S Helenou Illnerovou, bývalou předsedkyní Akademie věd ČR a bývalou předsedkyní a dnes emeritní členkou Učené společnosti, jsme se sešly k dlouhému rozhovoru, který čtenářům rozdělujeme na dvě části, první se týká jejího oboru – chronobiologie. Čím ona sama přispěla k rozvoji tohoto oboru, co pro ni byl zasvěcující zážitek a jak hodnotí udělení Nobelovy ceny svému oboru?
Vy jste se dostala v roce 1969 na stáž do Ameriky, překvapilo vás tam něco v přístupu k vědě?
Pro mě bylo zajímavé hlavně prostředí New Yorku, jednou za měsíc se tam scházel takový intelektuální biologický New York na tzv. Harvey Lectures. To bylo opravdu dobré a snažila jsem se tam pochytit, co dělají. V roce 1969 jsem si myslela, že mám poslední možnost vyjet ven. Můj muž dostal stipendium na Columbia University na sociologii a já jsem si hledala okamžitě zaměstnání v New Yorku, kam jsme odjeli i s dětmi. Našla jsem místo na téže univerzitě na biochemii v laboratoři, která zkoumala enzym tryptofan oxygenázu. Měla jsem stanovovat mRNA tohoto enzymu, což tehdy nikdo nedělal, tím spíše ne já. Ale já už jsem měla v té době velice zajímavé výsledky týkající se výzkumu epifýzy a světla a nechtěla jsem si předělávat tématiku. Ale myslím, že právě tam jsem poprvé pochopila, že to bez molekulární biologie v budoucnu nepůjde.
Zmíněná stáž mi dala širší přehled a poznala jsem, že si musím doplnit některé znalosti. Na druhou stranu si myslím, že fyziologické přístupy a zacházení s laboratorními zvířaty jsem uměla lépe než oni. Stáž byla i zajímavá po stránce složení ústavu. Jela jsem do demokratické země a najednou viděla, jak doktoři jdou zvlášť na oběd, laboranti zvlášť, uklízečky také, tyto skupiny se zkrátka nemísily. Na takové rozdíly jsem nebyla zvyklá.
Ale jinak nemám pocit, že jsem byla někde, kde mě to duševně obohatilo. Dokonce si myslím, že v důsledku toho, že jsem nesměla moc cestovat a šla jsem po určitou dobu ve svém výzkumu epifýzy krok za krokem úzkým pruhem poznání mimo hlavní směr, jsem mohla mít úplně originální přístup.
Myslíte, že i dnes se mladí vědci obejdou bez zkušenosti ze zahraničí?
Ne, dnes je zahraniční zkušenost naprosto nutná. Já jsem i tenkrát věděla, že je nezbytností, a proto jsem chtěla vyjet. Jenom tehdy, při zřejmé izolovanosti člověk poznal, že je nutné zkusit si to sám. A najednou zjistil, že ačkoliv o řešeném problému věděl docela málo, jede originálně. Tenkrát nebylo reálné objednávat chemikálie z ciziny, spoustu sloučenin jsem si jako chemik musela připravovat sama.
Jaké další limity tehdejší izolovanost přinášela?
Problém byl, když jsem se dostala na chronobiologickou konferenci v roce 1989 a měla jsem zajímavé a nové výsledky, bylo mi sděleno, že už jsou jim známé, sdělené na jiné konferenci profesorem Pittendrightem. A když jsem se následně ptala, kde svá zjištění publikoval, dozvěděla jsem se, že nikde. Jen to prostě někde sdělil, ale k této informaci jsem se já nemohla dostat, neb jsem na zmíněné konferenci ze zřejmých důvodů nemohla být.
Takže vás nepouštěli ani na konference?
Poprvé jsem se dostala na soukromou výjezdní doložku na setkání společnosti European Pineal Study Group (Evropská skupina pro studium epifýzy) v Amsterodamu v roce 1978. To sice byla evropská společnost, ale začali se k ní družit i Američané. Zásadní bylo, že zahrnovala i východní Evropu, takže člověk mohl jet bez problémů na konference, když se konaly např. v Polsku nebo východním Německu. Tam si člověk udělal kamarády. A to bylo zasvěcující.
A díky navázanému přátelství s Klausem Hoffmanem z Max-Planck Institutu jsem mohla do studia epifýzy přinést chronobiologický pohled. Klaus Hoffman pracoval s profesorem Aschoffem a byli to takoví kapitáni chronobiologie, Jürgen Aschoff v Evropě a Colin S. Pittendrigh v Americe. Ale Aschoff říkal: „Já jsem biskup a Pittendrigh je papež“.
A měl pravdu?
Jednoznačně, Pittendrigh razil obor biologických rytmů, dal mu terminologii, hlavně z fyziky (z vlnění) a dalších příbuzných oborů. Hodně přemýšlel a často chodil na ryby, byl milovník přírody: sledoval biologické rytmy u komárů a octomilek a objevil, jak se za den nebo dva změní po osvětlení jejich rytmus pohybové aktivity. Na to přišel proto, že šel na tak dlouho na ryby a pak, až se vrátil, tak si toho povšiml. Také říkával, že nemusí číst vědecké články, protože on vědeckou literaturu tvoří. Kdyby mu sečetli jeho články dnes, nebylo by jich moc, ale zato je každý absolutní perlou.
Když jsem přišla do skupiny chronobiologů u příležitosti narozenin Jürgena Aschoffa v roce 1980, bylo to pro mě něco úžasného. Chronobiologie mě nadchla, protože se člověk mohl bavit s entomologem stejně jako s botanikem, psychiatrem nebo endokrinologem a biologické rytmy nás všechny propojovaly.
Kdy byla chronobiologie vlastně založena?
Já jsem přesvědčená, že začátek se datuje někdy k roku 1960, kdy se v Cold Spring Harbor na Long Island konala první konference, která definovala tzv. The Biological Clock. Do té doby byly silné školy, které říkaly: „Jaképak hodiny, všechno je odpověď na to, co se děje ve vnějším prostředí a z tohoto pohledu je to nezajímavé“.
Dohadování o tom, že to jsou skutečně vnitřní rytmy a fungují i bez vnějších cyklických vlivů z prostředí, trvalo dlouho. Po roce 1960 byla jevu biologických rytmů definována terminologie a zkoumalo se, jak fungují u různých typů organismů.
A čím jste do té diskuse přispěla vy se svými výsledky?
Něčím skutečně atypickým. Já jsem studovala zhruba denní, tj. cirkadiánní rytmus v tvorbě melatoninu v epifýze savců, zejména potkana. A myslím, že jsem byla první, kdo skutečně ukázal okamžitý efekt světla v noci na hladinu serotoninu, z něhož se melatonin tvoří, a na samotnou tvorbu melatoninu.
Po osvětlení v noci téměř hned stoupne v epifýze nízká noční hladina serotoninu na vysokou hladinu denní a vysoká noční tvorba melatoninu klesne na nízkou denní. Rytmus v tvorbě melatoninu jsme pak jako první, to již i s Jiřím Vaněčkem, používali jako biochemický rytmus ke sledování vlivu světla na cirkadiánní rytmy.
To bylo naše štěstí, protože jsme tak měli v rukou něco, co neměli i původní chronobiologové. Ti všichni sledovali denní rytmus v pohybové aktivitě zvířat, u kterého se dobře pozná začátek aktivity, ale konec se špatně odečítá. Takže oni měli pouze jeden marker, jeden ukazatel rytmu, který sledovali. A ani netušili, že by měli měřit ještě nějaký další.
U rytmu v tvorbě melatoninu jsou však naprosto fantastické dva markery – večerní, když tvorba melatoninu začíná stoupat a ranní, když klesá. Melatonin se totiž tvoří pouze v noci. A právě s tím se následně daly dělat překrásné věci.
Například?
Třeba jsme nabourali dogma, které v chronobiologii platilo, že zatímco zpoždění biologických rytmů, a tudíž i hodin, které je řídí, je možné dosáhnout téměř okamžitě, tak jejich předběhnutí trvá několik dnů.
Jenže u tvorby melatoninu to předběhnutí také nastane okamžitě, a to u ranního poklesu v jeho tvorbě, akorát trvá déle, než se projeví i ve večerním vzestupu.
My jsme byli první, kdo začal měřit dva markery jednoho rytmu. A každý z nich byl úplně jinak posouvaný světlem. Do půlnoci jedna minuta světla způsobí dlouhodobé zpoždění rytmu melatoninu a po půlnoci stejná minuta světla jeho dlouhodobé předběhnutí.
Zdálo se mi to jako z nějaké čarodějné knížky. Proč je tam taková striktní hranice? Doteď nechápu – a nikdo mi nikdy nevysvětlil – ten absolutně fascinující předěl, který nastane v biologickou půlnoc.
K jakým dalším objevům vedly vámi používané dva markery?
Například jsme jako první definovali, že délka nočního melatoninového signálu se mění během roku v závislosti na délce dne.
A spolu s Alenou Sumovou (převzala vedení laboratoře Biologických rytmů, dříve Neurohumorálních regulací na Fyziologickém ústavu AV ČR, po Heleně Illnerové a dodnes jej řídí, pozn. red.) jsme jako první potvrdily, že i biologické hodiny v mozku řídící cirkadiánní rytmy se mění v závislosti na měnící se délce dne, a že tedy neudávají jen denní řád, ale slouží též jako kalendář.
A naše poznatky nás vedly k závěru, že centrální hodiny v mozku nejsou kompaktní, ale skládají se z více, a to nejméně dvou, oscilátorů – večerního a ranního. Ale to předvídal již „papež“ chronobiologie Colin S.Pittendrigh.
Kdy jste si vlastně uvědomila, že jste chronobiolog?
Kdybych mluvila o zasvěcení do chronobiologie, nebyla by to žádná návštěva konference nebo práce v Americe, ale pět článků, které vyšly na konci sedmdesátých let v Journal of Physiology, který nikdo moc nečetl. A tam napsal právě Colin Pittendrigh a jeho student Serge Daan. Články byly očíslované římskými číslicemi, a byla v nich popisována terminologie oboru, periody a fázové posuny rytmů v pohybové aktivitě savců.
Zmíněné články tak byly impulsem ve vaší kariéře?
Když jsem články četla, už jsem měla v ruce naše výsledky pokusů se světlem. Vzala jsem je s sebou na dovolenou na Chopok s dětmi, manželem a kamarády. Neměla jsem na ně moc čas, tak jsem je četla ráno a večer na palandě pod peřinou s baterkou v ruce – a byla jsem z nich naprosto unešená.
I já jsem poté hojně publikovala články s chronobiologickou tématikou, ale bohužel často v časopisech věnovaných endokrinologii či přímo epifýze.
Zlom nastal, když jsem byla v roce 1989 puštěna na Gordon konferenci o chronobiologii, to mi bylo už 51 let. A najednou tam lidé říkali, podívejte se, tamhle je Illnerová. Většinou mě nikdy předtím neviděli, a přesto jsem si najednou uvědomila, že mám v oboru jméno.
Chronobiologie je zlatá žíla
Jak jste prožívala udělení Nobelovy ceny za fyziologii a lékařství pro chronobiologii v roce 2017?
Měla jsem – díky Danielu Stachovi – příležitost komentovat udělení ceny v Hydeparku Civilizace v ČT. Mám však pocit, že to, za co byla udělena, byl jenom mezistupeň vývoje výzkumu, protože už nastoupila molekulární biologie.
Ve skutečnosti už předtím působila a publikovala vědecká skupina Konopka a Benzer, která byla schopna izolovat octomilky s různě dlouhou periodou rytmu v pohybové aktivitě či úplně arytmické. Gen zodpovědný za periodu biologických rytmů nazvali Per (Period). Tyto octomilky užila k izolaci genu Per a dalších hodinových genů trojice nobelistů Hall, Rosbash a Young.
Na ně navázali další, kteří objevovali tzv. hodinové geny u savců, např. silná vědecká skupina kolem Josepha Takahashiho či Steva Repperta.
Takže myslíte, že ji měl dostat někdo jiný?
Měla jsem pocit, že je udělení nobelovky spíše náhodná záležitost. Dostali to tři vědci, ale chyběl mezi nimi student Paul Hardin, který byl první autor naprosto nejdůležitější práce, jež ukázala zpětnovazebnou smyčku hodinového genu Per. Tento gen se přepisuje do proteinu PER a ten potom následně v jádře buňky blokuje svou vlastní tvorbu.
Nemůžu si pomoct, ale nejvíce se o biologické hodiny zasloužili ti, kdo jasně řekli, že biologické rytmy jsou geneticky dány a jsou vrozené. Bez těchto lidí by celý obor chronobiologie nevznikl, ale bohužel pro nás, už v té době byli mrtví.
Jestli měl někdo dostat Nobelovu cenu za objev chronobiologie, byl to Colin Pittendrigh. Bylo úžasné, že byly nalezeny hodinové geny, že byla popsaná nějaká základní smyčka a pak další geny u různých druhů. Ale já za stejně úžasné pokládám to, že bylo v té době již zjištěno, že se nejedná jen o centrální hodiny, které všechno řídí, ale že všechny orgány, tkáně a buňky jsou tzv. oscilátory.
Spíše by se mělo říkat, že nejde jen o centrální biologické hodiny, ale že je to spíše celý časový hierarchický systém. To byla absolutně základní věc.
Proč je podle vás důležité vnímat biologické rytmy spíše tímto způsobem?
Nejen podle mě. Colin Pittendrigh, než zemřel, napsal dopis přátelům, byl to takový jeho poslední draft, co je ještě nutné udělat. Někde ho mám schovaný. V něm psal, že není možné se na chronobiologii dívat jen jako na biologické hodiny, ale že před sebou máme celý časový systém, který je fantastický. Tomu se následně začala věnovat kolegyně Alena Sumová, která svoji pozornost postupně rozprostřela na všechny možné orgány – první například popsala hodiny ve střevě a také, že v jeho jednotlivých částech jsou hodiny fázově posunuté.
Chronobiologie tak zkoumá všechny orgány těla?
Podle mě je odpovědí na to, že dříve se lidé zajímali jen čistě o prostorovou organizaci orgánů v těle. Každý potřeboval vědět, kde ten který orgán leží, vedle čeho, jak vše na sebe prostorově navazuje a tak dále.
Ovšem naprosto zásadní je to, že vše na sebe musí navazovat také časově, tělo musí být časově organizováno – to je na tom to nejdůležitější a nejkrásnější. Tělo jako celek musí být také synchronizováno s vnějším prostředím. Proto si myslím, že tím, že člověk začal studovat biologické rytmy, narazil na něco nesmírně zajímavého, narazil na zlatou žílu. To jsem měla štěstí!
Ještě sledujete publikační činnost kolegů?
Musím se přiznat, že už literaturu moc nesleduji, už si každý týden nečtu nové publikace. Mám v poslední době dojem, že celková tendence vědy je momentálně soustředěná na aplikace, na aplikovaný výzkum, translační medicínu. Chápu, že je důležité vědět, jak naše poznatky užít pro jednotlivé lékařské směry. Ale pokud nebudeme dělat základní výzkum, tak neposkočíme dál.
Jezdíte ještě na konference?
Já jsem všechny takové aktivity musela ukončit s manželovou nemocí (Michal Illner – sociolog, na konci života trpěl Alzheimerovou chorobou, zemřel v roce 2021, pozn. red.). Ale předtím jsem si třeba zajela někam pro radost, ne že bych měla nové výzkumné výsledky. Naposledy jsem byla pozvaná na konferenci EBRS (European Biological Rhythms Society) v roce 2015 v Manchesteru. Tam jsem obdržela medaili za zásluhy o obor, kterou tato společnost udílí – medaili Ariense Kapperse, což mě samozřejmě potěšilo. Trošku jsem si taky myslela, že si ji zasloužím.
Sledujete stále chod své bývalé laboratoře a Fyziologického ústavu?
Já tam chodívám, když vím, že bude seminář se studenty. Bohužel je to ale tak, že studenti se dneska rychle střídají. Teď jsou tam lidi, se kterými se člověk ani nestihne seznámit, je tam spousta zahraničních studentů, což je ale určitě prima. Na ústav chodím také na celoústavní semináře, zejména když je třeba pozván někdo dobrý ze zahraničí. Navíc si hlídám po Praze, kde je nějaká přednáška, zajímá mě, co se obecně ve vědě děje.
Ale jak je člověk starší a pomalejší, tak mě najednou baví věci, na které jsem nikdy neměla čas, například historie. A hlavně stárnou i mí kamarádi, takže navštěvuji lidi, kde si ještě myslím, že by jim moje návštěva mohla udělat radost.
Autor: Vědavýzkum.cz (VL)
Helena Illnerová je bývalá místopředsedkyně (1993-2001) a později předsedkyně (2001-2005) Akademie věd ČR, působila také jako předsedkyně Učené společnosti ČR (2008-2010). Celou svou vědeckou kariéru pracovala na Fyziologickém ústavu AV ČR, kde po revoluci vedla laboratoř zabývající se mimo jiné biologickými hodinami savců. Je u nás zakladatelkou chronobiologie – nauce o vnitřním časovém systému.
- Autor článku: ne
- Zdroj: Vědavýzkum.cz
