Ústav organické chemie a biochemie AV ČR připisuje na své konto další velký úspěch. Evropská výzkumná rada (European Research Council) udělila fyzikálnímu chemikovi, vedoucímu vědecké skupiny z ÚOCHB prof. Pavlu Jungwirthovi prestižní ERC Advanced grant, se kterým se pojí finanční podpora dva a půl milionu eur. V Česku se těchto grantů rozdalo zatím jen osm, z toho dva z nich v minulosti putovaly do ÚOCHB. Současné skóre tedy řadí Ústav organické chemie a biochemie mezi absolutní českou špičku.
Modelování iontově řízených procesů
ERC granty platí v Evropě i ve světě za doklad kvality výzkumu. V kategorii Advanced na ně v celé Evropské unii dosáhne ročně jen zhruba dvě stě vědců. Letos je jich přesně 218. Pro samotného výzkumníka je tedy už zařazení do tohoto programu vysokým oceněním jeho práce. Ta musí být založená na neotřelé myšlence nebo na novátorském přístupu k řešenému problému.
Prof. Pavel Jungwirth, který vede v ÚOCHB vědeckou skupinu Molekulové modelování, získal grant na projekt Q-SCALING: Modelling Ion-Controlled Biological Processes with the Correct Molecular Toolbox (Q-Škálování: Modelování iontově řízených biologických procesů pomocí správné sady molekulových nástrojů).
V rámci projektu Q-Scaling chce Pavel Jungwirth a jeho tým vytvořit počítačový nástroj, který umožní modelovat působení iontů v biologickém prostředí, a to bez dodatečných nákladů na výpočetní techniku. Díky tomu dokážou výzkumníci přesně popsat a využít biologický potenciál iontů, což se dá v budoucnu využít například pro racionální vývoj léčiv nebo pro jejich transport do buněk.
Jeden tep za milion let
Pro představu jeden konkrétní příklad. Vazba vápenatých iontů na protein kalmodulin přímo souvisí se synchronizací kontrakce buněk myokardu při srdeční činnosti. Standardní výpočetní modely molekulové dynamiky tuto vazbu natolik přeceňují, že by takové srdce vykonávalo jen jeden tep za milion let. Metodika, kterou vyvíjí Pavel Jungwirth, v současnosti předpovídá srdeční činnost, kde srdce tepe jednou za šest hodin.
Cílem je zpřesnit výpočty tak, aby se model dostal co nejblíž fyziologicky správným šedesáti úderům za minutu. Pomocí nového nástroje by tak mělo být možné přesně popisovat specifické procesy nejen na úrovni molekul, ale i na úrovni mnohem složitějších systémů, jako jsou buňky či celé orgány.
Pavel Jungwirth tvrdí, že v jeho projektu nejde až tolik o průlomový objev, jako spíš o vývoj metodiky, díky níž mohou velké vědecké objevy následně vzniknout. Výzkum, na který získal ERC Advanced grant, vnímá jako službu vědecké komunitě.
„Řekl jsem si, že se pustím do něčeho ne tak zábavného, jako to, co jsme dělali dříve, ale do něčeho, co může pomoct všem.“ S nadsázkou Pavel Jungwirth poznamenává: “Je to nuda. Ale užitečná. Neděláme objev, děláme nový a lepší nástroj ke správnému popisu biologických procesů řízených ionty.“
Molekulární modelování popisuje molekulové systémy a nabízí představu o jejich struktuře. Zásadním problémem je přitom přesnost popisu interakcí mezi molekulami. Zpřesnění popisu iontů v biologických systémech je jádrem oceněného projektu.
Strojové učení může dnes celý proces urychlit. Možnosti umělé inteligence plánuje ve svém výzkumu naplno využít i Pavel Jungwirth. Vysvětluje: „To, co by dřív dělalo dvacet lidí dvacet let, může za pomoci AI zvládnout pětičlenný tým za pět let.“ Do projektu by chtěl zapojit i své bývalé žáky po celém světě. Výzkumníci z různých zemí by tak mohli nový nástroj průběžně zkoušet a dodávat do Prahy tolik potřebnou zpětnou vazbu.
Granty pro evropskou vědeckou špičku
Prof. Pavel Jungwirth alokoval na pětiletý výzkum 2,5 milionu eur. To je v případě ERC Advanced grantu maximální částka udělované finanční podpory. Šance, že vědci a vědkyně tuto podporu pro svůj výzkum získají, není velká, v průměru jen zhruba 13 %. V programu Horizon 2020 je na ERC granty vyčleněno celkem 16 mld. eur, v rámci Advanced grantů se letos rozdělilo skoro 550 mil. eur.
ERC Advanced granty jsou určené pro mezinárodně uznávané odborníky, kteří se v oboru už etablovali a prokazatelně jej ovlivnili. To znamená, že v posledních deseti letech vyústila jejich vědecká činnost v průlomové objevy nebo výrazně posunula poznání, a to v celosvětovém měřítku. Z řad úspěšných uchazečů o grant ERC se rekrutuje dvanáct nositelů Nobelovy ceny, šest matematiků oceněných Fieldsovou medailí a jedenáct držitelů Wolfovy ceny.
V Česku se letos podařilo získat ERC Advanced grant celkem čtyřem vědcům. Kromě ÚOCHB směřují díky tomu důležité evropské peníze na ČVUT v Praze, Univerzitu Pardubice a Fyzikální ústav AV ČR. S tím souvisí jedna zajímavost. Vědecký úspěch slaví i další člen rodiny Jungwirthovy. ERC Advanced grant totiž kromě fyzikálního chemika prof. Pavla Jungwirtha získal letos i jeho bratr, přední český fyzik, prof. Tomáš Jungwirth.
+420 220 183 151
