V veselje mi je bilo priti v službo in se vprašati, kakšen izziv pri razvoju zdravil nas čaka danes.

Od tablet, praškov, sirupov, kapsul, kapljic, pelet in še česa - oblik v katerih so nam danes na voljo raznovrstna zdravila je mnogo. Pri razvoju in izdelavi sodobnih zdravil je torej razvoj in izbira oblike v katero bomo spravili zdravilno učinkovino ključen korak. Oblika namreč pogojuje varno in zanesljivo delovanje zdravila ter vpliva na to, kje, kdaj in kako se bo učinkovina v telesu sprostila.

Veliko uspehov na področju razvoja trdnih farmacevtskih oblik, natančneje tablet in peletov s katerimi polnimo kapsule, ima zagotovo prof. dr. Franc Vrečer. Prof. dr. Franc Vrečer je več kot tri desetletja deloval v podjetju Krka na področju razvoja farmacevtskih oblik ter je redni profesor na Fakulteti za farmacijo Univerze v Ljubljani. Novembra je prejel Puhovo nagrado za življenjsko delo, znaten pa je tudi njegov prispevek k domačemu strokovnemu izrazoslovju ter študijskim programom na Fakulteti za farmacijo UL.

Vse pogostejši in intenzivnejši ekstremni vremenski pojavi, ki so posledica podnebne krize, ogrožajo pridelavo hrane. Rastline so podvržene različnim dejavnikom stresa, ki imajo še večje posledice takrat, ko si sledijo drug za drugim. Med ukrepi prilagajanja na podnebne spremembe v kmetijstvu so tudi izboljšave sort, da bi poljščine postale odpornejše na vročino, sušo, poplave ter tudi na škodljivce in bolezni.

Tu imajo znanstveniki zelo pomembno vlogo. Prejemnica letošnje Zoisove nagrade za vrhunske dosežke na področju sistemske in molekularne biologije prof. dr. Kristina Gruden z Nacionalnega inštituta za biologijo se ukvarja prav s preučevanjem tega, kako rastline lažje preživijo v boju proti boleznim, škodljivcem in vremenskim ujmam. Še posebej se posveča krompirju; in na inštitutu jim je med drugim uspelo razviti krompir, odporen na koloradskega hrošča.

Vse več je sončnih elektrarn po strehah tudi pri nas in obeti, da utegnemo do sredine stoletja večji del potrebne energije pridobivati iz sonca, dobivajo vse resnejše temelje. Danes je večina sončnih celic na trgu narejena iz silicija, prihajajo pa večinoma s Kitajske. A enoslojne silicijeve sončne celice iz marsikaterega razloga niso optimalna tehnologija in raziskave se vse bolj usmerjajo v dvoslojne, t. i. tandemske sončne celice. Za razvoj inovativne tandemske sončne celice je izr. prof. dr. Marko Jošt iz Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani letos prejel Zoisovo nagrado. Ob tej priložnosti ponavljamo pogovor, ki je nastal pred dvema letoma.

Cepiva poznamo predvsem kot terapijo, ki prepreči, da zbolimo. A novi imunoterapevtski pristopi cepiva danes uporabljajo tudi kot čisto prava zdravila. Eden najnaprednejših dosežkov tega področja so tako cepiva za zdravljenje najtežjih oblik raka, ko pri spopadanju s tumorji druge terapije niso uspešne.

S pristopi tako imunoterapije kot personalizirane medicine je domačim znanstvenikom uspelo razviti zdravilo za na kastracijo odpornega raka prostate, ene najagresivnejših oblik tega tipa raka. Dosedanji rezultati tudi veliko obetajo - cepivo prepreči razraščanje rakavih celic in podaljša preživetje bolnikov. Za te uspehe je šestčlanska skupina 9. novembra prejela Puhovo nagrado za vrhunske dosežke.
Med prejemniki za vrhunske dosežke za razvoj in uporabo napredne oblike celične imunoterapije za zdravljenje raka prostate so dr. Mateja Gabrijel Blatnik, prof. dr. Helena H. Chowdhury, prof. dr. Marko Kreft, doc. dr. Simon Hawlina, prof. dr. Matjaž Jeras in akad. prof. dr. Robert Zorec.
V Podobah znanja tokrat gostimo dva izmed nagrajencev. O razvoju in delovanju cepiva, uspehih klinične študije in širšemu področju imunoterapij bosta spregovorila prof. dr. Helena Chowdhury iz podjetja Celica Biomedical ter Inštituta za patofiziologijo ljubljanske Medicinske fakultete in prof. dr. Matjaž Jeras s Fakultete za farmacijo.

Zadnje obdobje habsburške monarhije je bil čas političnega, kulturnega in gospodarskega oblikovanja slovenskega naroda. Ta prelomni čas Avstro-ogrske se je končal z 1. svetovno vojno. K boljšemu poznavanju slovenske politične zgodovine tega obdobja je s svojim delom pomembno prispeval zgodovinar prof. dr. Andrej Rahten, s Filozofske fakultete Univerze v Mariboru ter Zgodovinskega inštituta Milka Kosa ZRC SAZU. Za svoje delo je letos prejel Zoisovo nagrado za vrhunske dosežke. Med njegovimi najpomembnejšimi deli so študije o slovensko-hrvaških odnosih v habsburški monarhiji in sarajevskem atentatu, biografije Izidorja Cankarja, Ivana Šusteršiča in Antona Korošca, trilogija o slovenskem dojemanju habsburške dinastije ter več monografij s področja diplomatske zgodovine.

Eno ključnih prizadevanj sodobne znanosti in industrije je, kako raznovrstne procese s katerimi pridobivamo zdravila, razne materiale in spojine potrebne v mnogih panogah, pohitriti, pri tem porabiti čim manj energije, ustvariti čim manj odpadkov in navsezadnje te procese tudi poceniti.

Ideja, da manjše pomeni učinkovitejše, je v računalniški tehnologiji povzročila pravo revolucijo. In tudi na področju kemijske sinteze se v zadnjih desetletjih oziramo k sintezi spojin na mikro ravni, kjer procesi potekajo v tako imenovanih mikroreaktorjih. A kaj se pravzaprav dogaja v svetu kemijskih reakcij, ko te namesto v velikih reaktorjih, izvajamo v mikroreaktorjih? Zakaj so reakcije hitrejše in porabijo manj energije? In kako lahko to izrabimo za nova znanstvena spoznanja?
Tem vprašanjem se med drugim posvečata prof. dr. Polona Žnidaršič Plazl, in prof. dr. Igor Plazl, ki delujeta na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani. Poleg zanimanja za katalizatorje in biokatalizatorje, raziskovanja mehanizmov reakcij, sta zaslužna tudi za uveljavitev mikroreaktorskih tehnologij in povezovanja področja z biotehnologijo.
9. novembra bosta prejela Zoisovo nagrado za vrhunske dosežke na področju kemijskega in biokemijskega mikroprocesnega inženirstva.

Foto: Igor Plazl, Polona Žnidaršič Plazl (Matjaž Tavčar)

Dr. Uroš Seljak je eden od najbolj znanih slovenskih znanstvenikov. Deluje kot profesor na prestižni Kalifornijski univerzi v Berkeleyju, kjer kot kozmolog preučuje izvor in strukturo vesolja, še zlasti na podlagi preučevanja kozmičnega prasevanja, ki predstavlja najzgodnejšo sliko vesolja. Ukvarja se tudi z načini selekcije številnih podatkov o vesolju, ki jih pošiljajo teleskopi in vesoljske sonde. S svojim delom tudi pomembno krepi slovensko prepoznavnost in ugled slovenske znanosti v mednarodnem prostoru. Letos je za svoje delo prejel priznanje ambasador znanosti. Foto: Matjaž Tavčar

V svetu nevidnega, kjer lahko organizmi na mikrometrskih skalah krojijo tok človeške zgodovine, že desetletja raziskuje ena od naših najvidnejših znanstvenic – virologinja, akademikinja, profesorica, mentorica in raziskovalka dr. Tatjana Avšič-Županc. Decembra bo minilo 45 let, odkar je vstopila v laboratorij, kjer virusi niso samo predmet raziskovanja, ampak izziv, strast in – kot sama pravi – skoraj kronična okužba z radovednostjo. Novembra bo prejela Zoisovo nagrado za življenjsko delo, med drugim je v svoji karieri opisala virus dobrava, edini v Sloveniji doslej odkriti virus, in skupaj s svojo ekipo odkrila povezavo med okužbo z virusom zika in mikrocefalijo. V pogovoru, v katerem je med drugim povedala, da je imela zaradi svojega dela tudi sama izkušnjo z okužbo s hudim patogenom, več tudi o tem, zakaj je znanost morda tisti zadnji most razumevanja v času, ko se svet spet lomi na robovih negotovosti. Foto: Matjaž Tavčar

»Kdor bo imel kontrolo nad računalniki, bo gospodar sveta,« je leta 1970 v intervjuju za Mladino napovedoval Tomaž Pisanski, danes Zoisov nagrajenec za življenjsko delo. V vmesnih 55 letih se je zgodila bogata matematična kariera.

Kot je izpostavljeno tudi v utemeljitvi nagrade, je prof. dr. Tomaž Pisanski z Univerze na Primorskem s postavitvijo in razvojem svetovno znane slovenske šole diskretne matematike pomembno vplival na razvoj tega področja. Med drugim je na Inštitutu za matematiko, fiziko in mehaniko ustanovil in vodil Oddelek za teoretično računalništvo, sodeloval je pri ustanovitvi Univerze na Primorskem, ustanovil in sourejal je tri znanstvene revije, tudi vodilno slovensko revijo Ars Mathematica Contemporanea, ter ustanovil Slovensko društvo za diskretno in uporabno matematiko. Organiziral je več mednarodnih znanstvenih srečanj in tudi predsedoval organizacijskemu odboru 8. Evropskega kongresa matematike v Portorožu. V zgodovini matematike je raziskoval Jurija Vego in Iva Laha.
O tem, kako danes gleda na razmah umetne inteligence, kaj vse se da početi z diskretno matematiko in zakaj je o zgodovini vedno bolje vedeti več kot manj, v tokratnih Podobah znanja.

Kamnita pokrajina, valovito in razgibano površje, pod njim pa skrivnosten svet jam in podzemnih rek – vse to so značilne poteze kraškega sveta. In če je edinstvenost jamskega življenja vsem dobro poznana, pa tudi nad zemljo kras skriva presenetljivo biotsko bogastvo.

V vrtačah in drugih kotanjah se nabira zemlja, tam se zadržuje vlaga in tako se ustvarjajo razmere, ki se od okolice občutno razlikujejo in ravno to daje številnim rastlinskim in živalskim vrstam življenjski prostor. Ta preplet žive in nežive narave pa je izredno ranljiv; danes poleg človekove dejavnosti nanj dodatno pritiskajo še podnebne spremembe.

O povezanosti živega in neživega sveta, o vlogi vrtač za biotsko pestrost in o varovanju nežive narave bo spregovorila tokratna gostja Podob znanja, dr. Mateja Breg Valjavec z Geografskega inštituta Antona Melika ZRC SAZU.

 

Foto: Mateja Breg Valjavec (Klara Jurečič)

Bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, še vedno postavljajo številna vprašanja o tem, zakaj nevroni propadejo in zakaj pričneta spomin ter gibanje pešati. Danes znanstveniki odgovore iščejo predvsem v komunikaciji in delovanju živčnih celic ter v signalnih molekulah, ki vodijo do okvar živčnega sistema. In prav signalne poti in molekule so tudi potencialna tarča različnih terapij.

Ene izmed pomembnih signalnih molekul, ki sodelujejo v imunskih in vnetnih procesih našega centralnega živčevja, so proteini imenovani katepsini. A kateri je pravzaprav tisti signal, ki odloči, ali bodo celice v naših možganih rastle, se obnavljale ali propadle? Odgovore na ta vprašanja išče tokratna gostja Podob znanja izr. prof. dr. Anja Pišlar s Katedre za farmacevtsko biologijo Fakulteti za farmacijo.

Zdravljenje je vedno najbolj učinkovito, če se lahko bolezni lotimo kar najbolj neposredno, pri samem viru težav. A do vira pogosto sploh ni lahko priti. Denimo, če govorimo o okvarjenem genu, ki bi ga morda želeli utišati, da ne bi več povzročal težav. Področje tovrstnih genskih terapij daje v zadnjem času že zelo spodbudne rezultate in vanj so seveda usmerjeni številni raziskovalni napori. Prav tako zahtevno se je, po drugi strani, prebiti do bolj odmaknjenih tumorjev, ki se tako zlahka izmaknejo terapiji, za katero pa vemo, da ima celo paleto škodljivih stranskih učinkov. Naj gre torej za takšno ali drugačno zdravljenje, ključno vprašanje vsekakor je, kako spraviti pravo učinkovino na pravo mesto. Da bi bil ta transport učinkovin še povsem biorazgradljiv, dr. Nina Kostevšek z odseka za nanostrukturne materiale Instituta "Jožef Stefan" raziskuje možnosti uporabe membran rdečih krvnih celic. Kako ta transport učinkovin narediti še povsem biorazgradljiv, je tisto dodatno vprašanje, ki se mu posveča dr. Nina Kostevšek z odseka za nanostrukturne materiale Instituta "Jožef Stefan". Ponovitev pogovora, ki je nastal junija 2023.

Na prvi pogled morda nenavadno, da imajo spojine z zdravilnim delovanjem prostor tudi v energetiki. A prav to je moč rutenijevih spojin. Rutenij - kovina, ki po barvi in značilnostih spominja na platino - pa ni edina, s katero se z novodobnimi sinteznimi postopki ustvarja nove materiale. Načinov in možnosti, kako združiti kovine, kot so denimo rutenij, cink in nikelj z organskimi spojinami in tako ustvariti materiale z širokim naborom lastnosti, je veliko. In ravno to je tisto, kar odpira vrata številnim nepričakovanim aplikacijam. Med njimi je uporaba teh spojin v medicini - od zdravljenja sladkorne bolezni do uničevanja virusov, bakterij in celo tumorskih celic. Za potrebe energetike pa se te spojine preučuje tudi kot barvila v sončnih celicah. Kje kemiki iščejo navdih za sintezo novih spojin? Ali novi materiali, ki sprva obetajo, res preidejo v vsakdanjo rabo? In katera nova obzorja na področju sinteze in uporabe rutenijevih in drugih spojin se odpirajo danes? Na ta vprašanja nam bo pomagal odgovoriti tokratni gost Podob znanja, profesor doktor Iztok Turel z ljubljanske Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo.

Zvezdno nebo je običajno videti izredno mirno in skoraj nespremenljivo, a če bi lahko videli onkraj spektra vidne svetlobe, bi se nam nočno nebo verjetno pokazalo kot zelo dinamičen kraj, kjer se kar naprej nekaj razburljivega dogaja. Bežne eksplozije sevanja v najrazličnejših spektrih elektromagnetnega sevanja lahko pričajo o zelo dramatičnih dogodkih: o oddaljenem trku zvezd, morda o smrti zvezde v objemu črne luknje ali nemara celo o zlitju črnih lukenj. Kaj se torej res zgodi, ko se zvezda malo preveč približa črni luknji? Kaj se denimo skriva za bežnimi izbuhi gama sevanja? Kaj nam novega sporočajo skoraj nezaznavni tresljaji gravitacijskih valov? In, konec koncev zakaj zlata doba astrofizikalnih raziskovanj šele prihaja? O tem smo se pogovarjali z astrofizičarko prof. dr. Andreja Gomboc s Fakultete za naravoslovje in Centra za astrofiziko in kozmologijo na Univerzi v Novi Gorici. Foto: Nino Denkovski

Osiromašena tla, odporni škodljivci, suše, pozebe, nove bolezni, naraščajoče število prebivalcev. Zdi se, kot da težavam, ki danes pestijo kmetijstvo, ni videti konca. Kako torej zagotoviti, da bo letina vendarle dobra oziroma vsaj zaščitena pred napadi škodljivcev?

Zelena revolucija sredi petdesetih let preteklega stoletja je prinesla odporne sorte, škropiva, insekticide in mineralna gnojila - a vzporedno so se na trgu pojavili tudi biotični pripravki proti škodljivcem. Ti se zgledujejo po odnosih v naravi in za obrambo kmetijskih rastlin pred škodljivimi žuželkami uporabljajo kar druge organizme - glive, žuželke, bakterije in viruse. Biotično varstvo ponuja alternativo uporabi kemičnih sredstev in je prav zato danes v ospredju strateških načrtov in smernic kmetovanja.

O parazitskih žuželkah, ki napadejo poljščinam škodljive žuželke. O glivah, ki se namnožijo kar na ličinki škodljivca, možnih neželenh stranskih učinkih teg pristopa - pa tudi o tem, kako na Kmetijskem inštitutu spremljajo škodljivce, bo spregovoril tokratni gost Podob znanja, dr. Jaka Razinger s Kmetijskega inštituta Slovenije.

Plastika je danes tako vsepovsod, da se je kar težko odločiti s katerega konca bi pogledali na ta vsestransko uporaben material, ki se je že dolgo tega spremenil v ekološko nočno moro, iz katere kar ne znamo najti izhoda. Na leto proizvedemo prek 400 milijonov ton plastike in številka se bo po napovedih le še povečevala. Vsa dozdajšnja prizadevanja za zmanjševanje plastičnih odpadkov od recikliranja do prepovedi izdelkov za enkratno uporabo se ob globalnih številkah zdijo kot kaplja v morje. Prav zato v reke in morja še naprej vztrajno potujejo ogromne količine plastike, mikroplastike in nanoplastike. Najdemo jo v najbolj odročnih koncih sveta, pa tudi v pitni vodi, hrani in zraku okoli nas. In tudi v naših telesih. Skratka, plastika je vseprisotni problem, za katerega še nismo odkrili pravega odgovora. Kar ne pomeni, da ga ne iščemo. Med drugim v projektu Thetis4Adrion, ki se osredotoča na reke, in ki ga vodi dr. Andrej Kržan s Kemijskega inštituta.

Drevesa vse svoje življenje rastejo in nekatera med njimi dosežejo izjemne velikosti. In če se rast v višino nekoč ustavi, pa se drevo leto za letom, milimeter za milimetrom debeli. Ta počasna, a vztrajna rast je izredno dinamičen proces, ki drevesom omogoča odzivanje na letne čase in spreminjajoče se podnebje. Vse, kar se dogaja v okolju, se tako zapiše tudi v notranjost drevesa - v kolobarje oziroma branike in drevesno skorjo. Ti kolobarji tako ne pripovedujejo zgolj o starosti samega drevesa, s podrobnim preučevanjem zgradbe in strukture lesa, lahko marsikaj izvemo o okolju in razmerah, v katerih je drevo raslo. Kaj vse med rastjo drevesa vpliva na drevo, da je les tak, kakršen je? In ali nam tudi struktura drevesne skorje, torej lubja, ličja lahko pove kaj o razmerah, v katerih je drevo raslo? S temi vprašanji se med drugim ukvarja tokratna gostja Podob znanja, dr. Jožica Gričar, raziskovalka z Oddelka za gozdno fiziologijo in genetiko Gozdarskega inštituta Slovenije.

Ena najprepoznavnejših in tudi najpogosteje raziskovanih molekul je molekula DNK, ki določa delovanje in razvoj živih organizmov. Odkritje njene oblike - strukture dvojne vijačnice - je Watsonu in Cricku prineslo Nobelovo nagrado in postavilo trdne temelje za nadaljnji razvoj molekularnih znanosti.

A tokrat se podajamo onkraj Watson-Crickove dvojne vijačnice. DNK je namreč dinamična molekula, ki spreminja svojo obliko glede na zaporedje svojih gradnikov ter glede na okolje, v katerem se nahaja. Obliko spremeni tudi, ko se nanjo veže kakšna druga molekula. Molekularna arhitektura DNK tako znanstveno skupnost zaposluje že več kot stoletje, zadnja desetletja pa so v ospredju predvsem štirivijačne strukture DNK, imenovane G-kvadrupleksi. Ti med drugim usmerjajo delovanje genov, povezanih z razvojem možganov, nevrološkimi motnjami, tudi rakom. Preučevanje povezav med spreminjajočo se strukturo DNK in njeno funkcijo ponuja mnoga spoznanja in odpira nove možnosti pri zdravljenju raka in nevrodegenerativnih bolezni.

Štirivijačne strukture - G-kvadruplekse - zadnja leta raziskuje tokratni gost Podob znanja, akad. dr. Janez Plavec, redni profesor na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo in vodja Nacionalnega centra za NMR spektroskopijo visoke ločljivosti na Kemijskem inštitutu.

 

Foto: akad. dr. Janez Plavec (Klara Jurečič)

Z načrtovanjem materialov na atomski ravni se lahko ustvari prav posebne, nove lastnosti, ki jih do zdaj nismo poznali. To je danes osnova za načrtovanje številnih tehnologij prihodnosti. Od denimo najrazličnejših t. i. zelenih tehnologij, ki so potrebne za prehod v nizkoogljično družbo, kot tudi za elektroniko prihodnosti, kot so čipi naslednje generacije. O novih materialih, ki jih razvijajo, njihovih zanimivih potencialnih aplikacijah ter o širših pogojih, ki so potrebni, da lahko žanjemo koristi novih spoznanj in možnosti, ki jih odpirajo, je v Podobah znanja predstavil vodja Odseka za razvoj sodobnih materialov na Institutu "Jožef Stefan" izr. prof. dr. Matjaž Spreitzer. Pogovor je bil premierno predvajan aprila 2024.

Bilijarde bakterij, ki naseljujejo naša prebavila, opravljajo najrazličnejše naloge, brez katerih ne bi mogli preživeti. Poleg tega, da pomagajo pri razgradnji hrane, izdelujejo najrazličnejše snovi, ki pomagajo ščititi naš imunski odziv in blažijo vnetja, vplivajo pa celo na naše razpoloženje ter igrajo pomembno vlogo pri duševnih motnjah, kot je depresija. Naše črevesje pa je tudi kraj, kjer nastaja odpornost na antibiotike in kjer se geni za odpornost prenašajo med različnimi bakterijami. Mikrobioto in njene vplive na naše zdravje raziskuje dr. Maja Rupnik s Centra za medicinsko mikrobiologijo Nacionalnega laboratorija za zdravje, okolje in hrano ter redna profesorica na Medicinski fakulteti Univerze v Mariboru. Oddaja je bila prvič predvajana v aprilu 2024.