Nobelista Jean-Marie Lehn: Lidé dnes někdy zapomínají na to, že úspěch si musíte odpracovat

Kolikrát jste již byl v České republice? 

Více než třicetkrát. Poprvé jsem zde byl v 60. letech. Vidím, jak se Česká republika rozvíjí. V politice, ve veřejném prostoru – vidím, jak se zde opravují budovy.  Rozvíjí se i ve vědě, jejíž kvalita roste. Jedním z ukazatelů je to, že čeští vědci získávají víc a víc ERC grantů. Jsem rád, že mohu spolu s francouzskou ambasádou a partnery každoročně ocenit mladé české vědce.  

Je nějaký český vědec, kterého považujete za opravdu dobrého? 

Je jich mnoho, nejen jeden. Nechci vypichovat konkrétní jména, srovnávat je těžké. Opravdová věda navíc mnohdy přichází nečekaně a ti, kteří si myslí, že jsou ti nejlepší, jimi nemusí nutně být. Vezměte si třeba nositele Nobelovy ceny za vakcínu proti covidu (Katalin Karikóová a Američan Drew Weissman, pozn. redakce). Nebyli to Einsteinové, ale přišli s něčím velmi dobrým a důležitým. 

Věnujete se chemii. Byl jste spíš teoretik, který rád předpovídal, nebo experimentátor, který pak teorie dokazoval? 

Měnilo se to v průběhu časů. V průběhu doktorského studia jsem byl experimentátor a pak jsem se čím dál více posouval k teoriím a k fyzice. A pak zase zpět k experimentům a chemii. Studovala jste chemii? 

Ne, veterinární medicínu. 

To je v pořádku, i takové lidi potřebujeme. 

Mechanismus rozpoznávání molekul, za který jste získal Nobelovu cenu, mi nejdříve zněl hodně vzdáleně, ale pak jsem si uvědomila, že to je vlastně něco, co jsme se učili v prvním ročníku na vysoké škole – jak se enzymy se substrátem rozpoznávají. Jako zámek s klíčem. 

Ano, ale chemie je mnohem širší než jen přírodní produkty. My lidé jsme produkty biologie a podívejte se, jak jsme omezení. 

Proč jste se tedy rozhodl studovat něco, co je v biologii a našich tělech velmi přítomné a důležité? Například v membránovém transportu? Čím vás to přitahovalo? 

Zajímalo mě, jak funguje náš nervový systém. Ale nebyl jsem biochemik nebo biolog. Tak jsem se díval po něčem z podstaty víc chemickém. A to byl akční potenciál v nervových buňkách a změna koncentrace sodných a draselných iontů. Bylo to dostatečné jednoduché, abych tomu rozuměl. A pak jsem začal zkoušet vytvářet látky, které by uměly rozlišit potenciál tak jako membrány. Protože když nerozlišíte potenciál, dostanete zkrat –  a to nechcete. Uvědomil jsem si, že jde o selektivitu a specifitu k draslíku či sodíku, které zapříčiňují efektivní molekulární rozpoznávání. 

Zmínila jste model zámku a klíče v enzymatickém rozpoznávání. Toto slovní spojení použil poprvé Emil Fischer ve svém emblematickém článku v roce 1894. Já se chtěl podívat na ten klíč, na objekty, které se navzájem rozpoznávají, a položit si otázku: proč to tak je? Je to tak proto, protože spolu tyto objekty interagují. Nespojují se, ale interagují. Je to fyzika a chemie dohromady. Chemie jsou reakce, fyzika jsou interakce. Sodík interaguje s kavitou (dutinou) způsobem, který závisí na její velikosti a na vazebných místech kolem ní. Co když přijde draslík, který je větší? A co rubidium, co cesium? Prozkoumal jsem všechny sférické kavity, pak další geometrie, pak jiné náboje, komplikovanější molekuly… krok za krokem. 

Lze říct, že když máte jednu molekulu, tak kromě náboje nemá fyzikální vlastnosti, ale jakmile spolu interaguje víc molekul, tak se objevují další a další fyzikální vlastnosti? 

Ano, přesně tak to je. Když máte jednu molekulu vody, nemá žádné vlastnosti – nemůže se vařit, nemrzne, nemá index lomu, nemá viskozitu. Když ale máte sklenici vody a v ní je těch molekul mnoho, tak spolu interagují, a tím voda získá tyto vlastnosti. A když do té vody přidáte sůl, zase změníte její vlastnosti. U jedné molekuly můžete udělat ab initio výpočty a spoustu věcí předpovědět. V 70. letech to na tehdejších počítačích trvalo měsíce, dnes vám to zabere pár minut. Ale čím víc molekul máte, tím těžší je předpovědět vlastnosti, které vyplývají z interakcí mezi těmito molekulami.

Bylo pro vás těžké pokračovat v práci po tom, co jste získal Nobelovu cenu? To je přece vrchol, co po něm? 

Ne, prostě jsem pokračoval. Dál mě zajímaly interakce mezi molekulami v supramolekulární chemii. Zkoumal a dokazoval jsem jevy, které nastávají, až když máte víc molekul pohromadě a dochází mezi nimi k nekovalentním interakcím. Molekuly jsou jako společnost. Nechovají se stejně když jsou samy a když jsou pohromadě. Lidé běhající po Praze také nejsou stejní, jako když je izolujete na poušti. Zajímá mě celkový obraz, protože fakta nikdy nejsou izolovaná. Když se dívám na soubor stromů, vidím les. 

Myslíte, že vám k tomuto vidění pomohlo i studium filozofie v posledním ročníku střední školy? 

Určitě. Filozofie vám dá určitý způsob myšlení. V tom, co dělám, potřebuji vidět logiku, potřebuji být schopen dedukovat jednu věc z jiné. Ale zároveň mě na chemii lákalo, že v ní stejně jako v dalších „tvrdých vědách“ můžete věci dokázat. Ve filozofii můžete přemýšlet a vymýšlet pěkné teorie, ale nemáte žádný důkaz. 

Vědec však musí být velmi pozorný i k tomu, co nedovede dokázat a předpovědět. To je často důležitější než to, co dovedete předpovědět. Jeden můj kolega říkal: když něco dovedete předpovědět, tak provádíte jen měření. Ale to, co nedovedete předpovědět, to může být objev. 

Je v chemii víc věcí, které dovedete předpovědět nebo těch, které předpovědět nedovedete? 

Myslím, že v současné době dovedeme předpovědět mnoho věcí, ale ne nutně ty nejzajímavější. Stále také máme velký prostor pro potvrzení věcí, které byly předpovězeny před dlouhou dobou. Ve fyzice ještě víc – třeba gravitační vlny, které Einstein předpověděl už na začátku 20. století. Můžeme postavit stroj, který prokáže, že gravitační vlny dorazily, pokud existují. 

---

Kryptandy jsou klecovité struktury schopné selektivně vázat specifické ionty nebo molekuly, často se používají k zachycení kovových iontů. Název „kryptand" je odvozen z řeckého slova „kryptos," což znamená skrytý. Název odráží jeho schopnost kryptandu zapouzdřit hostující molekuly uvnitř své struktury.

Kryptandy se skládají z několika propojených polyetherových řetězců, které vytvářejí trojrozměrnou dutinu. Tato dutina může hostit různé hostující ionty, obvykle kovové kationty, prostřednictvím nekovalentních interakcí, jako jsou iontové vazby, vodíkové vazby a van der Waalsovy síly. Vazební specificita a síla kryptandu závisí na jeho velikosti, tvaru a povaze jeho vazebných míst.

Kryptandy jsou obzvláště významné v chemickém výzkumu a průmyslu pro svou schopnost:

1. Usnadňovat studium transportu a separace iontů.
2. Zvyšovat stabilitu a rozpustnost iontových sloučenin.
3. Sloužit jako katalyzátory nebo nosiče v různých chemických procesech.

 

Nákres kryptandu, autor: Pavel Lhoták, vedoucí skupiny Skupiny supramolekulární chemie na VŠCHT v Praze

---

Co byste poradil mladým vědcům v České republice? 

Studujte a pracujte. Lidé dnes někdy zapomínají na to, že úspěch si musíte odpracovat. A nemusíte mít hned jako cíl, že usilujete o Nobelovu cenu, jen prostě studujte. 

Mám však ještě tři rady, které rád přirovnávám k vlaku. Za prvé: nezmeškejte vlak. Když se něčemu věnujete, můžete narazit na něco nového. Nezmeškejte to, neignorujte to. Když se vám něco nezdá normální, tak se snažte přijít na to, proč je to zvláštní, i když to bude těžké. 

Druhá rada – nenasakujte na vlak, který je už plný. Když se budete věnovat vědní doméně, které se věnuje už mnoho lidí, tak sice pravděpodobně získáte mnoho citací, ale často to nebudou příliš originální věci. S tímhle třeba bojují mladí Číňané, kteří jsou pod velkým publikačním tlakem. Není snadné najít v dnešní době rovnováhu mezi tím být originální a potřebou být součástí davu. Není to snadné ani v grantových žádostech, protože když hodnotitelé grantů vidí, že máte třeba 110 publikací, které byly dostatečně citované, tak sice možná nejste originální, ale alespoň mají v ruce důkaz, že jste nějak kvalitní. Pokud ale o peníze žádá někdo, kdo přijde s dvěma články, které navíc byly tak originální, že je ještě ani moc lidí necitovalo… jak poznáte jeho kvalitu? Je to pro hodnotitele velmi těžké. 

A třetí rada zní: nemyslete v zajetých kolejích, v nichž jste byli učeni. Zkuste myslet opačně. Samozřejmě v mnoha případech to nedává smysl, je to dokonce hloupé, protože to, čemu jsme učeni, bývá založeno na mnoha důkazech. Nicméně možná ojediněle objevíte něco originálního, a tomu byste měli být otevření. My třeba objevili supramolekulární materiály, které jsou adaptivní, křehké, a toho se snažíme využít. Tyto materiály se mohou přizpůsobit prostředí, rozpadnout se a sestavit se zase jinak a adaptovat se tak na změny. V adaptivní chemii vidím velkou budoucnost. 

Pocházíte z Alsaska. Jaký je váš rodný jazyk, francouzština? 

Samozřejmě. 

Mluvíte i německy? 

Narodil jsem se v roce 1939 a chlapíci z druhého břehu Rýna byli v té době u moci. Byli jsme okupovaní. Takže když jsem byl mladý, nesměl jsem mluvit francouzsky. Musel jsem mluvit německy. 

Ve vašem rodišti se zrodila i Evropská unie, resp. její předchůdce Evropské společenství uhlí a oceli. Jak vnímáte dnes Evropskou unii? 

Jako velmi křehkou, roztřesenou. Vůbec se mi to nelíbí. Musíme dávat velký pozor, aby nám Evropská unie nezmizela. To by byla velká katastrofa 21. století. 

 

Autorka: Vladislava Vojtíšková (Vědavýzkum.cz)

Za kontrolu faktografie z oblasti chemie děkujeme Pavlu Lhotákovi, vedoucímu skupiny supramolekulární chemie na Vysoké škole chemicko-technologické.

---

Jean-Marie Lehn (narozen 30. září 1939) je francouzský chemik, profesor na univerzitě ve Štrasburku. V roce 1987 obdržel Nobelovu cenu za chemii spolu s Donaldem Cramem a Charlesem Pedersenem „za jejich vývoj a využití molekul se strukturálně specifickými interakcemi s vysokou selektivitou." Popsal proces, kterým se molekuly navzájem rozpoznávají. Například léky „vědí", kterou buňku zničit a kterou nechat žít. Syntetizoval tzv. kryptandy (vice o kryptandech v infoboxu).

Lehn byl jedním z prvních inovátorů v oblasti supramolekulární chemie, která se zabývá chemií molekulárních komplexů vytvořených ze spojení molekuly-hostitele a molekuly-hosta pomocí intermolekulárních, nekovalentních interakcí. 

V roce 1990 získal čestný doktorát od Univerzity Karlovy, poté přišel s myšlenkou udělovat mladým českým vědcům působícím v chemii ocenění. Tato ocenění se postupně rozšířila, uděluje je francouzská ambasáda spolu s partnery.