Lietuvio chemiko sprintas Airijoje: užsienio žiniasklaida teršalus gaudantį atradimą sulygino su vabzdžiaėdžiu augalu

Prieš trejus metus KTU taikomąją chemiją baigęs Karolis Norvaiša nenutuokė, kad po kelių metų apie jo atliktus darbus rašys užsienio spauda. Vaikinas sugebėjo tiesiai po bakalauro studijų pakliūti į doktorantūrą Airijoje, kur su mokslininkų grupe tyrinėja naujos kartos biologines struktūras, padedančias nustatyti ir naikinti vandens teršalus. Apie mokslininkų pasiekimus žinia pasklido ne tik prestižiniuose mokslo žurnaluose: cheminio atradimo istoriją aprašė „The Times“ ir „Daily Mail“.

Tyrėjus įkvėpė plėšriųjų augalų mitybos principas: natūralioje gamtoje aptinkami jautrieji musėkautai gaudo vabzdžius, priviliodami juos ryškia spalva. Išraiškingi gėlės plėšrūnės žiedai sugauna ir „užrakina“ muselę žiedo viduje.

Panašiu principu veikia ir naujai atrastas molekulinių narvelių panaudojimo būdas, kuris leidžia sugauti mažas teršalų molekules –  jos galimai vandenyje atsiduria dėl farmacijos pramonės ar žemės ūkio veiklos.

Sukūrė sistemą, kuri atpažįsta tam tikras molekules

Seniausiame Airijoje Dublino universiteto Trinity koledže dirbanti mokslininkų komanda kuria biologinius jutiklius, skirtus aptikti ir likviduoti vandens teršalus. Naujo tipo biologinė medžiaga yra sudaryta iš gamtoje seniai žinomų pigmento molekulių – porfirinų.

„Neretai porfirinai vadinami gyvybės pigmentais, kadangi jų aptinkama kraujyje, hemoglobine. Taip pat jų galima rasti augalų, kitaip tariant, chlorofilo sudėtyje“, – paaiškina K. Norvaiša, dirbantis profesoriaus Mathias O. Senge vadovaujamoje mokslininkų grupėje.

Pasak jo, chemijoje porfirinai yra plačiai žinomi kaip molekuliniai narveliai, galintys sugauti ir užrakinti įvairius metalus. Pavyzdžiui, jie gali reaguoti į geležį, kuri hemoglobine perneša deguonį. Jų taikiklyje taip pat gali atsirasti ir magnis, kuris fotosintezės metu chlorofile padeda augalui efektyviai sugerti šviesą, paverčiant ją chemine energija.

„Mūsų tikslas buvo atrasti naujus panaudojimo būdus šiems molekuliniams narveliams“, – paaiškina K. Norvaiša.

Mokslininkų komandai pavyko sintezės būdu porfirinus pakeisti taip, kad šie taptų balno formos. K. Norvaišos teigimu, tokia porfirinų deformacija ir pagalbinių koordinacinių grupių sandūra leido išgauti neįprastai gerą, selektyvią atpažinimo sistemą, skirtą mažoms molekulėms atpažinti ir izoliuoti.

Tarp galimų pritaikymų – ir vėžio diagnostika

„Jau prieš tai mūsų grupė atliko tyrimus susijusius su deformuotų porfirinų pritaikymu organinėje sintezėje, tačiau dabar atradome visiškai naują sritį šiems bemetaliams molekuliniams narveliams“, – patikslina jaunas tyrėjas.

Mokslininkų darbas neliko nepastebėtas – jį publikavo vienas geriausių tarptautinių chemijos mokslų žurnalų „Angewandte Chemie International Edition“. Jo viršelį papuošė išraiškinga Ellos Marushchenko sukurta mokslinio tyrimo iliustracija.

K. Norvaiša pasakoja, kad netolimoje ateityje jų mokslo grupė, remdamasi šiuo atradimu, planuoja išvystyti ir sukurti dar pranašesnę molekulinių struktūrų kartą, padedančią efektyviau įveikti medicininės ir industrinės kilmės teršalus. Tokią galimybę tyrimams suteikia projektas INITIO, finansuojamas programos „Horizon 2020“ lėšomis.

Pasak lietuvio, aplinkosauga – ne vienintelė sritis, kurioje galima pritaikyti deformuotas molekules.

„Praktikoje tokio tipo molekulės dėl savo ryškių spalvų paletės taip pat galėtų būti pritaikomos plėtojant optinius jutiklius, – pasakoja tyrėjas, – eksperimentus, kaip panaudoti porfirinus, atlieka ir kolegos iš medicinos srities. Jie pademonstravo, jog panašios molekulės pasitelkiamos pacientų kvėpavimo sistemos analizei, padedančiai diagnozuoti ankstyvos stadijos plaučių vėžį.“

Laimėjo prestižinio universiteto stipendiją

 Paklaustas, kokios aplinkybės lietuvį atvedė į Airiją, K. Norvaiša sako, kad Trinity koledžą atrado dar studijų metu, kai Kauno technologijos universitete pasinaudojo galimybe atlikti tarptautinę praktiką pagal Erasmus+ mainų programą.

„Pagrindinė motyvacija atvykti į būtent šį, Dublino universiteto Trinity koledžą buvo jo tarptautinis pripažinimas. Pagal gamtos mokslų discipliną ši institucija patenka į TOP 100 geriausių pasaulio universitetų“, – pasakoja K. Norvaiša.

Po sėkmingai atliktos praktikos, profesorius Mathias O. Senge pasiūlė gabiam studentui iš Lietuvos dalyvauti doktorantūros studijų konkurse, kurį organizuoja Airijos mokslo tyrimų taryba (IRC).

„Airijoje yra būdinga doktorantūrą studijuoti tik ką gavus bakalauro laipsnį. Tuo metu dar nebuvau apsisprendęs, ar tikrai noriu studijuoti doktorantūrą praleisdamas magistro studijas, tačiau likimas priėmė šį sprendimą už mane“, – šypsosi vaikinas.

Po viešnagės Airijoje K. Norvaiša praktikavosi Leibnico universitete Vokietijoje. Būtent čia jį ir pasiekė žinia, kad sėkmingai įveikė visus doktorantūros konkurso etapus ir pateko tarp 20 proc. aukščiausius balus surinkusių pretendentų, todėl K. Norvaišai bus skiriama stipendija 4 metų chemijos doktorantūros studijoms.

„Tad 2017 metais, vos baigęs bakalauro studijas KTU, išvykau į Dubliną, kur jau treti metai studijuoju chemijos doktorantūroje“, – prisimena K. Norvaiša.

Pasak jo, Trinity koledžas bemat paliko puikų įspūdį: „Čia įvairiausi chemikalai, būtiniausia laboratorijos ar biuro įranga ir daugybė analizės instrumentų yra ranka pasiekiami. Dažni grupės susitikimai, paskirstomi laboratorijos priežiūros darbai ir tarptautiniai bendradarbiavimai padeda jaustis lyg dirbant verslo organizacijoje“.

Ne visi pasiekia finišą

K. Norvaiša pasakoja, kad doktorantūros studijos Dubline – nelengvas procesas, kuriame didžiausias iššūkis kyla norint paskirstyti darbo krūvį, kuris atitiktų duotus terminus.

 „Didžiausias kontrastas, lyginant su bakalauro studijomis, yra individualus darbas. Tenka pačiam priimti daugybę sprendimų, išvystyti mokslinį darbą ir nuspręsti, kada pasitraukti iš tam tikrų projektų, kuriuos iš jų tęsti. Labai svarbu mokėti planuotis savo laiką“, – teigia vaikinas.

Jis pasakoja, kad nutinka atvejų, kai doktorantai pasitraukia iš studijų dėl nežmoniško darbo krūvio ar net depresijos: „Kartais tenka sau pačiam priminti, jog verta pasidžiaugti nors ir smulkiausiais tos dienos pasiekimais, kad neprarastum kantrybės ir motyvacijos.“

K. Norvaiša džiaugiasi, kad profesoriaus Mathias O. Senge suburta jaunų tyrėjų grupė – įvairiatautė ir draugiška. Be lietuvio, čia galima sutikti studentų ar podoktorantūros stažuotojų, kurie atvykę iš Vokietijos, Austrijos, Indijos, Rusijos, Lenkijos, Graikijos, Didžiosios Britanijos, Australijos, Egipto, Prancūzijos, Italijos ir, žinoma, Airijos.

„Būnant apsuptyje žmonių iš įvairiausių šalių ir skirtingų kultūrų, susidaro šilti ryšiai, lyg antroji šeima, o Airija mums visiems kaip antrieji namai“, – džiaugiasi doktorantas.

Ateities planai dar nenubraižyti

Pasak KTU absolvento, labiausiai įkvepia pripažinimas, kai vizija, kuriai paskira tiek pastangų ir laiko, kuri buvo kruopščiai išplėtota ir įgyvendinta, yra publikuojama moksliniame žurnale.

K.Norvaiša sako dar neplanuojantis ateities toli į priekį ir nėra tvirtai apsisprendęs, kur pasuks apsigynęs daktaro laipsnį.

„Liekant akademinėje veikloje, didžiausias privalumas yra tai, kad gali plėtoti įvairiausius individualius projektus be jokių suvaržymų, tuo tarpu pramonėje yra daugybė reikalavimų ir ganėtinai siauri užsakymai, kuriuos privaloma atlikti iki tam tikro termino galo. Kita vertus, pramonėje atsiveria platesnės karjeros ir didesnio uždarbio galimybės“, – svarsto doktorantas.

Jaunam mokslininkui būtų įdomu išbandyti mokslinių žurnalų leidėjo poziciją, kadangi ši, jo nuomone, užtikrintų mokslinių darbų srautą ir geras karjeros perspektyvas.

„Kadangi darbas yra labai lankstus, priklausomai nuo šalies, kur žurnalo departamentas yra įsisteigęs, ten tektų ir apsistoti“, – mano K. Norvaiša.