Przejdź do treści

Uniwersytet Śląski w Katowicach

Komórka biologiczna jak miejska aglomeracja | Badania prof. Jakuba Spiechowicza

05.08.2020 - 09:11 aktualizacja 05.08.2020 - 09:11
Redakcja: MK, Sekcja Prasowa
Tagi: biofizyka molekularna, komórka, transport

|Małgorzata Kłoskowicz|

– Wiele wskazuje na to, iż XXI wiek będzie czasem biofizyki molekularnej. Ta dyscyplina, korzystając z naukowego arsenału fizyki, doprowadzi do przełomu w naukach medycznych – mówi dr hab. Jakub Spiechowicz, prof. UŚ z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego, laureat stypendium ministra nauki i szkolnictwa wyższego dla wybitnych młodych naukowców.


Prof. Jakub Spiechowicz zajmuje się wykorzystaniem metod fizyki do opisu tzw. układów złożonych. Są to struktury, których wysoki stopień skomplikowania wymaga użycia aparatu matematycznego w formie rachunku prawdopodobieństwa i statystyki. Dobrym przykładem takiego układu jest komórka biologiczna będąca jednym z głównym tematów badawczych podejmowanych przez naukowca z Uniwersytetu Śląskiego.

Obecnie prof. Jakub Spiechowicz jest kierownikiem projektu naukowego, w ramach którego próbuje lepiej zrozumieć i opisać transport wewnątrz komórki biologicznej. Badania są finansowane przez Narodowe Centrum Nauki w konkursie SONATA 13.

– W ostatnim czasie obserwujemy dynamiczny rozwój badań związanych z biofizyką molekularną, w dużej mierze wynikający z postępu nauk fizycznych dokonanego pod koniec ubiegłego stulecia. Mam tu na myśli przede wszystkim rozkwit rozmaitych metod eksperymentalnych, które umożliwiły naukowcom systematyczne badanie materii ożywionej – mówi laureat stypendium.

– Z punktu widzenia fizyka teoretyka układy biologiczne są ciekawym przedmiotem badań. Z jednej strony okazują się zbyt małe, aby można je było opisywać przy pomocy metod makroskopowych (mechanika klasyczna), a z drugiej – zbyt duże, aby używać wyłącznie metod mikroskopowych (mechanika kwantowa). Istnieją więc na granicy klasycznego makroświata i głęboko kwantowego mikroświata, a właśnie ten obszar należy do najbardziej interesujących w wielu gałęziach fizyki – dodaje.

Naukowiec porównuje komórkę biologiczną do wielkiej aglomeracji miejskiej, która nie mogłaby efektywnie funkcjonować bez odpowiednio zaprojektowanej infrastruktury. Sieć dróg, komunikacja miejska czy przygotowane służby porządkowe to tylko kilka przykładowych elementów, bez których trudno wyobrazić sobie normalny sposób działania wielkomiejskich mechanizmów. Podobnie jest z komórkami naszego ciała. Szczególnie ciekawy okazuje się transport wewnątrzkomórkowy. To dzięki niemu na przykład wirus HIV wywołać może zakażenie zdrowej komórki, przemieszczając się z jej powierzchni do centrum. Jak przyznaje naukowiec, transport ten odgrywa również ważną rolę w regulowaniu połączeń nerwowych w naszym organizmie. Brak regulacji lub jej upośledzenie mogą doprowadzić do wielu schorzeń, takich jak choroba Alzheimera, ma on również niebagatelne znaczenie dla szybkiego namnażania się komórek nowotworowych.

Warto wspomnieć także o wdrożeniowym potencjale realizowanych badań. Naukowiec wraz ze swoimi współpracownikami, analizując anomalie transportu w mikroskali, opracował podwaliny metody kontrolowalnej separacji małych obiektów ze względu na ich rozmiary lub masę. Metoda ta może znaleźć zastosowanie m.in. w diagnostyce i leczeniu chorób nowotworowych.

– Moje dotychczasowe doświadczenia pokazują, że w ostatnich latach sposób uprawiania nauki znacząco się zmienił. Nie tak dawno można było, przynajmniej w fizyce teoretycznej, z niemałym powodzeniem prowadzić badania w pojedynkę. Dzisiejsze problemy badawcze zdecydowanie faworyzują duże grupy skupione wokół hojnie finansowanych projektów, często międzynarodowych. Ważna jest więc współpraca – mówi laureat stypendium i przyznaje, że szczególnie ceni sobie kontakty z uczonymi z Uniwersytetu w Augsburgu, którym przewodzi prof. Peter Hänggi – światowej sławy fizyk teoretyk, specjalista z zakresu fizyki statystycznej, doktor honoris causa wielu uczelni, w tym również Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach.

– Jestem pragmatykiem, dlatego na pewno w najbliższych latach będę dążył do założenia silnej grupy badawczej, która, mam nadzieję, uzyska renomę w kraju i za granicą – podsumowuje.


Artykuł pt. „Komórka biologiczna jak miejska aglomeracja” ukazał się w czerwcowym numerze „Gazety Uniwersyteckiej UŚ” nr 9 (279) czerwiec 2020.

Zdjęcie portretowe prof. Jakuba Spiechowicza
Dr hab. Jakub Spiechowicz, prof. UŚ | fot. archiwum J. Spiechowicza

return to top