Naše 3D spojky umožní vznik téměř nekonečné knihovny sloučenin

Stipendista pro rok 2025 Lukáš Janecký z ÚOCHB AV ČR se chce na své roční stáži věnovat vývoji speciálních 3D spojek, které mohou významně přispět k vývoji nových sloučenin se zajímavými biologickými vlastnostmi. “Naše 3D borové spojky jsou unikátní v tom, že dokážeme selektivně ovlivnit reaktivitu na jednom a na druhém atomu boru. Tak získáme absolutní kontrolu nad tím, jak se námi utvořená molekula v prostoru uspořádá. Díky tomu bude v budoucnu možné vytvořit téměř nekonečnou knihovnu sloučenin, které by mohly najít uplatnění třeba v medicinální chemii,“ vysvětluje Lukáš Janecký podstatu svého výzkumného projektu. Tématu se bude věnovat na švédské Stockholms universitet ve skupině prof. Kálmána J. Szabó.

Díky stipendiu od Nadace Experientia vycestujete na roční stáž do Švédska. Jaké to bylo, když jste se tu novinu dozvěděl?

Věděl jsem, že konkurence je veliká, takže to bylo krásné překvapení. Měl jsem obrovskou radost, protože jsem si uvědomil, že budu moci dělat na svém výzkumu a být nezávislý.

Co pro vás znamená, že vás na vaší vědecké cestě podpoří právě nadace? 

Znamená to pro mě především zodpovědnost. Nechci zklamat lidi, kteří mě podpořili. Vím, že do toho musím dát ještě víc, než kdyby mě zaměstnal přímo školitel v zahraničí. Chci mít skvělé výsledky.

Pro svoji výzkumnou stáž jste si vybral Stockholms universitet ve Švédsku. Proč? 

Už šestým rokem se věnuji chemii fluoru a říkal jsem si, že potřebuji změnit zaměření, tak jsem hledal nějaký jiný prvek… 

…a našel jste bor?

Ano, byla to logická volba. Fluor a bor spolu tvoří nejsilnější jednoduchou kovalentní vazbu v chemii. Umí dobře spolupracovat a drží hodně při sobě. Byla tam ale i další kritéria: dosud jsem se zabýval spíše „placatou“ chemií a říkal jsem si, že by bylo skvělé přidat tam ještě třetí rozměr. Lákalo mě řešit, jak molekula vypadá v prostoru. Vymyslel jsem si na sebe velmi obtížný projekt.

To jste mi ale příliš neodpověděl na otázku, proč právě Švédsko?

Za prvé, Švédové dělají skvělou chemii. Za druhé, mám rád severské země, byl jsem v Norsku, ve Finsku a Švédsko mě velmi lákalo. A za třetí, Švédové jsou výborní v šermování, kterému se věnuji.

Jedete do laboratoře profesora Kálmána J. Szabó, který je na stockholmské univerzitě vedoucím katedry organické chemie. Čím se jeho skupina zabývá?

Prof. Kálmán J. Szabó je výjimečný organický chemik zejména díky svému přínosu v oblasti borové chemie. Když jsem věděl, že se chci zabývat borem, jeho skupina byla jasnou volbou.

Vy se budete na své stáži věnovat vývoji speciálních 3D borových spojek, můžete nám je představit?

Jsou to molekuly, které na jednom společném atomu uhlíku mají navázané dva atomy boru, kde jeden z nich je o něco reaktivnější než druhý. Mají určitou, jasně definovanou orientaci v prostoru. Jejich super schopností je, že dokáží pospojovat další molekuly v prostoru tak, jak si přejeme, a proto mohou být využity jako 3D spojky. Každý atom boru v těchto spojkách slouží jako „záchytný kolík“, na nějž se můžou navázat další, složitější molekuly.

Zmínil jste, že jste si na sebe vymyslel velmi obtížný projekt. V čem spočívá jeho největší výzva?

Jen v první fázi projektu mě čekají tři kroky, které potřebuji otestovat a optimalizovat, než se mi vůbec podaří z jednoduchých molekul připravit 3D spojku. Největší výzvou pro mě je, abych se nikde nezasekl a abych mohl jít přímou cestou až ke spojkám. A v druhé fázi projektu je chci začít využívat v určitých spojovacích reakcích.

V jakých reakcích plánujete své 3D spojky testovat?

Budu je testovat například na Suzukiho cross-couplingových reakcích, za které byla v roce 2010 udělena Nobelova cena. Nebo na reakcích, které jsou specifické pro chemii boru (jako halogenace nebo oxidace). Vzájemnou kombinací těchto reakcí bude možné vytvořit téměř nekonečnou knihovnu sloučenin s jasně definovanou strukturou v prostoru, které by mohly mít zajímavé biologické vlastnosti a mohly by tak najít uplatnění třeba v medicinální chemii. 

Čím budou vaše 3D borové spojky unikátní oproti jiným spojkám?

Unikátnost našich 3D borových spojek spočívá právě v jejich definované prostorové orientaci. V organické chemii chceme připravovat sloučeniny, které jsou v prostoru natočené konkrétním směrem a pak zapadají do zámků různých enzymů jako klíče. Tím, že borové spojky budou mít už ze své podstaty jasně definovanou prostorovou orientaci, jejich aplikace v různých spojovacích reakcích výrazně rozšíří knihovnu chirálních (neztotožnitelných se svým zrcadlovým obrazem, pozn. aut.) organických sloučenin. Ty pak budou moct v medicinální chemii sloužit jako klíče, které budou přesně pasovat do cílených enzymů a budou tak moct ovlivnit jejich bioaktivitu.

Když si vezmeme šíři organické chemie, co vás přitáhlo právě k chemii fluoru a boru?

To je celkem zajímavý příběh. V oboru chemie se pohybuji už od střední školy. Vystudoval jsem Střední průmyslovou školu chemickou v Pardubicích. Pravidelně jsem se účastnil Středoškolské odborné činnosti (SOČ) na Univerzitě Pardubice, kde jsem se dostal do laboratoře anorganické chemie. V rámci SOČ jsem postoupil do vyšších soutěží na národní a posléze i na mezinárodní úrovni. Soutěžil jsem i ve Phoenixu v Arizoně, kde jsem se seznámil s jedním velmi zajímavým mladým vědcem z Ruska, který měl vedle mě poster. Bavili jsme se spolu o chemii a vyměnili jsme si e-maily. Asi měsíc potom, co jsem se vrátil z USA, mi napsal, že jede do Prahy na ÚOCHB na stáž k Petru Beierovi. Jeho skupinu jsem neznal, ani ÚOCHB jsem pořádně neznal, a tak jsem si začal zjišťovat, kam můj kolega ze soutěže vlastně jede. Když jsem dokončil bakalářskou práci na Univerzitě Pardubice, tak jsem Petra Beiera oslovil.

Takže jste musel dojet až do Arizony, abyste natrefil na laboratoř českého vědce Petra Beiera?

Ano, přesně takto jsem se dostal k chemii fluoru a zůstal jsem u ní až do konce svého doktorského studia, v rámci kterého už jsem pracoval právě na ÚOCHB v laboratoři Petra Beiera.

Co vás nejvíc ovlivnilo na vaší vědecké cestě, na které teď získáváte prestižní stipendium Nadace Experientia? 

Velkou zásluhu na tom měla právě Středoškolská odborná činnost. Měl jsem individuální studijní plán a ve výsledku jsem už od druháku trávil polovinu času na střední škole a polovinu času na univerzitě. To, že jsem už od takto mladého věku mohl pracovat v laboratoři, mě hodně ovlivnilo: viděl jsem, jak krásné je, když člověk v laboratoři něco připraví vlastníma rukama, viděl jsem nadšení kolegů. Bylo to fascinující.

Byl jste ten typ vědce, který věděl už od malička, že chce být chemikem?

To ne. Spíše jsem byl na chemii zvědavý. Od rodičů a příbuzných jsem slýchával, jak je chemie těžká a jak jim nešla. Říkal jsem si, kde je ten háček? A pak, když jsme na druhém stupni základní školy poprvé přišli do laboratoře, kde byly cítit chemikálie, zapůsobilo na mě takové tajemno, které jsem chtěl prozkoumat. Během rozhodování, zda půjdu na střední na gymnázium, nebo na chemickou průmyslovku, rozhodlo právě to tajemno. Chtěl jsem chemii přijít na ten skrytý háček.

A našel jste ho?

Čím déle jsem se v chemii pohyboval, tím více mi přišla logická. Začala mi dávat smysl. Konkrétně organická chemie je velmi schematická, baví mě kreslit vzorce a hledat v nich vysvětlení. Baví mě řešit mechanismy organických reakcí. A baví mě i to, že celý výzkum mohu dělat vlastníma rukama. Můj děda byl truhlář, pracoval rukama v dílně a já si uvědomil, že chemie je také takové řemeslo. Jen při něm nepracujeme se dřevem, ale se sklem.  

Jaké jsou vaše plány po skončení stáže?

Chtěl bych se vrátit do Česka a založit si vlastní výzkumnou skupinu. Ještě nevím kde, ani na jaké téma, ale láká mě možnost mít svobodu vymyslet si vlastní projekt a pak se s kolegy a studenty podílet na jeho realizaci.

Máte nějaký vědecký sen? 

Chtěl bych přijít s nějakou novou metodologií, která zde ještě nebyla, abych mohl udat nějaký nový směr nebo otevřít nové odvětví v organické syntéze. Líbilo by se mi, kdy lidé věděli, že tato metoda vznikla v České republice.

Co děláte, když si chcete od vědy, odpočinout, jak vypínáte hlavu? 

Mám dvě oblíbené aktivity. První je sportovní, a sice šerm dlouhým mečem a francouzský šerm kordem. Druhá aktivita jsou LARPy (Live Action Role Playing, pozn. aut.), což je něco jako divadlo, ale bez diváků. Hráči zde přijímají různé role, které mají popsané na několika stránkách a v rámci určité historické události nebo prostředí, ve kterém se děj odehrává, utvoří mezi sebou vztahy. Hra trvá třeba dva dny. Lidé improvizují, řeší různé problémy dané doby. To je pro mě teď úplně největší relaxace, když si chci odpočinout od vědeckého prostředí.

Co nejzajímavějšího jste hrál?

Nejzajímavější pro mě byla hra z období heydrichiády, kdy jsem měl možnost si zahrát parašutistu Jaroslava Švarce, který zemřel s ostatními parašutisty v kostele svatého Cyrila a Metoděje. Hráli jsme to v prostorách podzemního krytu ve Slaném u Prahy, byla to historická rekonstrukce včetně náznaků vytopení krypty. Byl to velmi intenzivní zážitek.  

Hrají se LARPy i ve Švédsku?

Ano, dost intenzivně. Mají tam zajímavá témata, třeba vikingské LARPy na dračích lodích, ty bych si moc přál zahrát.

Co myslíte, že rozhodlo o tom, že jste se stal stipendistou pro rok 2025 právě vy?

Řekl bych, že klíčem mého úspěchu je píle a trpělivost. Nikdy jsem to nevzdával, pořád jsem na sobě makal. Když se srovnám se svými vrstevníky z univerzity, na teorii jsem nikdy nebyl tak dobrý jak oni. Ale právě proto, že jsem praktik, dokážu hodně zefektivnit věci, které dělám rukama a projevit spíše šikovnost po praktické stránce v laboratoři.

Co byste poradil mladým vědkyním a vědcům, kteří si budou o stipendium žádat po vás?

Aby se nebáli přijít s myšlenkou, která je riziková a nemusí úplně vyjít. Myslím, že to lidé v komisi ocení. Ve druhém kole mě příjemně překvapilo, že je v češtině. Diskuse byla skvělá a mohl jsem stoprocentně vyjádřit všechno, co jsem potřeboval. Všem bych vzkázal, že se nemají čeho bát.