Že mladi okušata znanost

Skupina osmih dijakov iz sedmih slovenskih gimnazij skupaj z mentorji s Kemijskega inštituta in Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo je letos na največjem svetovnem tekmovanju iz sintezne biologije iGEM v Bostonu dobila zlato medaljo in se uvrstila med pet najboljših srednješolskih projektov. Med zlatimi sta tudi dve gorenjski dijakinji, Nina Jerala iz Kranja in Zala Sekne iz Šenčurja.

Na tem prestižnem mednarodnem tekmovanju s svojimi raziskovalnimi projekti sodelujejo študentje in dijaki iz vsega sveta, med njimi so že več let tudi slovenski. Septembra se zberejo na srečanju v Bostonu, kjer predstavijo svoje naloge, najboljši pa prejmejo nagrade. Letos je sodelovalo 280 ekip, v srednješolski kategoriji jih je bilo 35, med njimi tudi slovenska, in ta je s svojo raziskavo o proizvodnji biogoriva iz organskih odpadkov prepričala stroge sodnike, da so jo uvrstili v peterico najboljših projektov in ji prisodili zlato medaljo.

Poletje v laboratoriju

V ekipi osmih nadobudnih mladih znanstvenikov sta bili tudi Nina Jerala iz Kranja, takrat še dijakinja Škofijske klasične gimnazije v Ljubljani, danes pa že študentka medicine, in Zala Sekne iz Šenčurja, sedaj dijakinja četrtega letnika Gimnazije Kranj. Kako sta se znašli v skupini raziskovalcev, ki je dosegla takšen uspeh na mednarodni ravni? Prijavili sta se na razpis in bili po selekcijskem postopku med kakimi petdesetimi kandidati izbrani v skupino osmih, ki so se pod mentorstvom prof. dr. Albina Pintarja, dr. Ilija Gasana Osojnika Črnivca, dr. Marine Klemenčič in prof. dr. Marka Dolinarja s Kemijskega inštituta in Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo nato domala leto dni pripravljali na tekmovanje. Obe dekleti sta imeli mentorici tudi na matičnih gimnazijah, ki sta sodelovali manj v vsebinskem in bolj v podpornem smislu. Začeli so s predavanji, da so dijaki dobili potrebno teoretično znanje za raziskovalno delo in v nekaj mesecih so jih naučili toliko, kot sicer dobijo študentje znanja v štirih letih.

»Lani sem v pripravi na tekmovanje kar dva do tri dni na teden preživela v Ljubljani, poleti, ko je potekalo glavno laboratorijsko delo, pa sem tam dostikrat tudi spala,« je povedala Zala Sekne, ki pa ji takšna počitniška obveznost ni bila prav nič odveč. Nasprotno, z velikim žarom govori o urah in urah laboratorijskega dela in vznemirljivega iskanja rešitev za izziv, ki si ga je skupina zastavila.

Iz gospodinjskih odpadkov biogorivo

»Že na začetku smo se razdelili v dve skupini, ena je delala bolj biotehnološki, druga sintezno-biološki del. Osredotočili smo se na problem, da smo danes na več področjih življenja, ne le v prometu, odvisni od nafte, ki pa je neobnovljiv energetski vir in ga bo prej ali slej zmanjkalo. Zato smo se lotili raziskave, kako ustvarjati biogorivo, ki bi delovalo kot nafta,« pa vsebino raziskave pojasni Nina Jerala, ki se je spomladi pripravljala ne le na mednarodno tekmovanje, pač pa tudi na maturo, in oboje ji je odlično uspelo. »V naravi obstajajo bakterije, ki pretvarjajo glukozo v butanol. Ta je po svoji kemijski strukturi zelo podoben nafti in bi ga zato lahko uporabljali v motorjih z notranjim izgorevanjem namesto sedanjega pogonskega goriva, ne da bi morali kakor koli spreminjati motor. Zato smo se odločili, da bomo s pomočjo bakterij (rodu Clostridium) poskušali narediti butanol, vendar je bakterija zaradi svojega kompleksnega metabolizma precej neuporabna in bi dolgo časa trajalo, preden bi nastal ta produkt. Zato smo sklenili iz njih izolirati potrebne gene in jih vstaviti v bakterije E.coli, ki so dobro raziskan laboratorijski organizem in s svojo presnovo lahko hitro proizvajajo produkte, ki jih lahko naredimo v večjih količinah. Preprosto povedano je šlo za to, kako spodbuditi omenjeno bakterijo, da bi lahko iz gospodinjskih odpadkov delala biogorivo v velikih količinah,« skuša kar najbolj jasno razložiti Nina Jerala.

Iz Bostona z zlatim priznanjem

Od aprila so mladi raziskovalci ob sodelovanju mentorjev trdo delali v laboratoriju, a sogovornici (pogovarjali smo se z vsako posebej) sta zatrdili, da je bilo vredno. Ne le zaradi končnega dosežka na tekmovanju, tudi zaradi zanimivega problema, ki so mu iskali rešitev. Njihova naloga ni bila zgolj genska modifikacija butanojske kisline, da bi iz nje lahko pridobivali butanol, ki bi se ga dalo uporabljati kot nadomestek pogonskih goriv, pač pa tudi nekakšno skupnostno delo, ozaveščanje o tem, da se bodo fosilna goriva nekoč iztrošila in bo zanje treba najti nadomestek. Raziskovalna skupina je tako pripravila spletno stran, se pripravljala na predstavitev v Bostonu, obenem pa iskala tudi sponzorje, ki so podprli njihovo sodelovanje na prestižnem tekmovanju IGEM. Vse skupaj jim je odlično uspelo, obsežen projekt in kakovost njihovega raziskovanja pa sta presegala srednješolsko raven.

Zborovanje raziskovalnih ekip v Bostonu je bilo posebno doživetje. »Tri dni so potekale predstavitve projektov pred sodniki. Prisluhnili smo projektom drugih, poleg tega so potekala številna zanimiva predavanja, med njimi denimo tudi predavanje o FBI in biokemiji kot močnem orožju v svetu. Srečevali smo se z zanimivimi sogovorniki, tudi potencialnimi delodajalci, poslušali o različnih temah s področja sintezne biologije, spoznavali dosežke in tehnološke novosti na tem področju, potekale so razne delavnice, tako da smo imeli neponovljivo priložnost obogatiti svoja spoznanja o sintezni biologiji, ki nam je vsem skupni interes,« je o srečanju v Bostonu razmišljala Zala Sekne. »To je bila zame neverjetna osebnostna izkušnja, takšna te oblikuje za vse življenje. Najprej je bila tu priložnost, da sem lahko delala v raziskovalni skupini. Veliko se naučiš, poleg strokovnega znanja dobiš tudi izkušnje za ekipno delo. Stkejo se prijateljske vezi, ki ostanejo. Res je bila zrelostna izkušnja in žal bi mi bilo, če je ne bi doživela.«

Podobno je to doživljala tudi Nina: »IGEM je svetovno zelo znano tekmovanje s področja sintezne biologije in sodelovanje na njem je odlična referenca. Že delo pri tem raziskovanju je samo po sebi nagrada. Vrednost tega priznanja pa vidim predvsem v tem, da drugi ljudje, ki se spoznajo na sintezno biologijo, potrdijo to tvoje delo, potrdijo, da si bil uspešen in da si naredil nekaj novega.«

Raziskovanje tudi v prihodnosti

Obe mladi raziskovalki pričakujeta, da se bo projekt nadaljeval. Doslej ga je skupina že večkrat predstavila različnim institucijam, tudi gimnazijam, s katerih prihajajo, pa študentom na podiplomskem študiju, predsedniku vlade na podelitvi nagrade v Cankarjevem domu, prihodnji teden pa bo enaka predstavitev, kot so jo izvedli v Bostonu (prav tako v angleškem jeziku) potekala na kemijskem inštitutu.

In kakšne načrte imata dekleti, ki sta se v otroštvu srečevali pri ritmični gimnastiki, lani pa ju je povezala znanost, za prihodnost? Zalo letos čaka matura na kranjski gimnaziji, pred kratkim pa je oddala prijavo za študij biokemije na Oxfordu. »Želela sem si sicer na študij v Ameriko, a tja morda odidem pozneje na podiplomski študij,« razkrije svoja pričakovanja. Nina pa si je kar v Sloveniji izbrala študij medicine in o svoji odločitvi pove: »Študij v tujini bi bila zanimiva izkušnja, zanimiv bi bil njihov način razmišljanja, raziskovanja, razvoj njihove tehnologije. Za zdaj pa sem se odločila za študij v Sloveniji, morda bom šla v prihodnje za kako leto tudi na tuje. Raziskovalno delo imam rada, a pri delu v laboratoriju pogrešam neposreden učinek svojega dela. Pri stiku z ljudmi, ki ga omogoča medicina, pa se empirično takoj vidi, kako si bil uspešen in kako si lahko pomagal sočloveku. Za medicino sem se odločila, ker združuje oboje, raziskovanje in socialne stike.« Tudi raziskovanje še namerava nadaljevati in se nemara v prihodnje potegovati za Prešernovo nagrado.