Profesor Piotr Ziółkowski od niedawna szefuje Instytutowi Biologii Molekularnej i Biotechnologii, który przewodzi w UAM pod względem liczby projektów i środków pozyskanych na badania. Rozmawia z nim Krzysztof Smura.
Nowy szef zawsze kojarzy się ze zmianami. Jak jest w pana przypadku, jakie są pana priorytety?
Wynikają one w dużej mierze z tego, co Instytut zdefiniował przed laty jako swoją misję: dążenie do doskonałości naukowej, międzynarodowej konkurencyjności oraz rozwoju młodych naukowców, aby przyczyniać się do postępu w ochronie zdrowia i rolnictwie. Tę wizję chcę realizować poprzez kilka konkretnych działań. Po pierwsze, poprzez wzmocnienie jakości naszego dorobku publikacyjnego – z przesunięciem akcentu z liczby na jakość i większą skuteczność w publikowaniu w czołowych czasopismach. Po drugie, poprzez aktualizację i doprecyzowanie priorytetowych obszarów badawczych tak, aby były zgodne z najszybciej rozwijającymi się kierunkami i budowały rozpoznawalny profil Instytutu. Będzie to częściowo realizowane poprzez tworzenie nowych grup badawczych i przyciąganie talentów.
Po trzecie, chciałbym położyć też nacisk na rozwój nowoczesnych technologii i infrastruktury badawczej, bo bez tego nie da się dziś konkurować na najwyższym poziomie. Chcę dalej wzmacniać model, w którym aparatura i zasoby są intensywnie wykorzystywane przez zespoły, wspierane przez dobre zasady dostępu i szkolenia.
Równolegle zależy mi na systemowym wspieraniu ludzi i umiędzynarodowienia: rozwoju młodych naukowców poprzez mentoring i wspierania budowania ich niezależności naukowej, oraz wzmacnianiu współpracy międzynarodowej i konsorcjów grantowych. Kluczowe będzie też aktywne pozyskiwanie finansowania i wsparcie procesu grantowego, tak aby nasze ambitne cele miały stabilne zaplecze.
Na zdjęciu pracownicy Instytutu Biologii Molekularnej i Biotechnologii. Fot. Władysław Gardasz
W trakcie kariery naukowej prowadził pan badania m.in. w Cambridge i Manchesterze – jak te doświadczenia będą wpływać na zarządzanie instytutem? Skorzysta pan z nich?
Moje staże podoktorskie, zwłaszcza czteroletni na Uniwersytecie Cambridge, pozwoliły mi spojrzeć na funkcjonowanie znakomitych uczelni badawczych od wewnątrz i co za tym idzie, w jakimś stopniu zrozumieć skąd bierze się ich międzynarodowy sukces. W porównaniu do jednostek naukowych w Polsce rzuca się w oczy duża dynamika zespołów badawczych i częstsza wymiana w zespołach, w których w zasadzie jedynie szef zespołu – czyli PI – ma względnie stałą pozycję, natomiast pozostali członkowie są zatrudniani w grantach. Dynamika zespołów bierze się także z częstego powstawania nowych grup badawczych. Odbywa się to poprzez organizowanie otwartych konkursów na lidera grupy, który z założenia ma przynieść nową tematykę, najczęściej w oparciu o unikalną ekspertyzę zdobytą w innych jednostkach naukowych podczas stażów podoktorskich. Taki nowy lider ma kilka lat by pokazać, że jest w stanie osiągnąć produktywność na odpowiednim poziomie naukowym i od jego powodzenia w tym okresie zależy dalsze przedłużenie zatrudnienia. Taki sposób powstawania nowych grup inicjuje niezbędną dla rozwoju wymianę myśli naukowej i stymulację powstawania nowych przestrzeni do dyskusji, ścierania poglądów, ale i współpracy, kształtując wciąż na nowo profil funkcjonowania danej instytucji. Szczęśliwie, podobna strategia była w pewnym zakresie realizowana również w IBMiB i z całą pewnością będę ją dalej kontynuował.
Inaczej jednak niż w Polsce, główny ciężar prowadzenia badań na uniwersytetach zagranicznych spoczywa na postdokach – doświadczonych już badaczach, przychodzących na uczelnię z konkretnymi, często unikalnymi umiejętnościami i wiedzą. Oni przyjeżdżali do Cambridge odbyć staż podoktorski, który miał być ich przepustką do dalszej kariery naukowej i założenia własnej grupy – dlatego nie szczędzili sił i zaangażowania by ten cel zrealizować i wyjechać stamtąd z możliwie najlepszymi publikacjami.
W naszych warunkach taki model z wielu względów nie ma racji bytu – powszechnie obserwujemy, bo jest to opinia praktycznie każdego kierownika grantu, z którym rozmawiam, że ściągnięcie do nas zdolnych i ambitnych postdoków udaje się tylko okazjonalnie. Wynika to z wciąż dużo mniejszej rozpoznawalności Polski jako dobrego miejsca na „postdoc”, ale także z bardzo niekonkurencyjnych wynagrodzeń. O ile w pierwszej kwestii możemy jako Instytut, czy szerzej Uniwersytet, dużo zrobić i realnie od lat to robimy, to jednak kwestie wynagrodzeń w nauce są w znacznej mierze poza naszym wpływem. Dlatego uważam, że taki system funkcjonowania, jaki stosowany jest na najlepszych światowych uczelniach, nie jest możliwy do zastosowania w naszych warunkach.
U nas ciężar badań spoczywa w znacznie większym stopniu na doktorantach. Tu na szczęście mamy znacznie większe zasoby, z których możemy korzystać, ponieważ jako uczelnia sami kształcimy specjalistów w naszej dziedzinie. Jednak doktorant siłą rzeczy nie wnosi tego samego potencjału badawczego, co naukowiec ze stopniem doktora – brakuje mu doświadczenia i ekspertyzy, która jest niezbędna by efektywnie realizować konkurencyjnie w skali międzynarodowej projekty. Dlatego uważam, że potrzebujemy bardziej aktywnego niż na uczelniach zagranicznych wsparcia młodych doktorów, nie wszystkich, ale tych najlepszych, którzy będą stanowili swego rodzaju trzon funkcjonowania zespołów badawczych dzieląc się swoją ekspertyzą z doktorantami i studentami. Utrzymanie takich „perełek” nie zawsze jest możliwe w oparciu o system finansowania projektów naukowych w Polsce.
Myślę też, że skorzystam z doświadczeń związanych z akcjami mającymi na celu większą integrację instytutu. W Cambridge raz do roku odbywały się tzw. Departmental Days, podczas których szefowie grup przedstawiali swoje badania, a całość obejmowała również część integracyjną ze wspólnym posiłkiem. To pozwalało lepiej zorientować się, co dzieje się w Departamencie, spozycjonować się w stosunku do innych zespołów, a czasami też zainicjować współpracę. Podczas słuchania wystąpień innych naukowców, nawet niezwiązanych tematycznie z twoimi badaniami, często wpadasz na jakiś nowy pomysł, nowe podejście do rozwiązania twoich problemów naukowych i to jest niezwykle cenne choć bardzo niedoceniane. Chcę w najbliższym czasie zorganizować podobne wydarzenie dla naszego Instytutu.
Jak pan ocenia dzisiaj umiędzynarodowienie instytutu i co pana zdaniem wyróżnia IBMiB na tle innych ośrodków biologii molekularnej w Polsce?
IBMiB to ok. 20 niezależnych grup badawczych, z których ponad połowa powstała w oparciu o naukowców, którzy swoją karierę naukową rozpoczynali bądź to w innych krajach, bądź w innych instytucjach krajowych. Praktycznie każdy z naszych liderów odbył długoterminowe zagraniczne staże naukowe, a trzy z tych grup są prowadzone przez obcokrajowców, którzy rozwijali się naukowo całkowicie poza Polską. To jest olbrzymi potencjał, pozwalający patrzeć na naukę z perspektywy międzynarodowej i w takiej perspektywie lokować swoje badania. Przekłada się to bezpośrednio na poziom prowadzonych przez nas badań: z naszych zespołów rutynowo wychodzą publikacje w czołowych czasopismach naukowych, w ostatnim czasie zwłaszcza z grupy Nature, a nasi liderzy z powodzeniem zdobywają najbardziej prestiżowe granty krajowe i międzynarodowe, jak choćby granty ERC prof. Kingi Gduli, czy ostatnio MAB FENG prof. Krzysztofa Sobczaka. Gdyby na podstawie naszych osiągnięć publikacyjnych i grantowych zrobić ranking ośrodków naukowych w zakresie biologii molekularnej w Polsce, zwłaszcza w gronie jednostek uczelnianych, czyli takich które poza pracą badawczą są mocno zaangażowane również w prowadzenie dydaktyki, znaleźlibyśmy się w ścisłej czołówce, jeśli nie na pierwszym miejscu.
Przed naszą rozmową przejrzałem statystyki dotyczące grantów w IBMiB – na dzień dzisiejszy zespoły z naszego Instytutu realizują 46 grantów ze źródeł zewnętrznych na łączną sumę ponad 130 milionów złotych. To stawia IBMiB na pierwszym miejscu na UAM zarówno pod względem liczby projektów, jak i ich wielkości. Granty oczywiście nie są celem samym w sobie, tylko środkami do prowadzenia badań – ale myślę, że dość dobrze ilustrują potencjał naszego Instytutu. Na przykład, IBMiB ze źródeł ogólnouczelnianych zatrudnia tylko ok. czterdziestu nauczycieli akademickich, podczas gdy kolejnych dwudziestu badaczy ze stopniem doktora finansowana jest właśnie ze środków projektowych. Również znaczna część z naszych pięćdziesięciu doktorantów dofinansowywana jest ze stypendiów projektowych.
Unikalność IBMiB przejawia się też wyjątkową dynamiką powstawania nowych zespołów i poszerzania spektrum kierunków badawczych, co jest w dużej mierze zasługą wcześniejszych dyrektorów, zwłaszcza prof. Zofii Szweykowskiej-Kulińskiej. Od czasu mojego zatrudnienia na UAM w 2005 roku powstało takich grup kilkanaście, część z nich nie wytrzymała próby czasu, jednak wiele z nich dynamicznie się rozwija. W tamtym czasie IBMiB nie prowadził żadnych badań w zakresie genetyki człowieka, terapii genowej, badań linii komórkowych, dziś jesteśmy czołowym ośrodkiem w kraju w tych zagadnieniach a nasza rozpoznawalność międzynarodowa stale rośnie.
Innym elementem, który wyróżnia IBMiB, jest unikalna infrastruktura badawcza, szczególnie w zakresie nowoczesnych technik mikroskopowych. Wiele lat temu chcąc zyskać większą niezależność i szeroką dostępność do zaawansowanej aparatury mikroskopowej, zaczęliśmy inwestować w tego typu sprzęt. Czas pokazał, że była to mądra decyzja, gdyż dzięki postępowi technologicznemu w tej dziedzinie wiele nowoczesnych badań molekularnych nie może dziś być prowadzonych bez zaawansowanej mikroskopii. W najbliższym czasie nasza platforma mikroskopowa jeszcze bardziej się rozwinie dzięki pozyskanemu właśnie przez dr Annę Kasprowicz-Maluśki projektowi konsorcyjnemu OMNIPLANT.
Ale Instytut to przede wszystkim ludzie, a IBMiB zawsze charakteryzował się wyjątkową atmosferą pracy, opartą na autentycznej chęci by wspólnie się rozwijać. Ta atmosfera przejawia się w gotowości do pomocy innym, udostępnianiem w razie potrzeby odczynników czy w swobodnym dostępem do aparatury w poszczególnych laboratoriach. W przeszłości niejednokrotnie zwracałem się do bardziej doświadczonych pracowników z prośbą o poradę przy projektowaniu badań, przygotowywaniu aplikacji grantowej czy publikacji. Czasami to było po prostu dobre słowo, na które zawsze można liczyć w Instytucie. Przez lata pracy w IBMiB nie spotkałem się z poważniejszymi nieporozumieniami i zawsze udawało się znajdywać kompromis. To sprawia, że do IBMiB zawsze wracałem z radością i mam nadzieję, że taką atmosferę uda się kultywować także w przyszłości.
Instytut bardziej stawia dziś na badania podstawowe czy aplikacyjne – i dlaczego?
Dziś Instytut zdecydowanie silniej stawia na badania podstawowe – bo jako jednostka uniwersytecka mamy przede wszystkim tworzyć nową wiedzę i kształcić kolejne pokolenie naukowców. W praktyce oznacza to koncentrację na pytaniach mechanistycznych i projektach, które mają realny potencjał przesuwania granic rozumienia procesów biologicznych, a nie na pracach przyczynkowych.
Jednocześnie nie przeciwstawiamy badań podstawowych i aplikacyjnych. Traktujemy aplikacje jako naturalny kolejny krok, gdy wiedza mechanistyczna i narzędzia dojrzewają do walidacji przedklinicznej czy rozwoju nowych technologii. Dobrym przykładem jest wspomniany już projekt MAB FENG prof. Sobczaka: jego celem jest stworzenie platformy badawczej do opracowania strategii terapeutycznych dla czterech chorób neurologicznych spowodowanych ekspansją powtórzeń nukleotydowych, m.in. poprzez budowę dobrze scharakteryzowanych modeli przedklinicznych, identyfikację biomarkerów oraz testowanie związków aktywnych i krótkich terapeutycznych analogów kwasów nukleinowych, celujących w toksyczne RNA będące wspólnym elementem patomechanizmu tych chorób.
Podsumowując: badania podstawowe są naszym punktem wyjścia, a translacja – gdy jest uzasadniona naukowo – jest świadomie rozwijanym kierunkiem, bez kompromisu dla jakości badań.
Jak łączyć rolę naukowca i menedżera instytutu? Jest pan świetnym naukowcem. Czy nie obawia się pan, że nowa rola nie zachwieje pana karierą naukową?
Oczywiście, takie obawy są i myślę, że będę potrzebował trochę czasu by wypracować odpowiedni balans między tymi przedsięwzięciami. Z drugiej strony mam bogate doświadczenia na różnych polach, również w zakresie organizacji nauki, a od ponad 10 lat kieruję niezależną grupą badawczą, także zakładem/pracownią w ramach struktury IBMiB; duża i prężnie działająca grupa badawcza wymaga od szefa, by był nie tylko naukowcem, ale także managerem potrafiącym wytyczać kierunki badawcze, dobierać odpowiednio metodykę organizując odpowiednią aparaturę, pozyskiwać fundusze, i przede wszystkim kierować pracą zespołu. Teraz „wystarczy” to w pewnym sensie przenieść na poziom instytutu, co nie wydaje się niemożliwe ;-).
Ponadto jestem związany z IBMiB od 20 lat, znam go bardzo dobrze i zawsze byłem dumny z tego, jak się rozwija, że jesteśmy rozpoznawani nie tylko w Polsce, ale i na świecie. Instytut dał mi bardzo dużo i myślę, że jest już czas by w większym stopniu wziąć odpowiedzialność za jego funkcjonowanie i dalszy rozwój, wnosząc swoje pomysły. Stąd podjęcie roli dyrektora jest dla mnie osobistym wyróżnieniem, ale także szansą na spłatę długu, który zaciągnąłem przez lata pracy tutaj.
Co uważa pan za swoje najważniejsze odkrycie naukowe?
Myślę, że jednak jest to odkrycie efektu zestawienia heterozygotyczności, czyli ‘Heterozygosity juxtaposition effect’, którego dokonałem podczas mojego stażu podoktorskiego. Paradoksalnie, nasza oryginalna praca opisująca ten efekt genetyczny wcale nie jest najczęściej cytowaną z moich publikacji; jest jednak odkryciem kompletnie nowego i wcześniej nieopisanego zjawiska, które absolutnie zaskoczyło badaczy studiujących rekombinację mejotyczną, ponieważ przeczyło powszechnie przyjętemu paradygmatowi o negatywnej zależności między crossing-over, tj. wymianą fragmentów chromosomowych w mejozie a gęstością polimorfizmów, czyli różnic w DNA między chromosomami. Na kanwie tego odkrycia wciąż prowadzimy badania mające na celu wyjaśnienie jego molekularnych mechanizmów a także poznanie, w jakim stopniu jest ono powszechne w przyrodzie: niedawno dowiedzieliśmy się, że zjawisko to jest uniwersalne u roślin, ponieważ potwierdziliśmy jego obecność u kukurydzy, a mój kolega z Radboud University w Holandii uzyskał niedawno analogiczne wyniki wskazujące na jego zachowanie również u pomidora. Obecność tego zjawiska w tak odległych gatunkach niesie za sobą konkretne implikacje ewolucyjne, bo to właśnie rozkład crossing-over jest kluczowym procesem determinującym zmienność w populacji. Warto podkreślić, że zjawisko ma potencjał aplikacyjny, w pracy opublikowanej w zeszłym roku zaproponowaliśmy, jak może zostać one wykorzystane w nowoczesnej hodowli, przyspieszając proces hodowlany i obniżając jego koszty.
Pański zespół bada mechanizmy rekombinacji mejotycznej i crossing-over – jakie znaczenie mają te procesy dla współczesnej biologii i rolnictwa?
Szczęśliwie dla mnie jest to gorący temat, ponieważ pomimo że crossing-over zostało po raz pierwszy opisane na poziomie genetycznym już w 1911 roku przez Thomasa Morgana, wciąż pozostaje w znacznym stopniu niezbadane. Dopiero najnowsze technologie, takie jak sekwencjonowanie wysokoprzepustowe i wydajne tworzenie mutantów w oparciu o strategię CRISPR-Cas9, pozwalają nam dokonywać nowych ekscytujących odkryć w tej materii i mówię tu o absolutnie przełomowych odkryciach, które zmieniają w znacznym stopniu nasze zrozumienie tego zjawiska.
Z drugiej strony zainteresowanie tą tematyką w biologii roślin stale rośnie, ponieważ rekombinacja crossing-over jest podstawowym narzędziem hodowców, dzięki któremu mogą oni łączyć korzystne cechy różnych linii by uzyskać ulepszone odmiany. Poprzez kontrolę częstości crossing-over i jego położenia na chromosomie moglibyśmy precyzyjnie dobierać warianty genowe odpowiadające za pożądane cechy, np. odporność na choroby czy suszę, znacząco przyspieszając postęp hodowlany i redukując jego koszty. Dzisiejsza hodowla opiera się na naturalnym, losowym rozkładzie crossing-over, w związku z czym polega na prowadzeniu olbrzymich populacji roślin przez wiele pokoleń z nadzieją znalezienia odpowiednich rekombinantów o korzystnym układzie cech – jednak te nowe odkrycia w zakresie regulacji crossing-over rysują już perspektywę nowej, inteligentnej hodowli.
Jakie są dziś pana zdaniem największe nierozwiązane pytania w biologii genomu roślin?
To jest temat bardzo szeroki, bo nie wiem, czy jest choćby jedno zagadnienie z zakresu biologii genomu, w którym możemy z czystym sumieniem powiedzieć, że rozumiemy już absolutnie wszystko. Patrząc z perspektywy genetyka molekularnego obecnie najważniejszymi wyzwaniami jest przeniesienie wiedzy opartej na badaniu organizmów modelowych – w przypadku roślin jest to głównie Arabidopsis thaliana – na inne gatunki roślin, zwłaszcza rośliny uprawne. Przez ostatnie 20-30 lat większość badań molekularnych była prowadzona na modelach, dla których dysponujemy nieporównywalnie większymi zasobami badawczymi, tj. kolekcjami mutantów i linii reporterowych, wysokiej jakości sekwencją genomu, bibliotekami sekwencji, populacjami mapującymi, wydajnymi protokołami transformacji, etc. Dzisiaj, wraz z nieprawdopodobnym wręcz postępem w technologiach sekwencjonowania oraz z powszechnie stosowanymi narzędziami jakie daje technologia CRISPR-Cas9, wiele z ograniczeń w badaniach innych gatunków po prostu znikło i możliwa stała się efektywna translacja odkryć dokonanych na modelu na inne gatunki. Arabidopsis pozostaje jednak kluczowe tam, gdzie daleko nam do pełnego zrozumienia złożoności procesów biologicznych, mi.in. w badanych przez mój zespół mechanizmach rekombinacji mejotycznej.
Inny aspekt tej sprawy dotyczy badań populacyjnych, odpowiadających na pytanie jak opisać pełną zmienność genomową gatunku i przełożyć ją na fenotyp i adaptację. Dotychczas projekty badania genomów skupiały się na pojedynczych genomach referencyjnych. One siłą rzeczy reprezentowały jedynie ułamek całej zmienności gatunku. I tu znów nowoczesne technologie sekwencjonowania wysokoprzepustowego pozwalają nam spojrzeć na genom z perspektywy jego całej różnorodności populacyjnej.
Natomiast patrząc z zupełnie innej perspektywy – nowe pytania, na które możemy obecnie odpowiadać, opierają się też na badaniach typu single-cell. Większość badanych organizmów to organizmy wielokomórkowe, przy czym każda komórka pełni pewną wyspecjalizowaną funkcję, opierającą się na innych mechanizmach. Gwałtownie rozwijający się nurt badań single-cell pozwala ukazać całą złożoność procesów biologicznych, w tym regulacji ekspresji genów i regulacji na poziomie epigenomu, ale też architektury genomu 3D, z perspektywy konkretnych komórek o zróżnicowanych funkcjach biologicznych. Ten obraz zaskakuje nas złożonością i różnorodnością, z której do niedawna nie zdawaliśmy sobie sprawy.
Jak przyciągnąć młodych naukowców do pracy w Polsce i co jest dziś największym wyzwaniem w budowaniu silnych zespołów badawczych?
Tylko poprzez stworzenie konkurencyjnych warunków pracy możemy przyciągnąć do Polski młodych naukowców. Na poziom wynagrodzeń niestety nie mamy bezpośredniego wpływu, dlatego kluczowym narzędziem pozostaje budowanie doskonałości naukowej. Wielu ambitnych badaczy kieruje się przede wszystkim renomą instytucji: zwraca uwagę na jakość środowiska naukowego, dynamikę jego rozwoju oraz dostępność nowoczesnej infrastruktury badawczej.
Właśnie dlatego tak duże znaczenie przypisuję obecności IBMiB w mediach społecznościowych oraz innych kanałach komunikacji. Bez pewnego rodzaju „szumu medialnego” trudno zaistnieć szerzej w świadomości środowiska naukowego, a jest to niezbędne, aby znaleźć się w kręgu zainteresowania młodych, ambitnych badaczy. Równolegle będziemy podejmować także inne działania służące przyciąganiu nowych talentów, m.in. organizację konferencji czy zapraszanie do Instytutu zagranicznych prelegentów na seminaria.
Jakie kompetencje będą pana zdaniem kluczowe dla biologów przyszłości?
Rozległa wiedza biologiczna, kompetencje analityczne, znajomość najnowszych technologii, krytyczne myślenie, współpraca interdyscyplinarna.
Nie spytałem, a powinienem. Jaka była pana pierwsza decyzja na nowym stanowisku?
Trochę w nawiązaniu do tego, o czym wcześniej mówiłem, pierwsza moja decyzja dotyczyła naszej aktywności w mediach społecznościowych – utworzyliśmy nowy zespół do komunikacji w mediach, już teraz mamy odświeżoną szatę graficzną komunikacji na X, Bluesky i LinkedIn, a także po raz pierwszy uruchomiliśmy konto na Facebooku. Aktualizujemy też stronę internetową Instytutu. Przy tej okazji gorąco zachęcam czytelników ŻU, do śledzenia naszej aktywności w mediach!
Czytaj też: Prof. UAM Paweł Marciniak. W konsorcjum siła