Zinātnes Vēstnesis
- 2015.g. 26.oktobris
Morfoloģija kā ikdienas zinātniskā un akadēmiska darba pamats
RSU profesore Māra Pilmane
Atnākot uz Rīgas Medicīnas institūtu (tagadējo Rīgas Stradiņa
universitāti, RSU) mans mērķis bija kļūt par ārsti. Šo tēzi sev atgādinu šad un
tad, kad liktenis mani jau labu laiku kā atvedis uz RSU Anatomijas un
antropoloģijas institūtu, kuru vadu un kur strādāju katedras vadītāja un
profesora amatā. Zinātnisko darbu sāku strādāt II kursā, bet 1993. un 1997. gadā
pulmonoloģijas jomā aizstāvēju zinātņu doktora un habilitētā doktora
disertācijas, kurās ar morfoloģijas metodi pētīju plaušu audu pārmaiņas ieilgušu
un hronisku elpceļu saslimšanu gadījumos. Tanī pat 1997. gadā kļuvu par LZA
korespondētājlocekli, tādēļ patiesībā viss tālākrakstītais attiecināms uz
laikaposmu pēc tam... Tātad, kopš tā laika vadīti 6 vietējie (LZP un IZM, VPP)
projekti, esmu strādājusi kā vadošais pētnieks 14 citu vietējo projektu sadaļās;
līdzdarbojusies 19 citu LZP un IZM projektos. Vadīti arī 2 starptautiskie
projekti un 3 tādu sadaļas. Izpētes jomas aptvērušas nopietnu sadarbību ar
valsts lielākajām klīnikām un zinātniskajiem centriem, un bijušas veltītas
dažādu audu faktoru izpētei iedzimtu anomāliju (sejas šķeltņu, barības vada
atrēziju, ankiložu u.c.) gadījumiem, neirozinātnes un biomateriālu jomai,
veterinārās medicīnas aktuāliem jautājumiem un tādiem dermatoloģijā un
zobārstniecībā, kā arī eksperimentāliem pētījumiem un antropoloģijai. Zinātniskā
sadarbība veiksmīgi realizēta projektos, kas bijuši kopīgi ar Tartu
universitāti, Kauņas Medicīnas akadēmiju, Dikles un Upsalas universitātēm.
Tieši zinātniskā audu izpēte izrādījusies pamatā
morfoloģiskajiem audu izpētes diagnostiskajiem algoritmiem, kas pielietoti,
strādājot neauglības ārstēšanas jomā kā Eiropas AVA clinic Latvijas filiāles
konsultantei un ilgstoši kā BOVAS Bērnu klīniskās universitātes slimnīcas
Patoloģijas biroja histoloģijas konsultantei.
Interesantākie projekti (un atklājumi), kas devuši konkrētu
labumu augstākminētajā ikdienas praksē, saistījušies ar pulmonoloģijas,
infertilitātes, iedzimtu anomāliju un daļēji biomateriālu jomu.
Kopējais publikāciju skaits minams 753, no kurām monogrāfijas
ir 5 (2 grāmatām esmu autore, bet 3 – tāda esmu grāmatu daļām). Publicēti 202
raksti pēc LZP atzīto recenzējamo zinātnisko izdevumu saraksta, no kuriem 33
raksti ir Medline Pub Med datu bāzē, bet kopā 46 minēti Scopus datu bāzē; ir raksti arī veterinārās medicīnas datu bāzēs, Biomed un
IVIS datu bāzēs. 161 raksti ir starptautiskie un/vai universitāšu rakstu
krājumos.
Man pašsaprotami vienmēr licies, ka galvenās zinātniskās tēzes
vienmēr ir jāaizvada līdz cilvēkiem, vienalga, vai tie būtu ārsti vai citu
specialitāšu pārstāvji. Tādēļ publicēti 29 raksti Latvijas ārstu
populārzinātniskos žurnālos; bijušas diskusijas par zinātniskām tēmām “cilvēkam
saprotamā valodā” TV raidījumos “Šeit un tagad”, radio raidījumos (visbiežāk “Ko
nezinām par zināmo?”), rediģēti Ilustrētās Zinātnes u.c. žurnālu raksti,
sniegtas intervijas presei...
Mīlu doktorantus un ābeles, un manā dārzā 22 ir iestādītas
pēdējo 12 gadu laikā, kas atbilst to doktorantu skaitam, kurus šajā laika
periodā esmu aizvadījusi līdz doktora zinātniskajam grādam. Vislielākais prieks,
ka no šiem cilvēkiem 1 jau kļuvis par profesoru, 1 – par asociēto profesoru, 11
ir docenti, 4 pētnieki, bet 3 ir centru/klīniku/slimnīcu vadītāji. Tas nozīmē,
ka darbs zinātnē arī pēc grāda iegūšanas šiem cilvēkiem turpinās.
Lielu, klusu prieku rada jaunu izaicinājumu pārvarēšana, kas
man saistījusies ar zinātnisko konferenču organizēšanu. Īpaši citu starpā
atzīmējama Eiropas Neiropeptīdu kluba zinātniskās konferences organizēšana 2005.
gadā, tāpat man, Rīgai un RSU ir loma Baltijas Morfologu zinātnisko konferenču
rīkošanas atjaunošanā un organizēšanā katru otro gadu, un brīvības laikā tādas
jau bijušas 8 konferences. Regulāri morfologu sēdes noris pasaules Latviešu
Ārstu kongresos, un pati jau daudzus gadus vadu Klīniski Integrētās Morfoloģijas
Asociāciju un tās sēdes, kas ir nenovērtējama “kalve” jauno doktorantu darba
rezultātu interpretācijā un analīzē. Īpaši atzīmējama arī regulārā RSU studentu
morfoloģisko zinātņu konferenču rīkošana, kas nozīmīga jauno kadru audzēšanā, un
tādas pēc skaita jau notikušas 20!
Par zinātniskā darba aktivitātēm un padarīto saņemtas arī 15
dažādas balvas un goda raksti.
Akadēmiskajā laukā morfoloģijas jomā minētās grāmatas rakstītas
kopā ne tikai ar Latvijas, bet arī ar ārvalstu speciālistiem, bet
daudzskaitlīgās mācību programmas, kuras izveidotas un tiek vadītas, aptver
medicīnas un RTU studentus, rezidentus un doktorantus morfoloģijas jomā.
Lepojos ar izveidoto RSU Anatomijas un antropoloģijas institūta
morfoloģijas laboratoriju un anatomisko un embrioloģisko preparātu ekspozīciju.
Pirmajā zinātniskos darbus izstrādājuši ne tikai studenti, rezidenti, bakalauri
un maģistri (kopā manā vadībā 46, bieži ieņemot godalgotas vietas dažādos
konkursos), bet arī tikušas izstrādātas 3 ārvalstu doktora disertācijas (1
disertante no Zviedrijas, 2 – no Lietuvas). Savukārt, izveidotā institūta Muzeja
ekspozīcija, kuras pamatā ir nelaiķa prof. P.Stradiņa, prof. A.Ameļina, dažādu
slimnīcu savāktie interesantākie eksponāti un jaunizveidotā embriju eksponātu
kolekcija, ir nerimstošs vidusskolēnu un citu interesentu intereses objekts, kur
vienmēr kopā ar kolēģiem jaunajiem skaidrojam nāves un dzīvības likumsakarības.
Apmeklētāju skaits mūsu muzejā sasniedz pat 1000 cilvēkus gadā.
Strukturālā bioloģija un tās pielietojumi jaunu vakcīnu un zāļu izstrādē
LZA korespondētājloceklis Kaspars Tārs
Strukturālā bioloģija ir molekulārās bioloģijas un bioķīmijas
novirziens, kurš pēta bioloģisko makromolekulu – parasti proteīnu, dažkārt arī
nukleinskābju – trīsdimensionālās struktūras. Bioloģisko makromolekulu
funkcionalitāte ir kritiski atkarīga no pareizi izveidotas telpiskās struktūras,
tādejādi ar struktūrbioloģijas palīdzību var iegūt informāciju par bioķīmisko
procesu norises molekulārajiem mehānismiem. Iegūtās zināšanas ir iespējams
pielietot izpētīto molekulu funkcionalitātes izmainīšanā, tajā skaitā jaunu
vakcīnu un zāļu radīšanā.
Šobrīd trīs galvenās metodes, ar kurām var izpētīt molekulu
struktūru, ir kristalogrāfija jeb rentgenstruktūranalīze, kodolmagnētiskā
rezonanse un krio elektronu mikroskopija (Cryo–EM). Katrai metodei ir
savas priekšrocības un trūkumi, bet aptuveni 90% no 112 000 zināmo makromolekulu
struktūrām ir izpētītas ar rentgenstruktūranalīzes palīdzību.
Kaspara Tāra vadītajā Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju
centra (LBMC) strukturālās bioloģijas grupā ar rentgenstruktūranalīzes palīdzību
tiek pētīti vienpavediena RNS fāgi un to vīrusveidīgās daļiņas, kā arī
farmakoloģiski nozīmīgi enzīmi.
Vienpavediena RNS fāgi ir vieni no visvienkāršākajiem
zināmajiem vīrusiem, kuri tiek izmantoti kā vienkārši modeļi dažādu problēmu
risināšani molekulārajā bioloģijā un pēdējā laikā – arī jaunu vakcīnu radīšanā.
LBMC strukturālās bioloģijas grupa ir devusi nozīmīgu ieguldījumu RNS fāgu
izpētē, kopumā publicējot 21 rakstu sarptautiskos, recenzētos izdevumos. Nesen
noskaidrotas molekulārās mijiedarbības, ar kuru palīdzību fāgs Qbeta specifiski atpazīst savu genomu. Tikko noskaidrotā bakteriofāga AP205 struktūra
ir radījusi teorētisko pamatu AP205 vīrusveidīgo daļiņu izmantošanai jaunu
vakcīnu prototipu konstruēšanai, tajā skaitā nesen uzsāktā FP7 projekta
“Flutcore” ietvaros, kura mērķis ir radīt universālas pretgripas vakcīnas
prototipu.
LBMC strukturālās bioloģijas grupa sadarbībā ar Organiskās
sintēzes institūta pētniekiem veic arī farmakoloģiski nozīmīgu enzīmu
strukturālos pētījumus. Tā piemēram, ogļskābes anhidrāze IX (CAIX) tiek
pārproducēta dažādos audzējos, bet tikpat kā nav sastopama organisma normālajās
šūnās. CAIX ir definēts kā pretvēža terapijas mērķis, tādejādi ir liela interese
par CAIX specifiskiem inhibitoriem. CAIX specifisko inhibitoru izstrādi lielā
mērā līdz šim kavēja grūtības enzīma producēšanā un kristalizēšanā. LBMC
strukturālās bioloģijas grupa ir tikko izstrādājusi efektīvu CAIX producēšanas
un kristalizēšanas sistēmu, kas veicinās CAIX specifisku inhibitoru izstrādi
Latvijā un citur pasaulē.
Strukturālās bioloģijas grupas nākotnes plānos ietilpst
padziļināta RNS fāgu strukturālā izpēte, kā arī fāgu vīrusveidīgo daļiņu
pielietojums jaunu vakcīnu kandidātu izstrādē. LBMC ir nepieciešams izveidot
BSLII un BSLIII biodrošības līmeņu laboratorijas vakcīnu pārbaudei dzīvnieku
modeļos.
Ilgtermiņā LBMC grupai būtu nepieciešams ieviest Cryo–EM ka
galveno makromolekulu struktūru noteikšanas metodi. Pēdējā laikā ar Cryo–EM
pasaules vadošajās laboratorijā ir izdevies iegūt tikpat augstas izšķirtspējas
struktūras, kā ar rentgenstruktūranalīzes palīdzību. Ņemot vērā apstākli, ka
Cryo–EM nav nepieciešami kristāli, struktūru var noteikt praktiki jebkurai
makromlekulai. Tādejādi tuvākās desmitgades laikā Cryo–EM var kļūt par galveno
strukturālās bioloģijas metodi.
Visbeidzot, LBMC pētnieki turpinās darbu arī farmakoloģiski
nozīmīgu enzīmu strukturālajā izpētē, bet efektīvākai darbībai būtu nepiecišams
izveidot rentgenstruktūranalīzes servisa grupu un nodalīt to no pārējām
zinātniskajām aktivitātēm.
“Netradicionālas” iespējas rauga izmantošanai biotehnoloģijā
LZA korespondētājloceklis Aleksandrs Rapoports
Aleksandrs Rapoports dzimis 1946. gadā Rīgā, 1969. gadā
pabeidzis Latvijas Universitātes Bioloģijas fakultāti un iestājies aspirantūrā
LZA A.Kirhenšteina Mikrobioloģijas institūtā, no kura tika nosūtīts izstrādāt
disertācijas darbu uz PSRS ZA Molekulāras bioloģijas institūtu un
Mikrobioloģijas institūtu Maskavā. Bioloģijas zinātņu kandidāta grādu saņēmis
aizstāvot disertāciju LZA Padomē Rīgā 1974. gadā, bet 1988.gadā PSRS ZA
Mikrobioloģijas institūtā aizstāvējis bioloģijas zinātņu doktora disertāciju.
1992. gadā LZP piešķīra A.Rapoportam habilitētā bioloģijas doktora grādu. 1993.
gadā viņš tika ievēlēts par LZA korespondētājlocekli.
A.Rapoporta zinātniskā grupa strādā mikroorganismu citoloģijas,
fizioloģijas, bioķīmijas un biotehnoloģijas virzienā, kā galveno modeļorganismu
izmantojot raugu. Viena no A.Rapoporta laboratorijas pamattēmām ir saistīta ar
anabiozes pētījumiem. Anabioze – tā ir “apstādināta” dzīvība, kad dzīviem
organismiem metabolisms ir atgrieziniski apturēts, un šādā stāvoklī tie var
atrasties neierobežoti ilgu laiku un pēc kura tiem atkal var atjaunoties aktīvie
dzīvības procesi. Anabioze – tā ir dzīvās dabas parādība, kuras izzināšana
zinātnieku – dabaspētnieku prātus vilina jau vairāk par trim gadsimtiem un kura
arī vēl šodien slēpj sevī ne mazumu mīklu. Latvijas zinātnieki neapšaubāmi ir
pasaules līderi raugu anabiozes pētījumos.
Pašreiz kā tradicionālas raugu izmantošanas nozares var minēt
maizes cepšanu, vīnrūpniecību, alus ražošanu un arī spirta ieguvi. Šiem mērķiem
izmanto kā natīvos, tā arī aktīvus žāvētos raugus. Līdzās tam natīvos raugus
izmanto hidrolizātu un autolizātu ražošanā (tajā skaitā kā garšīgas piedevas),
arī dažu fermentu (piemēram, invertāzes un laktāzes) ražošanā. “Atstrādātie”
(piemēram, pēc alus ražošanas) raugi tiek izmantoti dzīvnieku lopbarības
ražošanai.
Latvijas zinātnieku pētījumi liecina, ka tieši likumsakarības,
kuras novēroja, pētot raugu pārejas mehānismus anhidrobiozes stāvoklī, paver
jaunas “netradicionālas” iespējas to pielietošanai mūsdienu biotehnoloģijā.
Izrādījās, ka par pamatu izmantojot atūdeņotus raugus, var veidot jaunus
biofiltrus apkārtējās vides attīrīšanai no piesārņojuma, ieskaitot pat tādus kā
cilvēkam un dzīvniekiem bīstamos – smagos metālus. Ir ļoti svarīgi, lai šie
jaunie biofiltri darbotos efektīvi pat notekūdenī tad, ja šo smago metālu
koncentrācija ir neliela, jo šodien pieejamā notekūdeņu attīrīšanas tehnoloģija
šādos gadījumos ir neefektīva. Ir izstrādāts principiāli jauns, ieskaitot
žāvēšanas procesu, mikroorganismu imobilizācijas paņēmiens, izmantojot lētu
nesēju virsmas, kas ir pat rūpnieciskās ražošanas atlikums. Šī metode apvienoja
šodien esošos sasniegumus mikroorganismu imobilizācijā, izvairoties no
nepilnībām (no vienas puses preparātu nestabilitāte un no otras – dārgas
izmaksas). Ir izstrādātas metodes, kā paaugstināt raugu izturību žāvēšanas
procesā, pat tādu, kurus nebija iespējams žāvēt, jo šūnas gāja bojā 100%
gadījumos. Pie šādiem raugiem pieder pārtikas rūpniecības biotehnoloģiskos
procesos nepieciešamie anaerobie raugi, kā arī ar gēnu inženierijas metodi
iegūtie raugu celmi, kuru izmantošana dotu iespēju ražot jaunus biomedicīniskus
preparātus. Šis imobilizācijas paņēmiens ir nozīmīgs arī, lai paaugstinātu
ekonomisko efektivitāti bioetanola mikrobioloģiskajā ražošanā no dažādiem
celulozi saturošiem lauksaimniecības un kokrūpniecības atkritumiem.
Parādīta iespēja, izmantojot stresa iedarbību, kas saistīta ar
atūdeņošanu, kā paaugstināt mikrobiālo biopreparātu aktivitāti, kas savukārt
virzīta uz to, lai efektīvi paaugstinātu lauksaimniecisko ražošanu (augšanas
stimulatori, biopesticīdi). Izdevās izstrādāt jaunu testa sistēmu ar kuras
palīdzību ātri un efektīvi novērtēt dažādu savienojumu gan dabīgo, gan mākslīgi
izveidoto iedarbību uz dzīvajiem organismiem.
Visi šie piemēri parāda jaunas interesantas iespējas
biotehnoloģijā, kas var tikt atklātas pētot dažādu stresu ietekmi uz raugu
šūnām.
Aleksandrs Rapoports ir 212 zinātnisko publikāciju autors,
ieskaitot 5 grāmatas (kā autors un līdzautors) latviešu, angļu un krievu
valodās, 5 patentus un 80 rakstus starptautiski citējamos izdevumos. A.Ra
poporta vadībā ir izstrādāti un aizstāvēti vairāki bakalaura darbi, ap 30
maģistra darbu (šogad viņa vadībā izstrādāto maģistra darbu ļoti sekmīgi
aizstāvēja Itālijā arī studente no Itālijas Perudžas Universitātes) un 4 doktora
disertācijas. Arī nākamgad tiek plānota 1 disertācijas aizstāvēšana. A.Rapoports
ir daudzu starptautisku mikrobioloģijas un biotehnoloģijas žurnālu redkolēģiju
loceklis. Viņš ir Latvijas pārstāvis Eiropas Mikrobioloģijas Biedrības
Federācijā (FEMS) un Starptautiskajā Raugu Komisijā (ICY), ka arī Amerikas
Mikrobioloģijas Biedrības Vēstnieks Latvijā (ASM Ambassador for Latvia).
Jauns celtniecības materiāls – fibrobetons
LZA korespondētājloceklis Andrejs Krasņikovs
Latvijas Zinātņu akadēmijas korespondētājloceklis, Latvijas
Nacionālās Mehānikas komitejas priekšsēdētājs, Rīgas Tehniskās universitātes
profesors, inž. zin. dokt., Betona mehānikas laboratorijas vadītājs, RTU
promocijas padomes P–03 vadītājs. LZA 2015.gada F.Candera balvas (par
sasniegumiem mehānikā) laureāts. Dzimis 27. 07.1956.gadā. 1978.gadā ar izcilību
pabeidza Latvijas Valsts Universitātes Fizikas un matemātikas fakultāti. Pēc
universitātes beigšanas strādāja Latvijas PSR Zinātņu akadēmijas Polimēru
mehānikas institūtā LZA akad. V.Tamuža laboratorijā. 1986.gadā saņēma fizikas un
matemātikas kandidāta grādu, aizstāvot disertāciju “Mehāniski noslogoto polimēro
un kompozītu materiālu iekšējo bojājumu kinētikas varbūtības modeļi” PSRS
Zinātņu akadēmijas Hidrodinamikas institūtā (Novosibirskā). No 1987.gada
strādāja Rīgas Tehniskajā universitātē, Materiālu pretestības katedrā (vēlāk
Mehānikas institūtā) par lektoru, docentu, asociēto profesoru. 2006.gadā
ievēlēts par RTU Mehānikas institūta profesoru. 2000.gadā vada Betona Mehānikas
laboratoriju. No 1992.gada ir inženierzinātņu doktors (Dr.sc.ing.), 185
zinātnisko publikāciju, 25 Latvijas izgudrojumu patentu, viena ārzemju patenta
un 3 mācību grāmatu līdzautors. Hirša indekss 7.
Veica pētījumus Apvienotās Karalistes (Swansea University,
Wales, UK), Zviedrijas (Lulea Technical university, SICOMP (Swedish Institut Of
Composits)), ASV (Georgia Institute of Technology, Virginia Technical University
and Polytechnic Institute), Dānijas (Riso National Laboratory) un Lietuvas
(Termoizolācijas institūts, Vilnius Gediminas Technical University)
zinātniskos centros.
No 2007.gada līdz 2015.gadam ir vadījis RTU 25 bakalauru un 18
maģistru diplomdarbu zinātniskos pētījumus. Vadīja divu maģistru Dānijā (Riso
National Laboratory) un divu doktoru (Lulea Technical university, Sweden)
zinātniskos darbus ārzemēs. Vadīja un vada 14 RTU doktoru zinātniskos darbus.
Oponēja četras doktora disertācijas ārzemēs. Ir bijis vairāku starptautisko
konferenču organizācijas komiteju loceklis, ir ikgadējās starptautiskās
zinātniski praktiskās Latvijas betona savienības konferences viens no
organizētajiem (katru gadu no 2000.g.). Latvijas Zinātnieku savienības, ASME
(Amerikas inženieru mehāniķu sabiedrības), EIROMECH (Eiropas mehāniķu
apvienības), ESCM (Eiropas kompozīto materiālu speciālistu apvienības), Latvijas
izgudrotāju biedrības un Latvijas Materiālzinātnieku savienības biedrs. Latvijas
betona savienības valdes loceklis. No 2007.gada līdz 2015.gadam piecu
starptautisko un 10 reģionālo projektu vadītājs un izpildītājs, piesaistot RTU
1,47 miljonu eiro. Materiālu, konstrukciju, betonu, fibrobetonu, kompozīto
materiālu mehānikas speciālists. Izveidoja Latvijā fibrobetona tehnoloģiskās
mehānikas zinātnisko skolu. Pētījumi aptver visus fibrobetona izgatavošanas
posmus: materiāla projektēšanu, ieklāšanas reoloģijas eksperimetālo un
skaitlisko izpēti, tā stiprības un nestspējas mehānikas modelēšanu un
eksperimentālo izpēti. Šajā virzienā ir izstrādātas vairāk par simts
publikācijām, aizstāvētas piecas doktora disertācijas, saņemti daudzi patenti
par izgudrojumiem. Daudzu inovatīvo tehnoloģisko risinājumu autors.