Novica

Dr. Ajasja Ljubetič, raziskovalec na Odseku za sintezno biologijo in imunologijo Kemijskega inštituta, je s projektom PROPEL uspel na razpisu Evropskega raziskovalnega sveta (ERC) za t.i. Consolidator Grant  (CoG) oziroma projekt za utrditev samostojne raziskovalne kariere. Komisijo je navdušil z inovativnim znanstvenim predlogom za zasnovo prvega popolnoma umetnega proteinskega motorja, s čimer odpira nove poti in premika meje v razvoju bionanotehnologije. Za ta prebojni projekt, ki bo med drugim omogočil izjemno ciljno usmerjene medicinske terapije prihodnosti, je dr. Ljubetič pridobil financiranje v višini 2 milijona evrov za obdobje 5 let. Za Kemijski inštitut, ki bo gostil omenjeni projekt, je to skupno že sedmi raziskovalni ERC projekt, poleg tega pa ima inštitut še dva ERC- PoC projekta za presojo inovacijskega potenciala.

Cilj PROPEL (Protein Rigid Organization for Powered Engineered Locomotion) projekta je ustvariti prvi popolnoma na novo zasnovan proteinski motor. Proteine bo dr. Ljubetič z ekipo oblikoval z naprednimi orodji umetne inteligence, njihovo gibanje pa bodo preučevali z izjemno občutljivimi meritvami na ravni posameznih molekul. Motorje bo poganjal princip difuzijske raglje (ang. Brownian ratchet), ki naključno gibanje s pomočjo zunanjega vira energije in asimetrije tirnice pretvori v usmerjeno gibanje. Ti drobni motorji bodo potovali po posebej zasnovanih proteinskih tirnicah.

Nosilec projekta dr. Ajasja Ljubetič je novico o pridobitvi ERC projekta komentiral takole:

»Pri raziskovalnem delu me pogosto vodi misel slovitega fizika Richarda Feynmana: »Česar ne morem ustvariti, tega ne razumem.« Moja želja je zato razviti proteinske motorje oziroma stroje, ki bi lahko opravljali koristno delo. Verjamem, da imajo takšni molekularni stroji izjemen potencial, podoben tistemu, ki so ga imeli prvi tranzistorji v začetkih elektronike. Ustvariti energijsko gnan proteinski motor povsem de novo ali od začetka je prvi korak na tej poti, ki pa do danes še ni bil dosežen.«

Podrobneje o projektu PROPEL

Proteini delujejo kot drobni stroji v naših celicah, ki omogočajo življenje. Kopirajo DNK, preoblikujejo celične membrane in prenašajo pomembne molekule tja, kjer so potrebne. Naravni proteinski motorji so se razvili za delovanje v celicah, vendar niso prilagojeni številnim novim aplikacijam, ki si jih znanstveniki predstavljajo. Načrtovanje in izdelava sintetičnih proteinskih strojev bi lahko v prihodnje temeljito preoblikovala medicino in znanost o materialih, a ustvarjanje tako kompleksnih sistemov ostaja velik znanstveni izziv.

Dr. Ajasja Ljubetič želi ta izziv preseči z načrtovanjem prvega popolnoma umetnega proteinskega motorja, takšnega, ki bo zasnovan povsem na novo in ne bo temelji na vzorcih iz narave. Umetno zasnovani proteinski stroji so bolj stabilni in lažje vodljivi kot naravni, kar utira pot napredku v bionanotehnologiji. Povsem na novo zasnovani proteinski motorji bi namreč lahko dodatno poglobili naše razumevanje molekularnega gibanja, delovali bi na primer lahko kot motorji v sintetičnih celicah. Prihodnji proteinski nanoroboti pa bi se lahko zaradi svoje biokompatibilnosti in programabilnosti uporabljali tudi v pametnih materialih ter v personalizirani oziroma ciljno usmerjeni medicini.

Pomen ERC Consolidator Grant projektov

ERC projekti spodbujajo najbolj prodorne in drzne raziskovalne ideje v že tako odličnem raziskovalnem okolju. ERC Consolidator Grant je namenjen raziskovalcem, ki želijo utrditi svojo neodvisno kariero in hkrati ustvariti ali razširiti svojo raziskovalno skupino. Kandidati morajo imeti od zagovora prve doktorske disertacije 7 do 12 let izkušenj ter dosedanje dosežke, ki kažejo velik raziskovalni potencial.

Za ustanove gostiteljice so ti projekti izjemno pomembni, saj uspešen ERC projekt prinaša nove raziskovalne projekte, sofinanciranje in razvoj skupin, kar dolgoročno krepi njihov ugled in raziskovalno kapaciteto. V zgodovini Slovenije je bilo do sedaj podeljenih le 6 ERC CoG projektov.

»Izjemno ponosni smo, da je dr. Ajasja Ljubetič pridobil projekt PROPEL, ki ga bo izvajal na našem inštitutu. Takšni dosežki so dokaz, da v našem okolju rastejo raziskovalci z izjemno vizijo, pogumom in predanostjo znanosti. Ajasjev uspeh nas navdihuje in potrjuje, da skupnost, ki jo gradimo, spodbuja odličnost. Pridobljeni Consolidator Grant je dragocena spodbuda za razvoj njegove raziskovalne skupine in pomemben korak k še večji mednarodni prepoznavnosti našega inštituta. Prepričan sem, da bo ta dosežek v slovenskem in globalnem raziskovalnem prostoru pustil močan pečat,« pa o pridobljenem ERC projektu pravi prof. dr. Gregor Anderluh, direktor Kemijskega inštituta.

Nekaj podatkov o tokratnih ERC Consolidator Grant projektih

Na ERC Consolidator Grant 2025 razpis je skupaj prispelo 3121 projektnih prijav, za financiranje pa so jih izbrali 349 ali 11,2 odstotka. Skupaj bodo vsem izbranim projektom, ki bodo izvajani na ustanovah v 25-ih državah članicah EU in pridruženih državah, namenili 728 milijonov evrov sredstev. Samo na področju ved o življenju je komisija ocenjevala kar 823 projektov, od tega jih je bilo uspešnih le 93, med njimi tudi projekt dr. Ajasja Ljubetiča.

Predsednica Evropskega raziskovalnega sveta, prof. Maria Leptin, je rezultate tokratnega razpisa komentirala takole: »Izjemno navdihujoče je videti toliko talenta z drzno vizijo, ki deluje v Evropi. Takšne ambiciozne raziskave lahko vodijo v razvoj novih industrij, izboljšajo življenje ljudi in okrepijo globalni položaj Evrope. Ta razpis je bil eden najbolj konkurenčnih v zgodovini ERC. Povpraševanje je bilo rekordno, hkrati pa je ostalo nefinanciranih veliko odličnih projektov. To znova potrjuje, kako nujno je povečati naložbe EU v vrhunske raziskave.«

Projekt PROPEL je bil izbran tudi za predstavitev med najbolj zanimivimi projekti na ERC spletni strani.

Kratek življenjepis dr. Ajasje Ljubetiča

Dr. Ajasja Ljubetič je znanstveni sodelavec na Odseku za sintetično biologijo in imunologijo na Kemijskem inštitutu v Ljubljani. Je strokovnjak za načrtovanje novih proteinov, takih, ki jih v naravi ni. Predvsem ga zanimajo dinamični protinski sistemi, ki lahko spreminjajo svojo strukturo ali se drugače premikajo. Čez 30 let si želi živeti v svetu, kjer bodo načrtovani proteinski roboti tako običajni kot mobilni telefoni.

Dr. Ljubetič je aktiven tudi na področju komuniciranja znanosti. Leta 2016 je zmagal je na prvem slovenskem znanstvenem slamu, z Majo Stepančič je posnel tri epizode frekvence X o proteinih z naslovom »Proteini, gradniki življenja«, leta 2023 pa je prejel Prometejevo nagrado za odličnost v komuniciranju. Letos je v Ljubljani organiziral četrto Evropsko Rosetta konferenco za načrtovanje proteinov.

Študiral je biokemijo na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo v Ljubljani, dve leti pa je vzporedno študiral tudi fiziko. Doktorat je opravljal na Institutu Jožef Stefan, nato pa je tri leta raziskoval proteinske origamije pod mentorstvom prof. Romana Jerala na Kemijskem inštitutu. Leta 2018 je prejel prestižno Evropsko štipendijo Marie Skłodowska-Curie, ki mu je omogočila tri leta raziskovanja proteinov v laboratoriju Nobelovega nagrajenca prof. Davida Bakerja v Seattlu v ZDA. Leta 2021 se je vrnil v Slovenijo na Kemijski inštitut, kjer zdaj vodi ekipo raziskovalcev proteinov.

Več informacij o raziskavah dr. Ljubetiča je na voljo na: https://ljubetic-lab.si/

Več o projektu si lahko preberete tudi v pogostih vprašanjih in odgovorih, ki jih lahko najdete tu. 

Za morebitna dodatna vprašanja smo vam voljo.

Kontakt: dr. Ajasja Ljubetič, ajasja.ljubetic@ki.si

^{Nosilec projekta: dr. Ajasja Ljubetič}