Boris Gomaz, mag. chem., zaposlen je na Institutu Ruđer Bošković, u Laboratoriju za kemijsku i biološku kristalografiju u okviru HRZZ-ova „Projekta razvoja karijera mladih istraživača – izobrazba novih doktora znanosti” pod mentorstvom dr. sc. Zorana Štefanića (rok: DOK-2020-01). Svoje doktorsko istraživanje radi u okviru HRZZ projekta „Alosterički komunikacijski putevi u oligomernim enzimima”.
U okviru Programa mobilnosti – potprograma “Odlazna mobilnost asistenata” (MOBDOK-2023) Boris je proveo dva mjeseca na Sveučilištu Brunel u Londonu u grupi dr. Alessandra Pandinija.
Zašto ste odabrali Sveučilište Brunel kao Organizaciju-domaćin i dr. Pandinija kao mentora? Jeste li Vi ili netko iz Vaše istraživačke grupe prethodno surađivali s njim ili članovima istraživačke grupe?
Dr. Pandini je jedan od suradnika na projektu „Alosterički komunikacijski putevi u oligomernim enzimima”. Budući da se istraživanja mogu podijeliti u tri cjeline: strukturna analiza, analiza dinamike proteina i strojno učenje, dr. Pandini se sa svojom ekspertizom jako dobro uklapa u druga dva polja. Točno dvije godine prije mog sadašnjeg boravka također sam bio na stručnom usavršavanju u grupi dr. Pandinija (stipendija HPC Europa 3), što je omogućilo da ovaj boravak bude još produktivniji. Poznavao sam većinu članova grupe zbog čega je vrijeme u uredu i izvan njega letjelo puno brže, kako uz znanstvene razgovore, tako i uz one manje znanstvene. Dakle, grupu i mjesto mog boravka je bilo lako odabrati, jedino što je bilo potrebno je financiranje poput ovog.
Kakve uvjete i kakvu infrastrukturu ste imali na raspolaganju na Sveučilištu Brunel koje možda nemate na Vašoj matičnoj instituciji?
Infrastruktura na Sveučilištu Brunel bila je više-manje ista kao i na IRB-u, bio mi je omogućen ured gdje sam imao svoje stolno računalo. Budući da skoro sav svoj posao obavljam na računalu, to je bilo i više nego dovoljno. Ono što se razlikuje u odnosu na moju grupu u Hrvatskoj je područje znanstvenog istraživanja većine članova. Ovdje smo svi kristalografi, izuzev mog mentora i mene koji se uz kristalografiju također bavimo i računalnom biofizikom. Grupa dr. Pandinija zove se „Computational Biology Group”, što daje naslutiti čime se bave njezini članovi. Suradnja s dr. Pandinijem bila je neprestana u ovih dvije godine od mog prošlog boravka u Londonu, no ovaj boravak je omogućio da se ona jako intenzivira. Njegov fokus bio je usmjeren na ono čime se bavimo i uz njegov uvid u problematiku uspio sam napraviti neke nove analize i naučiti tehnike koje doprinose kako meni, tako i mom laboratoriju. Uz mnoge znanstvene debate i prezentaciju u sklopu sastanaka Londonske grupe dodatno sam utemeljio već postojeću suradnju i potencijalne nove.
Jesu li Vaša očekivanja koja ste imali prilikom prijave ispunjena? Na koji način će se ovaj studijski boravak odraziti na Vašu doktorsku disertaciju?
Prilikom prijave najvažnija je bila snažnija uspostava kolaboracije, što smo definitivno postigli. Svoj boravak sam proveo analizirajući podatke koje smo generirali u protekle dvije godine koristeći razne alate koje sam otprije koristio ili koje sam naučio koristiti u Londonu. Dr. Pandini vrstan je u programiranju i korištenju programskih jezika Python i R te sam uz njegovu pomoć usavršio neke tehnike i module koji su neophodni za sve naše analize, pretežito koristeći Python. Navedene analize i rezultati koji će proizaći bit će okosnica zajedničke publikacije, a ujedno i moje doktorske disertacije. Također, tijekom mog boravka pokrenuli smo raspravu o ciljevima i glavnim smjernicama za navedenu publikaciju koja bi se trebala realizirati u prvoj polovici 2024. godine.
Hoćete li nastaviti suradnju s Organizacijom-domaćin i/ili mentorom? Jesu li u planu zajedničke publikacije, projektne prijave, komercijalizacija istraživanja, dodatne posjete i sl.?
Nastavak naše suradnje je svakako u planu, a pisanje publikacije je već započeto. Uz glavnu publikaciju za moju disertaciju na kojoj će dr. Pandini biti jedan od koautora, planirano je također daljnje razvijanje tematike iz koje će potencijalno proizaći i neke dodatne publikacije i/ili suradnje. Kao potencijalna suradnja povelo se pitanje o mojem poslijedoktorskom usavršavanju, o čemu ćemo svakako raspravljati krajem tekuće godine.
I za kraj, kakvi su Vaši dojmovi iz Londona? Koliko je bilo lako/teško pronaći smještaj, je li Vam iznos dobivene stipendije bio dovoljan za pokrivanje troškova života u UK?
London je očaravajući, pogotovo u blagdansko vrijeme što sam uspio vidjeti tijekom ova dva mjeseca koja sam proveo tamo. Definitivno je prevelika gužva (zamislite malo više od dvije cijele Hrvatske u jednom gradu), ali svakako se isplati posjetiti ovaj ne toliko kišni grad. Sveučilište Brunel nalazi se na zapadu grada pa sam zbog blizine posla tražio smještaj u tom dijelu grada, ali sam posjećivao njegove glavne znamenitosti kad god sam uhvatio vremena. U cijelom gradu, pa tako i na njegovom zapadnom dijelu, velika je potražnja a mala ponuda za stanovima (kratak boravak od dva mjeseca nije pomogao) pa je nažalost bilo dosta teško i skupo pronaći smještaj. Stipendija je cijela ostala u Londonu, za što je i od početka bila namijenjena. Sve u svemu, iako je grad veoma užurban, blagdansko raspoloženje i proslava mog rođendana pri samom kraju boravka ostavili su mi veoma posebna sjećanja i želju za ponovnim povratkom u London.
Sažetak Borisovog usavršavanja:
Za spoznaju kako proteini djeluju u živim organizmima glavni preduvjet je poznavanje njihovog oblika u prostoru jer je njihova struktura temelj njihove funkcije. Danas kao i proteklih desetljeća glavna metoda koja nam daje sliku trodimenzijske strukture proteina bila je i ostala metoda rendgenske kristalografije. Ona nam daje sliku kako proteini izgledaju do najsitnijih atomskih detalja. No iako je to najpreciznije što možemo doznati o samoj strukturi proteina, veliki je nedostatak to što nam kristalografija daje samo jednu sliku koja predstavlja samo jednu od mnoštva mogućih struktura koje jedan protein može imati. Naime, proteini se u živim organizmima stalno gibaju i neprestano mijenjaju svoj oblik, i to gibanje je podjednako važno za njihovu funkciju kao i sam oblik. To gibanje proteina ne možemo izravno opažati ali današnje mogućnosti naprednog računanja nam omogućavaju da s velikom vjernošću možemo simulirati kako se oni gibaju polazeći od slike koju imamo iz kristalografije, kroz tzv. molekulske simulacije. Kada jednom imamo i strukturu i načine gibanja proteina možemo puno više toga reći o tome kako taj protein radi. Ono što još možemo doznati je kako neka promjena na jednom dijelu proteina djeluje na neki udaljeni dio, a to je nešto što je prisutno kod velike većine proteina, i ta se pojava naziva alosterija. Lako je od ključne važnosti, još smo daleko od potpunog razumijevanja kako proteini postižu tu komunikaciju na daljinu.
Jedan od načina kako možemo razumjeti alosteriju jest da pratimo kako se pojedini dijelovi proteina gibaju u skladu s drugima u vremenu. To znači da pratimo korelacije promjena u vremenu i iz toga zaključujemo da one promjene koje su bliske u vremenu moraju na neki način biti povezane u tzv. alosteričke puteve. No kako su proteini izuzetno kompleksne molekule s puno atoma, a simulacije proteina imaju i na milijune pojedinačnih koraka, potrebno je naći način kako iz tog mora nepovezanih gibanja naći ona koja su povezana.
U sklopu projekta ALOKOMP razvijen je inovativni način praćenja gibanja proteina u vremenu preko dijagrama koji su u stanju prikazati velike brojeve međuovisnih točaka. No čak i ovako simplificiran prikaz gibanja u sebi nosi izazov pronalaska korelacija među tim dijagramima. U svojem boravku na Sveučilištu Brunel, asistent Boris Gomaz u suradnji s dr. Alessandrom Pandinijem radit će upravo na pronalasku efikasnog načina otkrivanja ovakvih korelacija. Dr. Pandini je autor programa i ekspert upravo u području pronalaska korelacija u gibanjima pojedinih dijelova proteina.
