolnoma drugačne namene.

Kaj boš počel čez 5 let in kaj čez 40 let?

Čez 5 let bo verjetno na vrsti kakšna post-doc pozicija. Verjetno kar na sorodnem področju, razen če se ga do takrat ne naveličam, kdo ve. Čez 40 let bom verjetno še vedno raziskovalec, ampak predmet raziskovanja je čez 40 let lahko že nekaj popolnoma drugega. Kdo ve, kakšna revolucionarna zanimiva nova področja ali tehnologije se lahko do takrat pojavijo. Če ne bom vezan na eno pisarno, še toliko bolje.

Priporočilo za knjigo/igro/film/spletno stran/podcast.

Zofijin svet (Jostein Gaarder) – za tiste, ki se zanimajo za filozofijo in ne vejo, kje bi začeli.

Free Radicals: The Secret Anarchy of Science (Michael Brooks) – za tiste, ki jih zanimajo bolj ali manj znane in bolj ali manj čudne zgodbe o velikih znanstvenih odkritjih.

Podcastov ne spremljam ravno (razen MetaPHoDcast!), spremljam pa YouTube kanala “Veritasium” in “PBS Idea Channel” in oba sta zanimiva.

S čim se zamotiš in kakšne izgovore si izmišljuješ, ko zavlačuješ ali odlašaš pri stvareh, ki jih moraš narediti (članek, doktorat)?

Svet, naravo in plodove človeške kreativnosti je treba tudi izkusiti, ne samo prispevati k njim, torej je potrebno vzdrževati ravnovesje in ne prebiti celega dneva v laboratoriju/na delu/…

Kaj bi ti lahko v tem trenutku izboljšalo kakovost življenja?

Več oddihov v naravi in več športnih aktivnosti.

Ana Slavec (foto: osebni arhiv AS)
Ana Slavec (foto: osebni arhiv AS)
Dr. Luka Ausec (foto: osebni arhiv LA)
Dr. Luka Ausec (foto: osebni arhiv LA)

Avtorja rubrike sta LUKA AUSEC in ANA SLAVEC.Vsak drugi četrtek.

Luka je doktor bioloških znanosti, ki tekoče bere DNK, deloma pa tudi literaturo. Navdušuje ga pregibanje telesa in možgana v vse smeri, deloma tudi navznoter. Uživa v širjenju navdihujočih idej, deloma tudi v obliki čivkov.

Ana je sociologinja in doktorska študentka statistike. Rada postavlja vprašanja, tako v anketah kot tudi sogovornikom v intervjujih. Piše za blog Udomačena statistika, na Twitterju pa jo najdete kot @aslavec.

Preberite o ideji in začetnih ter vmesnih vtisih in si privoščite tudi ostale epizode.

————————————————-

Meta PHoDcast so pogovori z mladimi raziskovalci_kami o življenju, vesolju in sploh vsem. Gostitelja sta dr. Luka Ausec in Ana Slavec, njuni sogovorniki pa znanstveniki_ce pred zaključkom doktorata z različnih področij znanosti. Vsak četrtek.

————————————————-

 

 

Več od Dr. Luka Ausec

Meta PHoDcast 15: Ana Slavec, sociologinja

S sociologinjo in statističarko Ano Slavec o kvaliteti anketnih vprašalnikov. #MetaPHoDcast Na...
Beri dalje