Epigenetika: Ako naše skúsenosti formujú budúce generácie?

V tomto diele podcastu Veda na dosah sme sa rozprávali so stredoškolákom Michalom Lajčiakom, ktorý už ako 18-ročný vyhral pod záštitou AMAVET-u prestížnu celosvetovú súťaž Regeneron ISEF 2024 v Los Angeles. Prvé miesto získal za projekt Návrh systémov na riadenie robotického roja. Sám si v ňom v podstate vytvoril vlastnú inteligentnú fabriku. „Keď si vyberám projekt, čítam si nejaké vedecké články alebo len tak bádam po internete, do čoho by som sa pustil, hľadám nejaké problémy,“ prezradil Michal v rozhovore. Súčasné výrobné haly sú v dnešnej dobe veľmi statické, a preto sa Michal v projekte zameral na budúcnosť výroby, ktorá spočíva v schopnosti robotov v reálnom čase prekonfigurovať produkčné linky na výrobu hocijakého produktu. Myslí si, že mladí ľudia by sa o vedu zaujímali viac, keby im niekto ukázal, že to má zmysel. Viac podrobností o Michalovom projekte, o jeho ceste k robotike, najťažšej technickej prekážke v projekte, plánoch do budúcna, ale i o recepte na úspešnosť či riešenie problémov sa dozviete v podcaste na portáli VEDA NA DOSAH. Michal Lajčiak študuje na strednej priemyslovke v Dubnici nad Váhom. Začal programovať ako desaťročný, v súčasnosti pracuje na viacerých projektoch vrátane startupu. Je pre neho typické, že za svojím cieľom ide priamočiaro cez všetky prekážky. Všetky podcasty sú dostupné na stránke vedanadosah.sk, na YouTube CVTI SR, cez aplikácie Spotify a Apple Podcasts a na ďalších streamovacích platformách.

Príčiny vzniku Parkinsonovej choroby zatiaľ nie sú presne známe, preto majú vedci v tejto oblasti ešte veľa práce. Novou posilou vo výskume je aj mladá študentka strednej školy Izabela Mária Hašková, ktorá skúmala účinky fyzického cvičenia na pacientov s Parkinsonovou chorobou. Ako osemnásťročná v lete tohto roka dokonca vyhrala druhé miesto v medzinárodnej súťaži Olympiáda géniov v americkom Rochestri so svojím výskumným projektom Testovanie nástrojov na štúdium molekulárnych signálov prispievajúcich k celotelovej odpovedi na cvičenie pacientov s Parkinsonovou chorobou.  V podcaste Veda na dosah sa dozviete, akú cestu musela Izabela prejsť, kým dosiahla úspech na medzinárodnej súťaži, čo sa jej podarilo vyskúmať, prečo ju veda baví, ale napríklad aj to, ako súvisí výskyt Parkinsonovej choroby s degradáciou životného prostredia. Izabela Mária Hašková je študentkou Gymnázia Šrobárova v Košiciach. Má za sebou už viacero vedeckých súťaží, na ktorých sa zúčastnila pod záštitou občianskeho združenia AMAVET. Všetky podcasty sú dostupné na stránke vedanadosah.sk, na YouTube CVTI SR, cez aplikácie Spotify a Apple Podcasts a na ďalších streamovacích platformách.

Tuky sa často považujú za nepriateľa zdravej stravy, ale v skutočnosti hrajú kľúčovú úlohu v našom tele. Fungujú ako základný zdroj energie, pri nadbytku sa ukladajú a mobilizujú sa počas fyzickej aktivity. Poznáme však rôzne typy tukov a odlišné sú aj ich účinky na zdravie. Prečo sú niektoré tuky prospešné a iné menej vhodné a ako si vybrať správne tuky do vyváženej stravy? Aké sú hlavné rozdiely medzi bielym a hnedým tukovým tkanivom? Prečo sú výživa a zdravý životný štýl také dôležité? Čo je to energetický metabolizmus a metabolická flexibilita? Dokáže sa naše telo adaptovať na zmeny v dostupnosti živín? Akým metabolickým ochoreniam súčasná populácia čelí? O týchto aj o ďalších otázkach sme sa rozprávali v podcaste na portáli VEDA NA DOSAH s Mgr. Luciou Balážovou, PhD. Mgr. Lucia Balážová, PhD., pôsobí v Ústave experimentálnej endokrinológie Biomedicínskeho centra Slovenskej akadémie vied. Vyštudovala fyziológiu živočíchov na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského v Bratislave. Vo svojom výskume sa venuje energetickému metabolizmu a metabolickým ochoreniam. Ako postdoktorandka pôsobila šesť rokov vo Švajčiarskom technologickom inštitúte ETH v Zürichu. Podieľala sa na identifikácii viacerých mechanizmov, ktoré kontrolujú metabolickú aktivitu tukového tkaniva. Skúma, ako fungujú metabolické procesy v tele a aké zmeny vznikajú vplyvom civilizačných ochorení, ako je obezita a cukrovka.

Dáta majú nezastupiteľnú úlohu v moderných výrobných procesoch. Okrem toho s nimi narábame pri každodenných činnostiach, ako je napríklad využívanie internetu či rôznych mobilných aplikácií. S dátami sa pracuje aj v zdravotníctve, energetike, doprave, vo finančných službách, ale aj v mnohých ďalších odvetviach. Nachádzajú sa všade okolo nás a ich potenciál je, zdá sa, nekonečný. Samotné využívanie dát, ich zber, analýza a implementácia do automatizačných systémov v priemysle nám pomáhajú optimalizovať výrobu, znižovať náklady a zvyšovať efektivitu. Využitie pokročilých automatizačných technológií môže výrazne optimalizovať výrobu. Ako prebieha automatizácia výrobných procesov? Aké úspešné príklady máme z rôznych priemyselných odvetví? Čo sú to dáta? Ako vyzerá zber a analýza dát? O týchto aj o ďalších otázkach sme sa rozprávali v podcaste na portáli VEDA NA DOSAH s doc. Ing. Radoslavom Paulenom, PhD. Doc. Ing. Radoslav Paulen, PhD., pôsobí v Ústave informatizácie, automatizácie a matematiky na Fakulte chemickej a potravinárskej technológie Slovenskej technickej univerzity v Bratislave. Jeho výskum sa zameriava na využívanie dát pre modelovanie a optimalizáciu v procesnom priemysle. Pôsobil na viacerých zahraničných inštitúciách, ako je Imperial College London, Institut National Polytechnique de Lorraine vo francúzskom Nancy či Technische Universität Dortmund. Pracoval a pracuje na viacerých vedeckých projektoch podporovaných Európskou úniou.

Epigenetika je fascinujúca a dynamicky sa rozvíjajúca oblasť biológie, ktorá skúma, ako sa môže meniť génová expresia bez zmeny samotnej sekvencie DNA. Aké sú základné princípy epigenetiky a aký je jej historický vývoj? Ako sa epigenetika líši od tradičnej genetiky? Epigenetika má dôležitú úlohu aj počas embryonálneho vývinu, kde epigenetické značky riadia diferenciáciu buniek a formovanie tkanív. Epigenetické zmeny prispievajú aj k vzniku a progresii rakoviny, neurodegeneratívnych ochorení, ako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba, a tiež metabolických chorôb, ako je diabetes a obezita. Aj životné prostredie, strava, toxíny a stres môžu zanechať epigenetické stopy na našich génoch. Môžu mať tieto zmeny dlhodobé dôsledky? Môžu byť epigenetické zmeny dedičné? Aký potenciál majú epigenetické terapie v liečbe rôznych chorôb? Ako môže epigenetika prispieť k rozvoju personalizovanej medicíny, pri ktorej sa liečba prispôsobuje individuálnemu epigenetickému profilu pacienta? O týchto aj o ďalších otázkach sme sa rozprávali v podcaste na portáli VEDA NA DOSAH s prof. RNDr. Andreou Ševčovičovou, PhD. Prof. RNDr. Andrea Ševčovičová, PhD., pôsobí na Katedre genetiky Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave. Vo svojej vedeckej práci sa venuje najmä genetickej toxikológii, a to štúdiu bioaktívnych látok, ktoré by mohli nájsť potenciálne uplatnenie v medicíne, a potenciálnemu genotoxickému účinku environmentálnych polutantov. Vedie národné projekty VEGA, APVV a KEGA. Publikovala množstvo odborných štúdií v prestížnych medzinárodných časopisoch. Absolvovala študijné a pracovné pobyty vo Švajčiarsku, v Portugalsku, Česku a Bulharsku. Pravidelne prednáša na univerzitách v zahraničí (napríklad na Universidade do Minho v Portugalsku). Od roku 2016 je garantkou projektu Genetika na kolesách (http://www.genetikanakolesach.sk), ktorého cieľom je priblížiť stredoškolským študentom prácu v genetickom laboratóriu a poznatky z oblasti genetiky. Za pedagogické aktivity jej dekan Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave v roku 2011 udelil Plaketu J. A. Komenského. Za aktivity v rámci projektu Genetika na kolesách jej minister školstva, vedy, výskumu a športu SR udelil Cenu za vedu a techniku za rok 2021 v kategórii Popularizátor vedy.

Neurovývojová porucha ADHD postihuje deti i dospelých a prejavuje sa rôznorodými symptómami vrátane hyperaktivity, impulzívnosti a problémov s pozornosťou. Predsudky, s  ktorými sa stretávajú osoby s touto poruchou, sú stále aktuálne, a preto je potrebné pripomenúť si možnosti, ako tieto problémy zmierniť prostredníctvom verejnej osvety a vzdelávania. Aké sú aktuálne terapeutické prístupy? Ako prebieha diagnostika? V akom veku je najčastejšie diagnostikované ADHD a prečo môže byť ťažšie identifikovať túto poruchu u dospelých? Ako môže ADHD ovplyvniť každodenný život dospelého človeka vrátane jeho pracovného a osobného života? Aké najväčšie mýty sa o tejto poruche šíria? Aké sú najčastejšie príčiny vzniku ADHD? Komplexne sme sa o téme rozprávali v podcaste na portáli VEDA NA DOSAH s Mgr. Matejom Štepitom. Mgr. Matej Štepita vyštudoval psychológiu na Univerzite Komenského v Bratislave. Je poradcom a lektorom s praxou od roku 2006. Sústredí sa na problematiku ADHD, ADD a poruchy správania. Najviac skúseností má s deťmi a mládežou s hyperaktivitou, poruchami pozornosti a správania a ich rodinami. Vo svojej práci sa usiluje podporiť slobodu a zodpovednosť dospelého človeka za svoj život aj voči svojmu okoliu, harmonické medziľudské vzťahy a duševný rozvoj a zrenie. Okrem problémov s hyperaktivitou sa venuje otázkam výchovy, rodinných a partnerských vzťahov a osobného duševného stavu. Vedie rôzne vzdelávania pre ľudí z pomáhajúcich profesií, učiteľov aj rodičov. Okrem poradenstva pôsobí aj ako učiteľ umelecko-sociálnej jogy v škole jogy Premena. Jeho snom je vybudovať komplexné centrum pre rodiny s deťmi s týmto typom problémov.

Vedeli ste, že existujú mechanizmy, pomocou ktorých rakovinové bunky unikajú bežným kontrolným mechanizmom bunkovej smrti a zostávajú nesmrteľné? Výskum v tejto oblasti je nesmierne dôležitý, pretože nám pomáha lepšie pochopiť procesy, ktoré vedú k vzniku rakoviny, a tým aj k vývoju nových terapeutických stratégií. Modelové systémy používané v laboratórnom výskume hrajú kľúčovú úlohu pri objasňovaní mechanizmov genetickej nestability a nesmrteľnosti rakovinových buniek. Prečo sú tieto modely nevyhnutné pre pokrok v tejto oblasti? Čo je to genetická nestabilita? Akú úlohu zohráva RNA v expresii génov a v regulácii bunkových procesov? O týchto aj o ďalších otázkach sme sa rozprávali v podcaste na portáli VEDA NA DOSAH s Mgr. Katarínou Juríkovou, PhD. Mgr. Katarína Juríková, PhD., pôsobí na Katedre genetiky Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave a na talianskej Univerzite v Trente ako postdoktorandská výskumníčka. Absolvovala stáže v Španielsku, USA a Taliansku podporené Nadáciou Tatra banky, Nadáciou SPP, Fulbrightovým štipendiom a prestížnym grantom Marie Skłodowska-Curie Actions z EÚ programu Horizon 2020. Vo svojom výskume sa venuje biológii RNA a jej úlohe v stresovej odpovedi v rakovinových bunkách. V rámci popularizácie vedy je spoluorganizátorkou biologickej olympiády – súťaže pre študentov stredných škôl nadšených pre biológiu.

Naši predkovia vnímali zem ako zdroj potravy, domova a posvätného priestoru. Využívali rôzne poľnohospodárske techniky a starali sa o úrodnosť pôdy. Voda sa považovala nielen za zdroj života, ale aj za dôležitý prvok rituálov a obradov. Historické fakty nám odhaľujú, ako vnímali tieto prírodné elementy a akú dôležitú úlohu zohrávali v ich každodennom živote. Hoci pojem ekológia vznikol až v 19. storočí, naši predkovia intuitívne rozumeli princípom udržateľnosti a rovnováhy v prírode. Aký význam mala pre našich predkov zem a voda? V čom sa môžeme inšpirovať a poučiť z ich prístupu? Aké konkrétne tradície a rituály boli spojené so zemou a s vodou? Kedy a prečo sa náš vzťah k prírode začal vzďaľovať? Ako sa k nej znovu môžeme priblížiť a čerpať múdrosť z tradičných prístupov k ochrane a udržateľnému využívaniu prírodných zdrojov? O týchto aj o ďalších otázkach sme sa rozprávali v podcaste na portáli VEDA NA DOSAH s Mgr. Katarínou Nádaskou, PhD. Mgr. Katarína Nádaská, PhD., vyštudovala odbor história – etnológia na Filozofickej fakulte Univerzity Komenského (FF UK) v Bratislave a v tejto oblasti pracuje dodnes. V roku 1997 obhájila titul PhD. Pôsobila ako vedecko výskumná pracovníčka na FF UK, pedagogicky pôsobila na Univerzite sv. Cyrila a Metoda v Trnave, Univerzite Konštantína Filozofa v Nitre a Filozofickej fakulte Univerzity Karlovej v Prahe. Absolvovala viacero vedeckých stáží na európskych univerzitách, napríklad na Viedenskej univerzite, Univerzite Regensburg či Jagelovskej univerzite v Krakove. Pracovala ako kurátorka a literárna historička v Múzeu mesta Bratislavy aj ako odborná vedecká pracovníčka v Divadelnom ústave Bratislava. V súčasnosti pôsobí ako odborná pracovníčka v archíve, venuje sa historickému poradenstvu pre masmédiá a film, prednáša na viacerých univerzitách na Slovensku i v zahraničí. Je autorkou a spoluautorkou množstva monografií, napríklad Slovenský rok vo výročných obradoch a sviatkoch, Čím žila slovenská rodina – rodinné zvyky, Čary a veštby – mágia v ľudovej kultúre Slovenska, Čerti, bosorky a iné strašidlá a iné.

Mutácie, čiže zmeny v sekvencii DNA, nás formovali odnepamäti a sú základným zdrojom genetickej variability, ktorá je potrebná pri evolučných procesoch. Mutácie vznikajú spontánne, ale môžu na ne vplývať aj vonkajšie faktory, napríklad UV žiarenie, ionizačné žiarenie či chemické látky. Mutácie sú buď neutrálne, alebo škodlivé. Čo sú mutácie a ako k nim dochádza? Aké mutácie poznáme? Sú dedičné a vieme im predchádzať? Ako ovplyvňuje vonkajšie prostredie vznik mutácií? Môžu byť niektoré mutácie prospešné? Vieme poškodený gén vyliečiť? O týchto aj o ďalších otázkach sme sa rozprávali v podcaste na portáli VEDA NA DOSAH s prof. RNDr. Andreou Ševčovičovou, PhD. Prof. RNDr. Andrea Ševčovičová, PhD., pôsobí na Katedre genetiky Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave. Vo svojej vedeckej práci sa venuje najmä genetickej toxikológii, a to štúdiu bioaktívnych látok, ktoré by mohli nájsť potenciálne uplatnenie v medicíne, a potenciálnemu genotoxickému účinku environmentálnych polutantov. Vedie národné projekty VEGA, APVV a KEGA. Publikovala množstvo odborných štúdií v prestížnych medzinárodných časopisoch. Absolvovala študijné a pracovné pobyty vo Švajčiarsku, v Portugalsku, Česku a Bulharsku. Pravidelne prednáša na univerzitách v zahraničí (napríklad na Universidade do Minho v Portugalsku). Od roku 2016 je garantkou projektu Genetika na kolesách (http://www.genetikanakolesach.sk), ktorého cieľom je priblížiť stredoškolským študentom prácu v genetickom laboratóriu a poznatky z oblasti genetiky. Za pedagogické aktivity jej dekan Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave v roku 2011 udelil Plaketu J. A. Komenského. Za aktivity v rámci projektu Genetika na kolesách jej minister školstva, vedy, výskumu a športu SR udelil Cenu za vedu a techniku za rok 2021 v kategórii Popularizátor vedy.

Kognitívna robotika a umelá inteligencia sú veľmi dynamické oblasti, ktoré sa ustavične rozvíjajú. Roboty dnes zastupujú ľudí v manuálne náročných prácach, ale dostávajú sa aj do domácností, kde prenikajú do osobnejšej zóny ľudí. Aj preto sa vývojári snažia, aby robot bol čo najpodobnejší človeku a aby sa jeho schopnosti a vlastnosti čo najviac stotožňovali s ľudskými. Na to, aby sa stroje stále zlepšovali, je potrebný výskum modelov umelých neurónových sietí, ktorý vieme využiť v oblasti kognitívnej robotiky. Ako fungujú neurónové siete? Ako sa roboty môžu učiť? Môže sa stať, že robot raz bude múdrejší ako človek? Ako vyzerá robot budúcnosti? Čo bude vedieť robiť a v akej oblasti si novodobé roboty nájdu uplatnenie? O týchto aj o ďalších otázkach sme sa rozprávali v podcaste na portáli VEDA NA DOSAH s prof. Ing. Igorom Farkašom, Dr. Prof. Ing. Igor Farkaš, Dr., pôsobí na Katedre aplikovanej informatiky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave. Zameriava sa na oblasť umelej inteligencie so špecializáciou na takzvaný subsymbolový, prírodou inšpirovaný prístup pomocou neuropočítania. Skúma výpočtové vlastnosti modelov umelých neurónových sietí a ich využitie pri modelovaní kognitívnych funkcií. Vedie národné projekty VEGA, APVV a KEGA. Je spoluautorom asi 100 prác v medzinárodných časopisoch a recenzovaných zborníkoch z konferencií. Pravidelne recenzuje vedecké články do impaktovaných časopisov. Koordinuje Centrum pre kognitívnu vedu na fakulte a garantuje medzinárodný interdisciplinárny magisterský študijný program kognitívna veda. Je členom správnej rady Centra pre umelú inteligenciu. V roku 2024 získal ocenenie Vedec roka SR 2023 v kategórii Osobnosť medzinárodnej spolupráce za významné výsledky v oblasti umelej inteligencie a za rozvíjanie spoluprác a medzinárodného magisterského programu.