Revista >> Octombrie 2017 [Nr.198] >> Cercetare & Invatamant superior

INCDSB îşi probează competența științifică în publicații internaţionale de top

Dr. Manuela Elisabeta Sidoroff, director general INCDSB

26 Octombrie 2017

Cercetătorii din cadrul Institutului Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Științe Biologice (INCDSB) îşi îndreaptă în permanență eforturile în direcția racordării la cercetările din Europa şi din lume, în primul rând prin proiecte internaţionale, europene şi bilaterale. Metoda cea mai simplă de a evalua aceste rezultate este cuantificarea lor, iar producţia ştiinţifică oferă o imagine obiectivă în acest sens. În ultimii 10 ani, Institutul s-a aflat pe un trend continuu ascendent, reuşind să publice articole în Nature şi Science, cele mai prestigioase reviste ştiinţifice pe plan mondial.

Începând cu anul 2007, odată cu lansarea Planului Naţional de Cercetare, Dezvoltare și Inovare II (2007-2013), prin Programul „Resurse umane”/Subprogramul „Premierea rezultatelor cercetării – articole”, s-a creat un sistem de stimulare a producției științifice prin premierea celor mai valoroase articole cu vizibilitate internațională. Astfel, cercetătorii afiliaţi unor instituţii din România, autori de articole ştiinţifice publicate în reviste indexate internațional de Clarivate Analytics (denumire anterioară: Thomson Reuters) sunt premiați în funcție de impactul articolului în comunitatea științifică, respectiv a revistei în care a fost publicat articolul. Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Științe Biologice a avut astfel la dispoziție un mijloc transparent și obiectiv de evaluare a cantității și calității articolelor științifice publicate de către cercetătorii săi. În primul an de la lansarea schemei de premiere (2007), Institutul a avut premiate, în total, 7 articole. În anii următori, numărul și calitatea articolelor publicate și premiate a crescut constant, atât cantitativ, cât și calitativ.

Recunoaștere la vârf: articole publicate în Science și Nature
Trendul ascendent al numărului și calității articolelor științifice publicate de cercetători din cadrul INCDSB, și premiate la nivel național, a fost reconfirmat în anul 2012 de o realizare de excepție: articolul publicat în SCIENCE, cea de-a doua cea mai prestigioasă revistă de știință din lume („Recent Plant Diversity Changes on Europe's Mountain Summits”/„Modificări recente ale diversității plantelor pe vârfurile muntoase europene”), în calitate de coautor și afiliere la INCDSB. Rezultatele studiului au demonstrat că, în regiunile montane, se anticipează că încălzirea climatică va schimba intervalele de distribuție a speciilor, până la altitudini mai mari. Au fost prezentate schimbările recente, din punct de vedere istoric (2001-2008), în ceea ce privește bogăția speciilor de plante vasculare observate într-o rețea de monitorizare standardizată pe principalele vârfuri muntoase ale Europei. Deoarece munții din zona Mării Mediterane sunt deosebit de bogați în specii de plante endemice, o continuare a încălzirii climatice globale actuale ar putea diminua flota montană europeană, în ciuda unei creșteri medii a bogăției speciilor în zone montane de vârf. Aceste rezultatele au fost citate până acum de peste 300 de ori de către comunitatea științifică internațională (https://www.altmetric.com/details/704862).
Recent Plant Diversity Change on Europe`s Mountain Summit - Science, 336, 353 (2012) DOI: 10.112/science.1219033
An early warning signal for a continental-scale response to ongoing climate change - Nature Climate Change, DOI:10.1038/NCLIMATE 1329:1-5.

Ajungând în anul 2014, INCDSB a avut un număr de peste 20 de articole științifice premiate la nivel național (o creștere de peste 300% față de anul de referință 2007): 1 loc I, 12 articole în zona roșie și 10 articole în zona galbenă. În anul următor (2015) s-a înregistrat o creștere semnificativă a numărului total de articole premiate, 34: 1 loc I, 19 articole în zona roșie și 14 articole în zona galbenă. La ultima competiție desfășurată, în anul 2016, s-a observat în principal creșterea semnificativă a calității articolelor publicate: 4 locuri I, 15 articole în zona roșie și 6 articole în zona galbenă, totul culminând cu articolul publicat, în calitate de coautor și afiliere la INCDSB, în cea mai prestigioasă revistă științifică din lume – NATURE.
Articolul publicat pe 25 iulie 2016 în revista Nature („Genomic insights into the origin of farming in the ancient Near East” /„Perspective genomice despre originea agriculturii în vechiul Orient Apropiat”) prezintă concluziile primelor analize genomice la scară largă, a rămășițelor omenești din vechiul Orient Apropiat. Studiul, condus de o echipă de la prestigioasa Harvard Medical School (SUA) a dezvăluit, pentru prima dată, identitatea genetică și dinamica populației primilor fermieri din lume. Studiul a identificat trei populații de agricultori, distincte din punct de vedere genetic, care trăiau în Orientul Apropiat la începutul agriculturii, între 12.000-8.000 î.Hr: două grupuri nou descrise, în Iran și Levant (actualul Israel şi Iordania) și un grup raportat anterior în Anatolia (actuala Turcie). În plus, rezultatele studiului au modificat ce se știa până acum despre moștenirea genetică a oamenilor de astăzi din vestul Eurasiei. Acum, aceștia par să fie descendenții a patru grupuri majore: vânătorii-culegători din ceea ce este Europa de Vest acum, vânătorii-culegători din actuala Europă de Est și stepa rusă, grupul de agricultori din Iran și grupul de agricultori din Levant. Așa cum era de aşteptat, studiul a stârnit foarte mult interes din partea comunității științifice și nu numai, aceste rezultate apărând în aproximativ 40 de articole de presă, 10 bloguri de știință, wikipedia, etc (https://www.nature.com/nature/journal/v536/n7617/nature19310/metrics; https://www.altmetric.com/details/10025658/news).

Rezultate notabile în nanotehnologia ADN
Nanotehnologia este la momentul actual unul dintre cele mai importante domenii de cercetare şi dezvoltare la nivel mondial. În acest domeniu, ADN-ul s-a dovedit a fi un material de construcţie foarte important şi versatil, cu aplicaţii în numeroase arii de dezvoltare, precum Ştiinţa Materialelor, Nanoelectronică, Medicină, Ştiinţa Informaţiei, etc. Cu toate acestea, una dintre principalele provocări actuale ale domeniului Nanotehnologiei ADN rămâne lipsa de automatizare în proiectarea şi predicţia pentru aceste sisteme sintetice complexe.
Un grup de cercetători din institut a înţeles să accepte această provocare ştiinţifică. Astfel, în cadrul departamentului de Bioinformatică a INCDSB se derulează un proiect pe tema asamblării algoritmice a structurilor de ADN. Proiectul MoDASyS (Modelling, Design and Analysis of Synthetic Self-Assembly Systems) şi-a propus atingerea mai multor obiective. În primul rând, se urmăreşte ca prin automatizarea procesului de proiectare a structurilor ADN, se vor putea obţine capabilităţi de prelucrare a materiei la nivel nano, similare procesului de printare 3D. Se doreşte dezvoltarea Nanotehnologiei ADN-ului într-o disciplină sistematică, în care instrumentele structurale şi dinamice sunt reunite, în scopul de a crea ansambluri de nano-entități coordonate ce pot efectua acţiuni bine definite la scară largă.

Proiectul, început acum un an şi co-finanţat de Guvernul României şi Fondul European de Dezvoltare Regională, prin Programul Operaţional Competitivitate 2014-2020, a început deja să culeagă primele roade. Astfel, au fost obţinute primele structuri complexe din material ADN asamblate integral în România. Fiecare astfel de structură este asamblată din aproximativ 200 de lanţuri diferite de polinucleotide ADN mono-catenare, materialul fiind integral de origine sintetică şi nu extras dintr-o anumită celulă. Cele aproximativ 200 de molecule sunt individual proiectate astfel încât fiecare din ele se vor „lipi" pe o poziţie unică din structura în formare, precum un imens puzzle nanometric; un dans al moleculelor cu final bine stabilit.
Aplicativitatea metodelor algoritmice dezvoltate în cadrul proiectului merge însă mult mai departe de obiectivele iniţial preconizate. Una din direcţiile de cercetare urmărite în cadrul proiectului este obţinerea unei metode de control selectiv în cadrul sistemelor dinamice liniare. Metoda s-a dovedit a avea o aplicatibilitate neprevăzută în domeniul controlului reţelelor inter-proteomice specifice cancerului şi a fost aplicată pentru identificarea de noi strategii terapeutice medicamentoase pentru cancerul la sân, ovarian, precum şi cel de prostată. Aceste rezultate au fost obţinute în cooperare cu cercetătorul de origine română Ion Petre de la universitatea Abo Akademi din Finlanda şi au fost publicate în prestigioasa revistă ştiinţifică Scientific Reports din cadrul NATURE PUBLISHING GROUP: Controlling Directed Protein Interaction Networks in Cancer (http://www.nature.com/ articles/s41598-017-10491-y).
Colectivul care implementează acest proiect speră ca, prin rezultatele ce se vor obţine până la finalizarea proiectului, institutul să fie recunoscut ca un centru european pentru nanotehnologie computaţionala a ADN-ului.

Un nou proiect „autentificat” Nature
Un alt grup de cercetare din institutul nostru, de această dată de la sucursala „Stejarul” din Piatra Neamţ, a obţinut rezultate notabile prin proiectul „Autentificare moleculară a unor suplimente alimentare complexe pe bază de plante pentru siguranța și eficacitate” (PhytoAuthent), proiect încheiat anul acesta, derulat pe durata a 34 de luni (iulie 2014 - aprilie 2017) prin Mecanismul Financiar SEE 2009-2014/Cercetare în Sectoare Prioritare derulat de Ministerul Cercetării și Inovării. Proiectul a fost condus de INCDSB în parteneriat cu Muzeul de Istorie Naturală a Universității din Oslo (Norvegia), Universitatea de Medicină și Farmacie „Iuliu Hațieganu” Cluj Napoca (România) și Centrul de Cercetare și Prelucrare Plante Medicinale PLANTAVOREL SA (IMM) din Piatra Neamț.
Proiectul s-a înscris în tema „Sănătate și siguranță alimentară” și a ridicat problema ambiguității în ceea ce privește autenticitatea suplimentelor alimentare pe bază de plante, existente pe piața românească și cea europeană (EU/EEA), cu posibile efecte negative directe asupra eficienței acestor produse și implicit asupra sănătății consumatorilor. Din păcate, la nivel european, nu există încă o instituție publică care să reglementeze în mod uniform acest tip de produse (de ex. testarea compoziției conform ingredientelor menționate pe etichetă, aplicarea sancțiunilor sau retragerea de pe piața în caz de neconformitate etc.). Deși unele produse pe bază de plante au o istorie îndelungată de utilizare sigură, există preocupări crescânde privind calitatea, eficacitatea și siguranța acestora în urma unor studii recente care au prezentat discrepanțele majore între etichetă și compoziție. În cadrul proiectului, accentul s-a pus pe adaptarea și testarea fezabilității utilizării unor metode noi, bazate pe secvențierea de nouă generație (NGS) a ADN-ului, care folosesc conceptul de coduri de bare ale secvenței ADN ca o modalitate rapidă și precisă de identificare, până la nivel de specie, utilizând regiuni standard de ADN.

Ca o concluzie, în cazul în care siguranța produsului se interpretează după niveluri limită ale compușilor bioactivi specifici, metodele de analiză chimică sunt mai relevante decât analiza compoziției bazate pe secvența ADN-ului, dar, dacă se analizează autenticitatea produsului, substituția speciilor sau falsificarea, ADN (meta)barcoding-ul este tehnica care poate conduce la rezultatele așteptate. Studiile susțin utilizarea ADN (meta)barcoding-ului pentru autentificarea produselor pe bază de plante și farmacovigilența acestora, precum și adoptarea standardelor de control al calității de către agențiile de reglementare și control care ar putea crește astfel calitatea produselor și ar putea spori încrederea consumatorilor, dar ar oferi și un stimulent producătorilor pentru a crește controlul calității pe întreaga filieră, de la materia primă vegetală până la produsul comercializat.
Rezultatele proiectului au fost popularizate în ziarul norvegian Forskning.no, în 5.5.2017 (http://forskning.no/alternativ-behandling-dna-teknologi/2017/05/ingen-av-urtemidlene-inneholdt-det-de-skulle).
Deşi proiectul s-a încheiat de curând, rezultatele au început deja să apară în curtea selecta a NATURE PUBLISHING GROUP: „Comparative authentication of Hypericum perforatum herbal products using DNA metabarcoding, TLC and HPLC-MS”, Scientific Reports 7, Article number:1291(2017) doi:10.1038/s41598-017-01389-w.