Ilona Faustoval, Tartu Ülikooli molekulaarbioloogia kaasprofessoril ning loodus- ja täppisteaduste valdkonna programmijuhil, on põhjust oma tudengite üle uhkust tunda: juba viiendat aastat järjest toodi rahvusvaheliselt sünteetilise bioloogia võistluselt iGEM-ilt Eestisse medal – sedapuhku taas kuld.

Ilona Faustova, kellega vestleme TÜ tehnoloogiainstituudi 4. korruse kabinetis, on veendunud, et sünteetiline bioloogia muutub üha tähtsamaks teadusvaldkonnaks. „Me isegi ei tea veel, mis võib lähema kümne või kahekümne aasta jooksul toimuda – võib-olla midagi sarnast, nagu on kaasa toonud infotehnoloogia areng,“ mõtiskleb ta, „ainult et nüüd programmeerime rakke.“

Sünteetiline bioloogia annab tohutult võimalusi. Tulevikus saab selle abil pikendada inimeste eluiga – varsti on võimalik kasvatada igale inimesele siirdamiseks sobivaid organeid, sünteesida soodsalt ja efektiivselt uusi ravimeid, disainida süsteeme vähirakkude täppistuvastamiseks ja hävitamiseks jne. Sünteetiline bioloogia aitab üle minna kestlikule biomajandusele ja leevendada inimeste endi põhjustatud kliimamuutust.

PORTREE PÕHIPILT DA1A9522.jpeg

Ilona Faustova valiti 2017. aastal aasta programmijuhiks ja 2020. aastal pälvis ta Tartu Ülikooli aumärgi. FOTO: Marko Söönurm

Juba mõni aasta tagasi nimetas ajakiri Forbes bioinseneeriat üheks kõige tähtsamaks teadusvaldkonnaks, märgib Faustova, kes uurib rakkude jagunemise mõjutegureid, sh fosforüülimist: keemilist reaktsiooni, mille käigus valgule lisatakse fosfaatrühm.

„Fosforüülimine kontrollib paljusid rakusiseseid protsesse ning seda saab suunata valkude geenidesse kodeeritud lineaarmotiivide ehk kindla DNA järjestuse abil,“ selgitab ta. „Need motiivid on justkui triipkoodid: nendesse kodeeritud informatsioon lubabki meil rakke teatud tingimustel kontrollida.“

Faustova rõhutab alusteaduse tähtsust. „Kuigi tänapäeval vaadatakse väga palju rakendusteaduste poole, on oluline mõista, kuidas toimuvad fundamentaalsed protsessid – et oleks teadmisi, mida rakendada,“ sõnab ta. Raku jagunemine ongi looduse üks fundamentaalsematest protsessidest, mis toimub kõigis elusorganismides ülima täpsusega. Seni pole aga päris täpselt aru saadud, kuidas paljud rakusisesed protsessid toimuvad.

„2001. aastal sai Paul Nurse Nobeli preemia rakutsüklit kontrollivate ensüümide avastamise eest – nendest sõltub rakkude täpne jagunemine –, aga kuidas nad seda teevad?“ küsib Faustova. „Seda meie uurimegi.“

Siin kerkivad esile muidugi kõikvõimalikud eetilised küsimused. Mida me teaduses suudame teha ja mida tohime teha? Kas oleme võimelised ette nägema, milliseid tagajärgi võivad endaga kaasa tuua inimese manipulatsioonid elusorganismidega, sh inimelu pikendamine biotehnoloogia abil? Faustova sõnul tuleb siin appi võtta bioeetika: kuigi teaduse arenguga on seotud ka ohte, ei saa seetõttu loobuda võimalusest inimeste elu paremaks teha.

Niisiis pole imestada, et Ilona Faustova on juba viis aastat eest vedanud TÜ tudengimeeskondade osalemist rahvusvahelisel sünteetilise bioloogia alasel võistlusel iGEM (lühend tuleb samanimelise organisatsiooni nimest The International Genetically Engineered Machine Foundation), mille tähtsust ilmestab iGEM-i presidendi kujundlik ütlemine, et see on „sünteetilise bioloogia tuksuv süda“.

Uudne toode kaitseb hambaid

Tänavu esitles töörühm, kuhu kuuluvad nüüdseks teise kursuse loodusteaduste ja biotehnoloogia üliõpilased, iGEM-il toodet, mis aitab vältida hambakaariest. „Bakterid kleepuvad hammaste külge ühe spetsiifilise valgu tõttu ja hakkavad hambaemaili kahjustama,“ seletab Ilona Faustova. „Me kasutasime rakuvabrikuna pärmi, et luua seda valku katki lõikavat ensüümi proteaasi, mis tunneb ära teatud kindla motiivi ehk aminohapete järjestuse valgus.“ See proteaas lõikab justkui looduslike kääridega katki sideme bakteri ja hamba vahel, mistõttu bakter ei saa hambaemailile kinnituda.

Et uudne toode saaks võimalikult hea vastuvõtu, küsisid iGEM-i töörühma üliõpilased hambaarstidelt ja patsientidelt, millisel kujul meeldiks neile vahendit kõige rohkem kasutada. „Nii arendasime lisaks hambapastale ja -geelile välja ka sprei, mida saab kasvõi pärast söömist suhu pihustada: see aitab ära hoida bakterite kinnitumise hambapinnale. Samuti pääseb sprei paremini ligi nendesse kohtadesse, kuhu hambahari ei pääse,“ kirjeldab Faustova. Kõige lõpuks valmistati vahendi prototüüp.

Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi algatatud, nüüdseks enam kui 4000 osavõtjaga ülemaailmse konkursi suurepärased tulemused – Eestisse on toodud kolm kulda ja kaks hõbedat – on TÜ tuntust sünteetilise bioloogia valdkonnas suurendanud. „Kohtunikele meie idee meeldis, samuti see, kuidas proteaas on disainitud,“ särab Faustova, kes on oma rahvusvahelise töörühma üle õigusega uhke. „Seda nimetati isegi doktoritöö tasemel projektiks.“

Võistlusel osalemiseks ei piisa aga vaid teadustööst: noortel tuleb tegelda ka teaduse populariseerimisega. Nad loovad tutvustava kodulehe ja lõpptulemust esitleva videoklipi ning teevad kaheksa konkursikuu jooksul teadustöökoolitusi nii kooliõpilastele kui ka täiskasvanutele. Samuti tuleb luua kontakt teiste teadlaste ja töörühmadega üle maailma, küsida neilt tagasisidet ning nende nõuandeid oma töös arvestada.

Turundustöö ei ole teadlasele sageli kerge ega loomuomane, kuid sel on hea eesmärk: vähendada lõhet avalikkuse ja teadusmaailma vahel, mis omakorda võiks tähendada, et teaduse rahastamine saab rohkem avalikkuse toetust. Ja avalikkuse huvi on noorte ettevõtmisele jagunud: näiteks läinud aastal oli populaarne Ülikooli kohviku teisele korrusele tehtud põgenemistuba, millest väljapääsemiseks tuli lahendada mitmesuguseid ülesandeid. „Ka ülikooli inimesed panid end sinna varakult kirja,“ kinnitab Faustova. 

Lisaks toimusid õpitoad: osalejad istusid pika laua taga ja said oma käega teadust teha, nt proovida eraldada kiivi DNA-d, värvida keemiliste katsete abil lahuseid või panna kokku pusle DNA täiendavuse reegli järgi. Õpitubadega käidi üle Eesti, sh teadlaste ööl Ahhaa keskuses.

Arengukiirendus tudengitele

Mis on TÜ iGEM-i meeskondade saladus, et nad on nii suurel võistlusel korduvalt edu saavutanud?

„Kui sa lood hea, toetava õhustiku, paneb see inimeste silmad särama ja innustab endast parimat andma,“ ütleb Faustova. „Ma näen, et üliõpilased on väga motiveeritud, nad ise ütlevad, et on võistlusel osalemise käigus teadustöös väga kiiresti edasi arenenud.“

Mõistagi ei ole see kõik kerge. iGEM-i meeskondade viimaste nädalate pingelise töö kohta ringleb üle maailma nalju ja meeme. „Enne projekti tähtaega töötavad tudengid ööd-päevad, sealhulgas nädalavahetustel, tiivustatuna vaid iseenda entusiasmist, olles täielikult pühendunud projektile ja tiimile,“ kinnitab Faustova, „aga nii sa õpidki ka vastu pidama ja asja lõpuni viima.“

Faustova usub, et suurima õppetunni annavad nurjumised. „Kui midagi läheb untsu, ei maksa arvata, et sa oled halb teadlane,“ ütleb ta veendunult. „Sinu ees on küsimus, millele pole veel vastust. Kui saad vastuse, mis sind ei rahulda, tuleb olla loov ja tulemusi tõlgendada, võib-olla oma hüpoteesi või planeeritud eksperimente muuta. Ja mõnikord ei tulegi välja. Läbikukkumised ei ole alati halvad, nagu meile koolis õpetati. Muidugi oleme kõik inimesed ja väsime ära, aga teadlane ei viska seepärast püssi põõsasse.“

Konkursil on tähtsad ka nii-öelda pehmed väärtused: kommunikatsioon, suhtlemisoskus ja meeskonnatöö. „Ma toonitan tudengitele, et kui tahad minna kiiresti, siis mine üksi, aga kui tahad minna kaugele, siis koos teistega,“ ütleb Faustova.

Tõepoolest, töörühma liikmed nimetavad iGEM-i tiimi justkui teiseks perekonnaks. Faustova sõnul püüab ta luua sooja õhustiku, sest üliõpilased, kes tulevad Tartusse mujalt maailmast, kannatavad mitmekordse stressi all: uus ala, uued inimesed, uus keskkond; lisaks eemalolek perest ja sõpradest.

„Kuigi nad tahavad selles vanuses, 17–18-aastasena, olla iseseisvad, on kõik need muutused ühekorraga üsna rasked. Me püüame neile siinolemist meeldivamaks teha: et nad suhtleksid omavahel, toetaksid üksteist, leiaksid teise kodu,“ ütleb Faustova.

Energiline programmijuht suhtleb välistudengite peredega juba enne nende Eestisse tulekut, et vanemad saadaksid oma lapsed siia rahuliku südamega. „Tartu Ülikooli tase on hea ja meie diplomeid tunnustatakse üle maailma, ent selliseid ülikoole on teisigi,“ möönab ta. „Meie siht on, et nad valiksid just meid. Meil on tudengeid umbes 40 riigist üle maailma, kokku on loodusteaduste ja tehnoloogia ning biotehnika alal koos eesti üliõpilastega ligi 200 tudengit.“

Teadus ja modellindus

Ilona Faustovat teatakse aga mitte ainult teadlasena, vaid üllataval kombel ka moelavadelt: näiteks võis teda hiljuti näha Perit Muuga putukatest inspireeritud kollektsiooni „Kummaline salamaailm“ kleite ja soenguid kandmas. Kuidas juhtus, et teadlasest sai modell?

„Õigem oleks küsida, kuidas modellist sai teadlane,“ ütleb Ilona Faustova ja naerab nakatavalt. „Ma olin 13–14-aastasena poisilik, sportlik tüdruk ja vanemad hakkasid muretsema, et ma ei omandagi naiselikku käitumist. Nii et nad panid mu modellikooli,“ meenutab pikakasvuline ja sihvakas Ilona. „Mulle hakkas seal meeldima, mind märgati ja mulle hakati tööd pakkuma. Kuid kõik see aeg, mil ma modellina töötasin, mõtlesin ikka, et see on tore hobi küll, aga ma tahan kindlasti edasi õppida.“

Keskkoolis meeldis Ilonale väga keemia. Ta nautis ülesannete lahendamist, katsete tegemist ja olümpiaadidel osalemist, ent tal ei olnud ettekujutust, mida sellel erialal hiljem peale hakata. „Mul soovitati majandust õppida,“ meenutab ta. „Niisiis astusin sisse nii majandusse kui ka keemiasse. Mõtlesin terve suve, ent augustis otsustasin, et valin ikkagi selle, mis on südamelähedane. Alles ülikoolis sain aru, kui lai eriala on keemia ja kui palju võimalusi see pakub. Näiteks ka haigused on seotud keemiliste reaktsioonidega. Otsustasingi bioorgaanilise keemia kasuks, et uurida, mis toimub organismis.“

Kui Faustova oli doktorantuuris, sai ta tööpakkumise professor Mart Loogilt, kes oli tulnud USA-st tagasi ja moodustas oma teadusrühma. „Esialgu tulin poole kohaga, mind huvitas uute meetodite õppimine, kloneerimine ning ensüümide ekspresseerumine. Nagu elus sageli on – kui sa hakkad millegagi tegelema ja selle vastu huvi tekib, soovid edasi areneda. Nii ma siia jäingi.“

Nagu öeldud, on Faustova moelavadel esinenud ka hiljem, ülikoolis töötades. Võiks arvata, et modellitöö ja teadus on väga erinevad, ent Faustova sõnul on neis ka palju sarnast.

„Kui sa tahad edu saavutada, pead olema sihikindel, püsiv, vastupidav, töökas, distsiplineeritud. Modellina pead oskama laval kõndida ja julgema foto- ja videokaamerate ees olla. Sa ei tohi unustada, et su ülesanne on esitleda moekunstniku loomingut, ega hakata oma arvamusi või ennast väljendama. Kui sul on oskused ja klapp disaineriga, sa sobid tüpaaži, aga ka iseloomu ja käitumise poolest, siis sind kutsutakse. Disainerile on moe-show alati suur stress ja sa pead koostöö temaga mugavaks tegema, et mitte lisastressi põhjustada.“

Puhata aitab töö

Ilona Faustovat kuulates tundub kõik see, millega ta tegeleb, üsna pöörane. Kuidas teadlane aga puhkab?

„Ühte tööd tehes puhkan teisest,“ vastab Faustova naerdes. „Mul on veel üks hobi. Nimelt olen töötanud filmiprojektides ja reklaamides režissööri assistendina. Kõige kuulsam film, milles olin režissööri abi, oli „Tenet“. Töötada nii andeka režissööri ja kuulsate näitlejate kõrval põhimeeskonnas oli väga põnev – see, kuidas nad töötavad, on ulme! Mul õnnestus olla ka produtsent Ukraina Netflixi seriaalis „Nuuskija“. Töötasin võttemeeskonnas 3.–4. hooaja filmimisel. Lisaks olen teinud saateid, reklaami- ja muusikavideoid.“

Üks põnev kogemus oli Faustova jaoks osaleda sellise interaktiivse filmi tegemises, millele on salvestatud 16 erinevat lõppu, mille vahel filmivaataja saab ise valida. „Selle filmi tegid Ühendkuningriigid koostöös Nafta Filmsiga,“ meenutab Faustova. „Selline hoopis teistlaadi tegevus on teadustööd tasakaalustanud.“

Veel üks viis, mis aitab teadustööga kaasnevast väsimusest üle saada, on reisimine. „Kui ma olen Eestis, siis ikka võtan telefoni vastu ja mõtlen palju tööasjadele,“ tunnistab Ilona Faustova. „Seepärast, kui tunnen, et puhkust on vaja, sõidan kas Aasiasse või Lõuna-Euroopasse – kuhugi, kus on päikest ja on soe.“