Στο κλίμα της γενικευμένης κατήφειας που βιώνει η χώρα, μια ευχάριστη είδηση ήρθε από την ελληνική ερευνητική κοινότητα και μάλιστα από τους νέους αντιπροσώπους της. Τέσσερις νέοι έλληνες ερευνητές απέσπασαν υποτροφίες από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Ερευνας (European Research Council, ERC) για να συνεχίσουν τα ερευνητικά προγράμματά τους στην επόμενη πενταετία. Το ERC εφέτος μοίρασε συνολικά 670 εκατ. ευρώ σε 480 άριστους νέους επιστήμονες. Για να αντιληφθείτε το είδος των εξετάσεων που έδωσε επιτυχώς η τετράδα, φτάνει να σας πούμε ότι τα ποσοστά επιτυχίας ανέρχονται στο 12% (χρηματοδοτήθηκαν 480 από τις 4.080 αιτήσεις!). Με τις καλύτερες ευχές μας για την πραγματοποίηση των στόχων τους, το «ΒΗΜΑScience» παρουσιάζει σήμερα τους επιστήμονες που μας βγάζουν ασπροπρόσωπους στη διεθνή επιστημονική αρένα.
Ζωή Λυγερού: αντιγραφή DNA στην Πάτρα
Φανταστείτε ότι θέλετε να μοιράσετε ακριβοδίκαια τα υπάρχοντά σας στα δύο σας παιδιά. Μόνο που το πολυτιμότερο απ’ όλα, έναν μυστικό κώδικα βάσει του οποίου θα πρέπει να πορευθούν στη συνέχεια της ζωής τους, τον έχετε σε ένα και μοναδικό αντίγραφο. Τι κάνετε;
Προτού αρχίσετε τη μοιρασιά, αποφασίζετε να αντιγράψετε τον κώδικα και να δώσετε από ένα αντίγραφο στο κάθε παιδί σας. Περιττό να πούμε πόσο σπουδαία είναι η πιστότητα της αντιγραφής: Ενα λάθος και κάποιο από τα παιδιά μπορεί να πάρει τον δρόμο της απωλείας! Αυτή η ακριβοδίκαιη μοιρασιά του γενετικού υλικού (του κώδικα όπου είναι γραμμένες οι οδηγίες της ζωής) είναι το ζητούμενο κάθε φορά που διαιρείται ένα κύτταρο του οργανισμού μας. Και αν σκεφθείτε ότι όλοι εμείς ξεκινήσαμε τη ζωή μας από ένα και μόνο κύτταρο (που προήλθε από τη σύντηξη του ωαρίου της μητέρας μας με ένα σπερματοζωάριο του πατέρα μας) και φτάσαμε να διαθέτουμε τρισεκατομμύρια κύτταρα, αντιλαμβάνεστε ότι η κυτταρική διαίρεση είναι ένα συχνότατο φαινόμενο και πως ο μηχανισμός αντιγραφής του DNA πριν από τη διαίρεση είναι υψίστης σημασίας για την καλή μας υγεία.
Τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα εξασφαλίζουν ότι το γενετικό υλικό τους θα διαβιβαστεί ακέραιο στα θυγατρικά τους, καθώς και το πώς βλάβες στη διαδικασία αυτή σχετίζονται με την εμφάνιση και εξέλιξη του καρκίνου, μελετά η ερευνητική ομάδα της αναπληρώτριας καθηγήτριας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Πάτρας κυρίας Ζωής Λυγερού. Το εγχείρημα της αντιγραφής είναι ένα έργο τιτάνιο: έξι δισεκατομμύρια βάσεις αντιγράφονται με απόλυτη πιστότητα σε μια διαδικασία που διαρκεί πολλές ώρες. Οπως εξήγησε στο «ΒΗΜΑScience» η κυρία Λυγερού, «η αντιγραφή του DNA εκκινά από χιλιάδες αφετηρίες, διασκορπισμένες πάνω στα χρωμοσώματα. Κάθε κύτταρο πρέπει να θυμάται, σε κάθε χρονική στιγμή, ποιες περιοχές του γονιδιώματός του έχει αντιγράψει και ποιες όχι ώστε να εξασφαλίσει ότι κάθε περιοχή θα αντιγραφεί μία και μόνο μία φορά. Αυτή η “μοριακή μνήμη” προσδίδεται από ειδικές πρωτεΐνες, που δεσμεύονται πάνω στο DNA και καθορίζουν πού και πότε θα εκκινήσει η αντιγραφή. Η ομάδα μας έχει αναπτύξει τεχνολογίες που επιτρέπουν τη μικροσκοπική παρατήρηση της διαδικασίας της αντιγραφής του DNA σε ζωντανά μεμονωμένα ανθρώπινα κύτταρα, αλλά και την προσομοίωση της διαδικασίας στον ηλεκτρονικό υπολογιστή».
Αξιοποιώντας τις διεπιστημονικές αυτές προσεγγίσεις, η ομάδα της κυρίας Λυγερού θα μελετήσει τι συμβαίνει σε μοριακό και γενετικό επίπεδο σε έναν πληθυσμό κυττάρων όπου ο έλεγχος της αντιγραφής του DNA έχει απορρυθμιστεί και πώς η απορρύθμιση αυτή μπορεί να σχετίζεται με την εμφάνιση και εξέλιξη του καρκίνου. «Ο καρκίνος εμφανίζεται λόγω συσσώρευσης βλαβών στο γενετικό υλικό των κυττάρων. Τα καρκινικά κύτταρα είναι γονιδιωματικά ασταθή και γρήγορα μετεξελίσσονται με αποτέλεσμα να ανθίστανται στην αντικαρκινική θεραπεία. Τα ευρήματα της μελέτης αναμένεται να βοηθήσουν στην κατανόηση των βασικών μοριακών μηχανισμών που εξασφαλίζουν τη γονιδιωματική σταθερότητα όλων των κυττάρων και να διαφωτίσουν τα βήματα που οδηγούν σε καρκινογένεση» δήλωσε η ελληνίδα ερευνήτρια, της οποίας το πρόγραμμα χρηματοδοτήθηκε με 1,5 εκατ. ευρώ.
Απόφοιτος του Τμήματος Βιολογίας του Πανεπιστημίου Αθηνών, η κυρία Λυγερού πραγματοποίησε τη διδακτορική διατριβή στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας (EMBL) στη Χαϊλδεμβέργη της Γερμανίας και στη συνέχεια υπήρξε συνεργάτης του τιμημένου με Βραβείο Νομπέλ Πολ Nερς στη Βρετανία. Η επιστροφή στα πάτρια εδάφη δεν απογοήτευσε την ελληνίδα ερευνήτρια, η οποία είναι αισιόδοξη για το μέλλον της ελληνικής έρευνας, όπως τουλάχιστον αυτό διαφαίνεται στο πανεπιστήμιο όπου υπηρετεί. «Κατά την τελευταία δεκαετία το Πανεπιστήμιο Πατρών έχει επιτύχει να προσελκύσει νέους επιστήμονες με διεθνή καριέρα, να εγκαθιδρύσει ιδρυματικές υποδομές που υποστηρίζουν προηγμένες τεχνολογίες και να μεταφέρει τεχνογνωσία αιχμής στην Πάτρα μέσω διεθνών διεπιστημονικών συνεργασιών, επενδύοντας στη δημιουργία ενός ερευνητικού περιβάλλοντος αριστείας» δήλωσε χαρακτηριστικά.
Γιώργος Βασιλικογιαννάκης: σύνθεση φαρμάκων στην Κρήτη
Εστω ότι μια ουσία η οποία προέρχεται από ένα σπάνιο και μη καλλιεργήσιμο φυτό αποκαλύπτεται αντικαρκινική. Δύο δυνατότητες έχουμε: ή να εξαφανίσουμε το φυτό από προσώπου Γης προσπαθώντας να αποσπάσουμε όσο το δυνατόν μεγαλύτερες ποσότητες από την ουσία-φάρμακο ή να βρούμε τρόπο να τη συνθέσουμε χημικά. Οι ανάγκες για χημική σύνθεση οργανικών ουσιών είναι στην κυριολεξία ατελείωτες και ιστορικά οι χημικοί έχουν αποδειχθεί εξαιρετικά εφευρετικοί. Εκτός όμως από τις ανάγκες για οργανικές ουσίες, αυξημένες είναι σήμερα και οι απαιτήσεις μας για τις προδιαγραφές παραγωγής τους. Δεν μπορούμε πια αβασάνιστα να χρησιμοποιούμε βαρέα μέταλλα, όπως χρώμιο, βανάδιο, όσμιο ή τιτάνιο, καθώς η επίδρασή τους στο περιβάλλον και στον άνθρωπο μπορεί να είναι καταστροφική. Ευκταίο είναι επίσης η ακολουθία των αντιδράσεων που απαιτούνται για την οργανική σύνθεση του μορίου στόχου να μπορεί να πραγματοποιηθεί και σε μεγάλη κλίμακα χωρίς το κόστος να καθίσταται απαγορευτικό. Περιττό να πούμε ότι όσο φθηνότερη η πρώτη ύλη, τόσο το καλύτερο!
Τρόπους να ικανοποιήσει όλες τις παραπάνω προϋποθέσεις έχει ανακαλύψει ο αναπληρωτής καθηγητής κ. Γεώργιος Βασιλικογιαννάκης από το Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Κρήτης. Απόφοιτος και διδάκτωρ του Πανεπιστημίου Κρήτης, ο κ Βασιλικογιαννάκης εργάστηκε ως μεταδιδακτορικός φοιτητής στο πλευρό τού επίσης ελληνικής καταγωγής κορυφαίου χημικού κ. Κ. Νικολάου στο Ινστιτούτο Scripps των ΗΠΑ, προτού επιστρέψει στη γενέτειρα Κρήτη. Το ερευνητικό έργο του στοχεύει στην ανάπτυξη νέων συνθετικών τεχνολογιών με βάση το διεγερμένο μοριακό οξυγόνο.
Η πρώτη ύλη που χρησιμοποιεί ο έλληνας ερευνητής δεν είναι τίποτε άλλο από το οξυγόνο που αναπνέουμε και το οποίο διεγείρεται φωτοχημικά ώστε να μπορέσει να αξιοποιηθεί στην οργανική σύνθεση. Για τη διέγερση δεν χρησιμοποιούνται οργανικοί καταλύτες αλλά φωτοευαίσθητα φυσικά μόρια (όπως π.χ. η χλωροφύλλη των φυτών) τα οποία ονομάζονται φωτοευαισθητοποιητές. Είναι γνωστό εδώ και μερικές δεκαετίες ότι υπό κατάλληλες συνθήκες η απορρόφηση του ορατού φωτός από τους φωτοευαισθητοποιητές έχει συνέπεια τη μεταφορά ενέργειας στο οξυγόνο, το οποίο διεγείρεται και ονομάζεται διεγερμένο μοριακό οξυγόνο. Η επιτυχία του έλληνα ερευνητή έγκειται στη χρήση του παροδικού αυτού δραστικού μορίου για τη σύνθεση βιοδραστικών φυσικών προϊόντων. Με άλλα λόγια, ο κ. Βασιλικογιαννάκης και οι συνεργάτες του πετυχαίνουν να χρησιμοποιήσουν το πολύ δραστικό διεγερμένο οξυγόνο για την εκκίνηση διαδοχικών αντιδράσεων που απαιτούνται για τη σύνθεση περίπλοκων οργανικών ενώσεων στον σωστό τόπο και χρόνο και μέσα στην ίδια φιάλη. Οπως επεσήμανε μιλώντας στο «ΒΗΜΑScience», αυτό σημαίνει «εξοικονόμηση χρόνου, αφού σε μία μόνο φιάλη μπορούν να γίνουν πολλές συνεχόμενες αντιδράσεις της συνθετικής πορείας που έχει επιλεγεί. Με την κλασική, βήμα προς βήμα, σύνθεση οι αντιδράσεις αυτές θα ήθελαν ακόμη και εβδομάδες για να πραγματοποιηθούν». Και ως τα παραπάνω να μην ήταν επαρκή, η ελληνική ερευνητική ομάδα έχει πετύχει ακόμη έναν βασικό στόχο για να καταστήσει τις εφαρμογές του πειραματισμού της φιλικότερες προς το περιβάλλον: δεν χρησιμοποιεί πια οργανικούς διαλύτες (υδρογονάνθρακες, χλωριωμένους υδρογονάνθρακες). Το μέσο διάλυσης είναι το νερό!
Το πρόγραμμα του κ. Βασιλικογιαννάκη θα χρηματοδοτηθεί με 1,338 εκατ. ευρώ. Οπως μας είπε, ένα μέρος από αυτά θα αξιοποιηθεί για υποδομές και αναλώσιμα, ενώ θα εργαστούν στο πρόγραμμα μεταδιδακτορικοί ερευνητές, καθώς επίσης και διδακτορικοί και μεταπτυχιακοί φοιτητές. Αν και η σύνθεση φαρμάκων μπορεί να είναι η προφανής εφαρμογή των αποτελεσμάτων της έρευνας του κ. Βασιλικογιαννάκη, το ζητούμενο της εργασίας του είναι η ανάπτυξη μεθόδων οργανικής σύνθεσης που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν απ’ όλους τους ερευνητές. Αυτός είναι άλλωστε και ο λόγος για τον οποίο δεν αρέσκεται να πατεντάρει τις ανακαλύψεις του: θέλει να χρησιμοποιούνται από τους ανά τον κόσμο συναδέλφους του.
Δήμητρα-Ισιδώρα Ρουσσοπούλου: προστασία ψηφιακών αρχείων στην Αθήνα
Εχετε ποτέ ευχηθεί να μην είχαν καταστραφεί/χαθεί τα έργα της αρχαίας ελληνικής γραμματείας; Εχετε αναλογιστεί πώς θα ήταν ο κόσμος σήμερα αν δεν είχε καεί η Βιβλιοθήκη της Αλεξάνδρειας; Η απώλεια της ανθρώπινης γνώσης είναι πάντα οδυνηρή και το δυσάρεστο είναι ότι ο κίνδυνος παραμένει σήμερα εξίσου υπαρκτός όσο και στο παρελθόν. Γιατί μπορεί σήμερα να μην είναι εύκολο να καούν όλες οι βιβλιοθήκες του κόσμου, αλλά φαίνεται ότι δεν είναι και τόσο δύσκολο να καταστραφούν ή να αλλοιωθούν τα ψηφιακά αρχεία.
Οπως εξήγησε στο «ΒΗΜΑScience» η επίκουρη καθηγήτρια του Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών κυρία Δήμητρα-Ισιδώρα Ρουσοπούλου, «δύο είναι οι κίνδυνοι που απειλούν τα ψηφιακά αρχεία: το πρώτο είναι η φυσική φθορά, η οποία μπορεί να οδηγήσει τόσο σε απώλεια όσο και σε αλλαγή του περιεχομένου των αρχείων. Το δεύτερο πρόβλημα, το οποίο αφορά κυρίως αρχεία ιστορικού τύπου, έχει να κάνει με την πιθανότητα κακόβουλης εξαλλαγής των αρχείων».
Με στόχο την προστασία των ψηφιακών αρχείων, στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ των ΗΠΑ ξεκίνησε πριν από 12 χρόνια το πρόγραμμα LOCKSS (Lots of Copies Keep Stuff Safe, πολλά αντίγραφα κρατούν τα αρχεία ασφαλή). Απόφοιτος του Τμήματος Πληροφορικής του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, η κυρία Ρουσοπούλου πραγματοποίησε τη διδακτορική διατριβή της στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και στο πρόγραμμα LOCKSS. Υστερα από 4ετή παραμονή στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, η ελληνίδα ερευνήτρια εργάστηκε στο Πανεπιστήμιο Κρήτης, ενώ από το 2009 βρίσκεται στο Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών του Καποδιστριακού Πανεπιστημίου.
Το ερευνητικό πρόγραμμά της, το οποίο χρηματοδοτείται με 1,032 εκατ. ευρώ, στοχεύει στην επίλυση προβλημάτων του LOCKSS. Παραδείγματος χάριν, η ιστοσελίδα μιας εφημερίδας μεταβάλλεται συνεχώς. Θα πρέπει να βρεθεί τρόπος ασφαλούς αποθήκευσης όλων των εκδοχών της έκδοσης. Ακριβώς αντίθετη πρόκληση για τους ερευνητές αποτελεί η διατήρηση ακαδημαϊκών αρχείων (όπως είναι οι δημοσιεύσεις σε επιστημονικές επιθεωρήσεις) τα οποία δεν μεταβάλλονται. Για να εξασφαλιστεί ότι δεν θα υπάρξει κακόβουλη αλλαγή τους, το σύστημα θα πρέπει να μπορεί να εντοπίζει τον κόμβο μέσω του οποίου τα αρχεία «κατεβαίνουν» διαφοροποιημένα. Αντιστοίχως, θα πρέπει να εντοπίζεται ο προβληματικός κόμβος σε περιπτώσεις όπου η αναζήτηση με το ίδιο λήμμα δίνει διαφορετικά αποτελέσματα όταν γίνεται από διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές. Αυτού του τύπου τα προβλήματα θα έχουν να επιλύσουν οι τέσσερις διδακτορικοί και δύο μεταδιδακτορικοί φοιτητές που θα προσληφθούν για να εργαστούν στο πρόγραμμα της κυρίας Ρουσοπούλου, η οποία συνεχίζει επιτυχώς στα πάτρια εδάφη αυτό που ξεκίνησε στην αλλοδαπή.
Νίκος Χρόνης: το τσιπάκι του Aids στην Κρήτη
Σας έχει τύχει να βρεθείτε ποτέ σε ένα απομακρυσμένο σημείο της χώρας μας χωρίς πρόσβαση σε ιατροφαρμακευτική περίθαλψη και να χρειάζεστε γιατρό; Τότε ακόμη και ένας σχετικά αθώος πυρετός φαντάζει απειλητικός για τη ζωή! Φανταστείτε λοιπόν πώς θα ήταν να έχετε προσβληθεί από μια δυνητικά θανατηφόρο ασθένεια, και όχι μόνο να μη διαθέτετε προσωρινώς πρόσβαση σε ιατροφαρμακευτική περίθαλψη αλλά να μην έχετε καμία ελπίδα να αποκτήσετε. Πολύ περισσότερο μάλιστα να ζείτε σε περιοχές που μαστίζονται ακόμη και από έλλειψη νερού! Μη νομίζετε ότι οι παραπάνω συνθήκες είναι αποκύημα φαντασίας. Το εφιαλτικό αυτό σενάριο, που εμείς οι τυχεροί του δυτικού κόσμου επιλέγουμε να ξεχνούμε, αποτελεί την καθημερινότητα εκατομμυρίων ανθρώπων που ζουν κυρίως στην Αφρική. Εκεί, σε περιοχές που οι επιστήμονες αποκαλούν resource limited settings (περιοχές περιορισμένων πηγών), εντοπίζονται και τα περισσότερα κρούσματα της νόσου του AIDS, η οποία προκαλείται από τον ιό HIV και προσβάλλει το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα.
Δεν ξεχνούν όμως όλοι τους άτυχους αυτού του πλανήτη. Ο κ. Νίκος Χρόνης, ο οποίος εργάζεται στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, αναπτύσσει τεχνολογίες οι οποίες θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν ακριβώς σε αυτές τις περιοχές, όπου το πλησιέστερο νοσοκομείο μπορεί να απέχει χιλιάδες χιλιόμετρα από τον ασθενή, ή ακόμη και όταν δεν είναι τόσο απρόσιτο να μη διαθέτει τα απαιτούμενα για την περίθαλψή του. Ο απόφοιτος του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης συνέχισε τις σπουδές του στη Βιοϊατρική Τεχνολογία στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ και στη συνέχεια μελέτησε νευροεπιστήμες στο Πανεπιστήμιο Ροκφέλερ της Νέα Υόρκης. Με αυτό το διεπιστημονικό υπόβαθρο έγινε μέλος του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν το οποίο σκοπεύει να εγκαταλείψει σε λίγους μήνες για να εργαστεί στο Ιδρυμα Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ) της Κρήτης. Προικοδοτούμενος με 2 εκατ. ευρώ, ο κ. Χρόνης θα συνεχίσει την ανάπτυξη ενός μικροτσίπ, όχι μεγαλύτερου από μια πιστωτική κάρτα, το οποίο θα αξιοποιηθεί για την παρακολούθηση της πορείας των ασθενών με AIDS στην Αφρική. Οπως εξήγησε μιλώντας στο «BΗΜΑScience», «το τσιπ θα είναι μιας χρήσεως. Ο ασθενής θα δίνει μια σταγόνα αίμα η οποία θα τοποθετείται πάνω στο τσιπ και θα αναλύεται. Τα αποτελέσματα θα “διαβάζονται” από μια φορητή μονάδα μεγέθους περίπου μιας θήκης γυαλιών και έτσι ο γιατρός θα μπορεί να γνωρίζει την πορεία της εξέλιξης της νόσου».
Αν διερωτάσθε πώς είναι δυνατόν ένα τσιπ να αντικαθιστά ολόκληρο εργαστήριο, η απάντηση κρύβεται σε τέσσερα γράμματα: ΜEMS. Με τη συντομογραφία αυτή περιγράφονται τα μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα (microelectromechanical systems), ένα δυναμικό πεδίο εφαρμογών της μηχανικής που συνδυάζει τη Νανοτεχνολογία και, στην περίπτωση του κ. Χρόνη, τη Μικροοπτική και τη Μικρορευστομηχανική. Στην πράξη αυτό σημαίνει ότι η σταγόνα αίματος των ασθενών θα κυλάει μέσα σε κανάλια «λαξευμένα» στην κάρτα και πως καθένα από τα κύτταρα του αίματος θα παρακολουθείται/καταγράφεται από 10.000 μικροσκόπια τα οποία είναι ενσωματωμένα σε αυτή. Το αξιοσημείωτο μάλιστα είναι ότι το κόστος για τη δημιουργία αυτού του μικροτσίπ δεν είναι υψηλό, καθώς η τεχνολογία που το παράγει είναι τέτοια ώστε «είτε ένα μικροσκόπιο είτε 10.000 να προστεθούν στην κάρτα, το κόστος παραμένει ίδιο», όπως εξήγησε ο έλληνας ερευνητής ο οποίος αισιοδοξεί ότι το ερευνητικό περιβάλλον στο ΙΤΕ θα είναι εξίσου ενδιαφέρον όσο και αυτά της αλλοδαπής.
