Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centre (VU GMC) paskaitą apie vabzdžių biotechnologiją skaitė vienas šios srities pradininkų – lietuvių kilmės entomologas, Gyseno universiteto (Vokietija) profesorius Andreas Vilcinskas. Mokslininkas savo tyrimais siekia įrodyti, kad vabzdžių organizme esančios molekulės, ląstelės ar net vabzdžiuose apsigyvenę mikroparazitai gali būti sėkmingai pritaikomi tiek medicinoje, tiek augalų apsaugai, tiek pramonėje.
Kas yra vabzdžių biotechnologija ir kodėl ją dar vadinate „geltonąja“ biotechnologija?
Tai yra biotechnologinių metodų plėtojimas ir taikymas vabzdžiams, iš jų gaunamoms biologiškai aktyvioms medžiagoms, ląstelėms, organams ar susijusiems mikroorganizmams, kurie gali būti panaudojami naujiems produktams, medicinos paslaugoms, augalų apsaugai ir pramonei.
Teikiant paraišką finansavimui, dėl kurios likimo sprendžia ne tik mokslininkai, abiem pusėms reikia suprasti atliekamų tyrimų tikslą. Visuomenė vabzdžius dažniausiai suvokia negatyviai. Kaip ir veiksmus, nukreiptus į augalų modifikavimą, žaliąją biotechnologiją. Jeigu nori tapti šios srities pionieriumi, turi sulaukti teigiamos visuomenės reakcijos. Taigi šiai sričiai ieškojau neutralaus pavadinimo. Turbūt žinote raudonąją, mėlynąją biotechnologijas. Geltona spalva dar buvo neužimta (šypsosi).
Vabzdžių biotechnologijos šaknys slypi Azijoje. Šio žemyno gyventojai pirmieji vabzdžius ėmė naudoti įvairių produktų gamybai. Užtenka prisiminti šilką – jį prieš 5 tūkst. metų pradėjo gaminti kinai. Dalyvaudamas pirmojoje vabzdžių biotechnologijai skirtoje konferencijoje Pietų Korėjoje sau pasakiau: „Niekas nežino, ką reiškia „geltonoji“ biotechnologija, taigi pateiksime pavyzdžių, kad visuomenė ją suvoktų kaip naudingą dalyką.“ Jeigu pasakyčiau, kad vabzdžiai gamina antibiotikus, turbūt niekas nesuabejotų to nauda. Taigi siekiame paneigti nepagrįstus stereotipus apie vabzdžius.
Savo paskaitoje teigėte, kad vabzdžiai naudojami kaip biologinis šaltinis naujiems produktams kurti. Gal galite paminėti keletą jų?
Ieškome junginių, pasižyminčių priešinfekcinėmis savybėmis. Tai reikštų, kad tokie junginiai galėtų apsaugoti nuo blogųjų bakterijų, užkrečiamųjų ligų sukėlėjų. Tiriame, ar galėtume iš vabzdžių gautas molekules panaudoti stipriems antibiotikams sukurti. Pavyzdžiui, musių lervos – kodėl jų terapija tokia sėkminga gydant sunkiai gyjančias žaizdas? Šią sėkmę galima priskirti tam tikriems junginiams, tad kodėl iš vabzdžių lervų nepagaminus vaistų?
Vabzdžiai galėtų būti naujų fermentų šaltinis pramonei, kosmetikos gamybai. Į preparatus, skirtus kovoti su grybeliu, pavyzdžiui, galvos odos pleiskanoms gydyti, paprastai dedama toksiškų junginių. Šampūnams naudojami tokie toksinai, kuriuos prariję galėtume, jeigu nebūtų suteikta pagalba, numirti. Vabzdžių organizme radome šimtus netoksiškų molekulių, kurias galėtume naudoti medicinoje ar kosmetikai gaminti.
Kokie vabzdžiai naudojami biotechnologijoje?
Tai priklauso nuo tikslo. Kai pramonės atstovai prašo vieno ar kito fermento ar peptido, turime rinktis iš nedaugelio tinkamų vabzdžių, nes negalime išbandyti milijono rūšių. Jeigu turi vabzdį, kurio stipri imuninė sistema, testuoji ir analizuoji ją. Dirbame su žaizdų ir medicininėmis lervomis, su azijine boruže. Pastaroji tapo labai populiari, ji atvežta į Europą ir Šiaurės Ameriką augalams apsaugoti, nes maitinasi amarais. Azijinė boružė, Harmonia axyridis, tapo invazine, sparčiai paplito miškuose, ten, kur atsirado, sėkmingai išstūmė vietines boružes.
Viena teorija teigia, kad invazinės rūšys turėtų pasižymėti geresne imunine sistema negu neinvazinės, todėl lengviau išgyvena ir plinta – patikrinau šią hipotezę. Palyginau azijinės boružės imuninę sistemą su vietinių dvitaškių ir septyntaškių boružių. Atskyrėme junginį harmoniną, jis veiksmingai įveikia patogenus, sukeliančius maliariją, leišmaniozę, tuberkuliozę, kitas ligas. Kai kurie tyrėjai bando jį panaudoti kaip vaistą šioms ligoms gydyti. Tada analizavome azijinės boružės imuninę sistemą ir identifikavome daugiau kaip 50 genų, koduojančių antimikrobinius peptidus – mažus baltymus, efektyviai kovojančius su bakterijomis.
Kodėl susidomėjote vabzdžiais?
Nuo dvylikos kolekcionuoju drugelius, kiekvienas jų turi etiketę. Kiek save atsimenu, mane visuomet žavėjo vabzdžiai. Rinkdavau juos aplink namus. Ilgainiui susidomėjau taksonomija. Man buvo aišku, kad tapsiu su vabzdžiais dirbančiu mokslininku.
Kuo jus apskritai žavi vabzdžiai? Gal paminėtumėte keletą įdomesnių?
Giliausiame širdies kampelyje esu evoliucinis biologas. Kai studijuoji vabzdžius, gyvai matai, kaip vyksta evoliucija, nes vabzdžiai gali greitai prisitaikyti. Man juos įdomu stebėti, man patinka jų struktūra. Labai anksti pradėjau galvoti, kaip būtų galima panaudoti vabzdžius. Gavau finansavimą tyrimams. Šiandien ne taip lengva dirbti su vabzdžiais, nebeužtenka tirti jų kraują, reikia taikyti modernesnius metodus.
Tarkime, drabužinė kandis – jos vikšrai maitinasi drabužiais. Kaip taip gali būti? Kodėl būtent šios rūšys gali misti drabužiais, o šimtai tūkstančių kitų drugių – ne? Jeigu drabužinė kandis žarnyne turi specialius fermentus, galbūt jie gali būti įdomūs pramonei, biokonversijai? O gal šio vabzdžio žarnyne yra bakterijų, kurias būtų galima panaudoti, kad greičiau suirtų organinės atliekos?
Vienas vabzdys buvo itin populiarus – tai vabalas duobkasys, priklausantis maitvabalių šeimai. Jis iš toli užuodžia negyvą pelę ar paukštį ir priartėjęs ją užkasa. Įprastai viskas, kas yra dirvoje, linkę suirti. Tačiau duobkasys gali chemiškai užkonservuoti maitą. Ištyrę šį vabalą atradome daug junginių, kurie naudojami žmonių maistui konservuoti. Kodėl šis vabalas chemiškai užkonservuoja maitą? Kaip taip gali būti, kad toks mažas vabalas minta tuo, kas yra kelis kartus už jį didesnis? Pasirodo, duobkasys turi specialią bakteriją, išskiriančią konservuojančias medžiagas. Šis atradimas tapo tikru lobiu, identifikavome daug naujų rūšių, kurios galėtų būti įdomios medicinai, pramonei. Šį vabalą šiuo metu tyrinėja dvidešimties mokslininkų grupė.
Kokius tyrimus atliekate pastaruoju metu?
Esu Gyseno universiteto (Vokietija) Taikomosios entomologijos instituto direktorius, Fraunhoferio molekulinės biologijos ir taikomosios ekologijos projekto „Bio-Resources“ vadovas. Turiu daug grupių, dirbančių skirtingose srityse, tačiau daugiausia dirbame su naujų antibiotikų paieška, plėtojame naujas technologijas, kontroliuojančias kenksmingus ir ligas pernešančius vabzdžius. Vabzdžiai nyksta, tad turime rasti alternatyvų, kaip aplinkai draugišku būdu kontroliuoti kenksmingus vabzdžius.
Kita mūsų sritis – vabzdžių naudojimas baltymų gamybai. Baltymai reikalingi ne tik žmonėms, bet ir naminiams gyvūnams. Kertame drėgnuosius atogrąžų miškus, kad turėtume kur auginti ankštinius augalus, kuriais šeriame naminius gyvūnus. Tuo tarpu vabzdžiai gamina baltymus mažomis ekologinėmis sąnaudomis. Tai reiškia, kad tam nereikia daug žemės. Šuo metu „ant bangos“ esanti mokslinių tyrimų niša ateityje taps milijonų dolerių vertės rinka. Neseniai grįžau iš Indonezijos – greitai ji taps didžiausia vabzdžių ferma pasaulyje.
Ar pirmą kartą viešite Lietuvoje?
Ne, jau buvau keletą kartų atvykęs aplankyti giminaičių. Prieš penkerius metus dalyvavau konferencijoje Lietuvoje. Manau, kad ateityje Lietuvoje viešėsiu dažniau. Mano tėtis, kilęs iš Vilkaviškio, buvo paimtas į vokiečių kariuomenę per Antrąjį pasaulinį karą. Tėtis troško būti palaidotas Lietuvos žemėje. Išpildžiau šį jo norą. Taip pirmą kartą susitikau ir su savo giminaičiais.
Gal bendradarbiaujate su lietuvių mokslininkais?
Iki šiol ne, todėl čia ir atvykau. Jūsų Prezidentė viešėdama Vokietijoje paragino abi šalis bendradarbiauti, nes Lietuva daug investuoja į biotechnologijas. Mūsų Prezidentas bendraudamas su jūsų šalies vadove jai užsiminė apie tokį „pakvaišusį lietuvį“, dirbantį su vabzdžiais (šypsosi). Matau daug būdų dirbti kartu su kolegomis iš VU GMC. Jis mane sužavėjo, jį būtų galima prilyginti biotechnologinės valstybės centrui, turite nemažai pasaulyje pripažintų mokslininkų. Tai, kad čia studijuoja bakalaurantai ir magistrantai, gali būti pavyzdys kitoms šalims. Tapote išties stipria mokslo institucija. Esu įsitikinęs, kad anksčiau ar vėliau jūsų ekonomika išloš iš jūsų stiprybės biotechnologijoje.
Prof. A. Vilcinsko paskaita „Insect Biotechnology“ buvo pirmoji VU GMC ir „Thermo Fisher Scientific Baltics“ pradedamo tarptautinių seminarų ciklo paskaita. Jo tikslas – stiprinti Lietuvos mokslininkų, dirbančių gyvybės mokslų srityje, ryšius su užsienio tyrimų centrais, dalytis patirtimi, skatinti tarptautinį bendradarbiavimą.