Biomarkery a cena wołowiny, czyli jak może działać nauka

Zacznę od tego, że w ramach doktoratu w Polskiej Akademii Nauk badam nasienie bydła domowego. Czyli byków. Buhajów, ściślej rzecz określając. I poza gronem moich znajomych biologów, nie ma ludzi, z którymi mogę podzielić się świetnymi rzeczami, którymi się zajmuję i będę zajmował.

(fot. S. Czachorowski)

Ale po kolei. Słowem – kluczem na chwilę obecną w moim życiu naukowym jest kriokonserwacja. Kriokonserwacja to proces zamrażania, przechowywania (często wieloletniego), a następnie rozmrażania tkanek tak, że są zdolne do dalszego funkcjonowania. Kriokonserwacja nasienia to także rzecz konieczna w dzisiejszych czasach w agrokulturze – hodowla bydła opiera się aktualnie o sztuczne zapłodnienia, używając nasienia buhajów o świetnych parametrach rozrodczych. Używanie byka do krycia jest kłopotliwe – pomijając kwestię transportu, byk może zapłodnić „osobiście” bardzo ograniczoną liczbę samic w ciągu swojego życia. Z kolei kiedy pobieramy nasienie i je magazynujemy, możemy potem zapłodnić tysiące krów, nawet wiele lat po śmierci danego buhaja.

Metoda kriokonserwacji, chociaż stosowana komercjalnie od około 40 lat, jest ciągle udoskonalana – i wciąż do doskonałości jej daleko. Nasienie jest wrażliwe, mrożenie nie służy plemnikom – uszkadzane są błony komórkowe, mechanizmy napędu witki, mogą być podczas kriokonserwacji przedwcześnie aktywowane. Dlatego też używa się tak zwanych ekstenderów z krioprotektantami – mieszanin mających za zadanie ochronę nasienia przed szkodliwym wpływem mrożenia i rozmrażania. Ale stosując te same parametry mrożenia, te same składniki ekstenderów, różne buhaje mrożą się różnie. Osobnicza zmienność potrafi być nieprzewidywalna, i wciąż mamy problemy z przewidzeniem, jak skutecznie nasienie danego byka będzie się mrozić, i jak skutecznie po rozmrożeniu będzie ono w procesie sztucznej inseminacji.

I tu właśnie znajduje się nisza dla moich badań – poszukiwać będę wskaźników w nasieniu, biomarkerów, które pozwoliłyby mi stwierdzić – „ten byk będzie mroził się świetnie, a ten słabo – próba jego mrożenia to strata czasu”. Poszukiwania prowadzone będą wśród białek, i mamy nadzieję, że znajdziemy jakieś które pozwoliłoby nam na prowadzenie tego typu przewidywań. Trochę na zasadzie starego systemu sprawdzania czystości wody, którą stosowałem mając 10 lat. Są raki? To pewnie woda czysta. Nie ma? To lepiej do niej nie wchodzić. Co prawda będąc dziesięciolatkiem i tak do niej wchodziłem, ale powiedzmy, że uważałem, żeby za bardzo się nią nie zachłysnąć.

Odnalezienie takiego białka nie będzie zadaniem łatwym. Wiedzą to już wszyscy ekologowie, którzy próbują usilnie znaleźć doskonalsze (dużo doskonalsze) wskaźniki czystości wód od tego mojego z dzieciństwa. Tak jak oni szukają gatunków, których obecność pozwoliłaby określić stan czystości środowiska, tak jak będę szukać białek, które wskazują, że środowisko sprzyja albo nie sprzyja kriokonserwacji. I tak jak oni, którzy napotykają się na piętrzące się problemy przypadkowych migracji i nieprzewidywalnych interakcji międzygatunkowych, ja też ja spodziewam się, że stoi przede mną niełatwe zadanie. I zapewne nie tylko mną, bo nie sądzę, żebym sam ten temat zamknął. 

I teraz pojawia się pytanie – co to kogo obchodzi? Wiadomo, że mnie – uważam temat za niezwykle intrygujący, dający duże pole do manewru i nie zbadany jeszcze w zadowalającym stopniu. Czy powinno to interesować moich znajomych po politechnice czy humanistyce? Odpowiedź jest prosta – nie powinno. Tak jak ja nie muszę wiedzieć na której belce w zadaszeniu spoczywa największy ciężar, tak architekt nie powinien zawracać sobie głowy perforacją błony komórkowej plemnika w trakcie mrożenia. Świadoma ignorancja jest w obecnych czasach, przesyconych informacją, konieczna. Ale każdy z nas powinien zdawać sobie sprawę z tego, w jaki sposób działa nauka. Zbyt wiele razy spotkałem się z opinią, że robienie tego czy tamtego w nauce jest bez sensu. Bardzo mało badań naukowych jest bez sensu. Szkodliwym jest, że ludzie spoza środowiska naukowego nie mają niejednokrotnie bladego pojęcia o tym jak wygląda działalność naukowca i o tym, w jaki sposób rozwija się wiedza i jak dochodzi się do nowych osiągnięć i rozwiązań. Straszne są opinie, że zamiast „tracić pieniądze” na szukanie cząstek elementarnych powinniśmy dać te pieniądze na szukanie lekarstwa na raka. Nauka nie działa w ten sposób.

Czas na małą dygresję. W pierwszej połowie XX w. Paul Dirac w eksperymentach myślowych przewidział istnienie odwrotności elektronu – pozytonu. Anytcząstki, która nie ma prawa istnieć zbyt długo w naturze, bo ulega anihilacji po napotkaniu elektronu. Kilkadziesiąt lat później, w maszynach wartych grube miliony, potwierdzono teoretyczne dywagacje Dirac’a. Wyprodukowano pozyton. Z punktu widzenia przeciętnego Kowalskiego, rzecz zupełnie bezwartościowa.

W wieku XXI mamy tomografię pozytonową, która pozwala wykrywać zmiany mózgu, serca, stanów zapalnych i nowotworów, i która pomaga ratować życia. Od teoretycznego rozważania, które w wątpliwość poddawał sam autor, do maszyny która pozwala walczyć z jednymi z najgorszych chorób naszej cywilizacji. Tak działa nauka.

Odszedłem mocno od tematu moich badań, ale ten mocny przykład pokazuje, jak bardzo niezwiązane ze sobą rzeczy mogą na siebie wpłynąć. Czy moje badania będą „przydatne”? Tak. Raczej nie zmienią obrazu w jaki widzimy świat i nie uratują nikomu życia, ale będą przydatne. W jakimś stopniu muszą być. Jeżeli okaże się, że nie ma żadnych markerów przydatności do kriokonserwacji, to przynajmniej będziemy to wiedzieć, i będziemy mogli przejść do dalszych obszarów badań. Jeżeli tam będą, może uda się opracować proste testy na obecność danych białek. I może pozwoli to na lepszą i szybszą ocenę nasienia, dzięki czemu hodowca uniknie strat finansowych wynikających z prób mrożenia nasienia, które na kriokonserwację odpowiada bardzo słabo. Kolejny krok w udoskonaleniu hodowli bydła. I może ten cały łańcuch skończy się tym, że hodowla bydła będzie przynosiła ułamek procenta więcej zysków dla hodowców. Albo że wołowina przez kilka miesięcy potanieje o 3 grosze na kilogramie. Oczywiście teraz troszkę się podśmiewam – jak to zazwyczaj bywa, moje badania nie wpłyną w żaden znaczący sposób na jakość życia Kowalskiego. Ale Kowalski musi zrozumieć, że nie po to są prowadzone. Są prowadzone dla tych kilku hodowców, którym być może ułatwi kiedyś życie. Albo dla doktoranta, które kilka lat po mnie znów spojrzy na temat, i odkryje coś całkiem nowego. Są po to, żeby poszerzyć granice wiedzy, nawet jeśli tylko o to jedno białko z kilku tysięcy tych znajdujących się w nasieniu. A jeżeli komuś do czegoś to się przyda, to tym lepiej.

Błażej Westfalewicz