Mendelianum otevřeno

Ačkoliv se to nezdá, Mendelianum letos oslavilo již 50 let své existence. Jak je to možné? Původní Mendelianum jako památník J. G. Mendela vzniklo již v roce 1964 u příležitosti mezinárodních oslav stého výročí Mendelova objevu. Jeho zakladatelem nebyl nikdo jiný, než doc. Jaroslav Kříženecký, jeden z  našich prvních a předních prvorepublikových genetiků. Oslav v následujícím roce se už bohužel nedožil. Zemřel na následky podlomeného zdraví z dob svého věznění a perzekuce i za jeho protilysenkistické a protistalinistické postoje. Velké mezinárodní Mendel Memorial Symphosium se v Brně konalo ve dnech 4.–7. srpna 1965 pod patronátem Genetické sekce Mezinárodní unie biologických věd (IUBS), Československé komise UNESCO, Mezinárodní atomové agentury (IAFA) a Výboru mezinárodních organizací lékařských věd (CIOMS).

Původní Mendelianum vznikalo právě v prostorách prvního patra Biskupského dvora, kde jak vzpomínal náš učitel prof. Ivo Cetl, společnými silami skládali první model DNA v naší zemi, aniž by přesně znali jeho dnes už notoricky známou dvoušroubovicovou strukturu. Avšak již před zahájením mendelovského výročí se Mendelianum přestěhovalo do starobrněnského kláštera augustiniánů. Tam působilo až do 31. 12. 2001, kdy v důsledku restitucí církevního majetku bylo nuceno toto místo po 36 letech velmi úspěšné činnosti opustit. Po té nějaký čas, až do roku 2008, sídlilo v prostorách budovy ochránce lidských práv na Údolní ulici.

Moravské zemské muzeum bylo vždy nositelem Mendelova vědeckého odkazu, a to prostřednictvím bývalé vědecké akademie pro Moravu a Slezsko – Hospodářské společnosti (Ackerbaugesellschaft) a jejího Přírodozkumného spolku (Naturforschender Verein). Také proto předložilo v červnu 2010 Ministerstvu školství, mládeže a tělovýchovy projektovou žádost nového návštěvnického centra s názvem „Mendelianum – atraktivní svět genetiky“. Žádost byla podána v rámci výzvy Ministerstva školství pro čerpání ze Strukturálních fondů EU jako součást Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace (OP VaVpI). Tato projektová žádost úspěšně splnila všechna hodnotící kritéria a financování projektu bylo hodnotiteli projektu doporučeno. Finalizace projektu proběhla v listopadu a prosinci 2011 a vyvrcholila vydáním Rozhodnutí o poskytnutí dotace dne 13. prosince 2011.

Moravské zemské muzeum jako druhá největší a nejstarší muzejní instituce u nás bylo založeno Moravskoslezskou hospodářskou společností, jejímž členem se roku 1854 stal zakladatel moderní genetiky Johann Gregor Mendel. Zde se zapojil do organizační práce ve většině sekcí společnosti a také do výzkumu. Mendel byl tedy v přímém kontaktu s počátečním vývojem Moravského zemského muzea. Všechna zasedání Hospodářské společnosti probíhala v budově Biskupského dvora v místech historického zasedacího sálu zemského muzea, tedy historických prostorách spojených s aktivní činností J. G. Mendela. Právě do těchto prostor je proto situován nový projekt Mendeliana jako atraktivního světa genetiky. Ovšem také proto jak již bylo řečeno, že se vlastně navrací do míst, kde v roce 1964 vznikalo Mendelianum původní a kde byl také poprvé u nás sestaven funkční model struktury DNA. A to zhruba tam, kde nyní můžete vidět nové 3D modely replikace DNA a genové exprese, jistě největší modely u nás a možná v celé Evropě, neboť společně s navazující částí modelu translace a ribozomu mají celkem přes 8 metrů na výšku.

Projekt návštěvnického centra vychází z potřeby zázemí pro populárně-vědecké činnosti zaměřené na zájemce o vědu v oblasti biologie, genetiky a její historie. V návštěvnickém centru jsou naplánovány tři základní integrované celky pro několik úrovní návštěvníků: 1) od genu k funkci, 2) od teorie k praxi - využití získaných poznatků a aktivní zapojení do laboratorní práce, 3) od Mendela k nejaktuálnějším poznatkům na úrovni Nobelových cen. Vytvoření nabídek několika tras umožňuje návštěvníkům zapojit vlastní kreativitu. Mohou si takříkajíc vědu a výzkum doslova osahat, ať už prostřednictvím 3D modelů replikace DNA a genové exprese, tak formou molekulárně-biologické i Mendelovy laboratoře. Jednotlivé představované části slouží k pochopení každodenního významu genetiky, návštěvník pozná, že taková exprese, probíhá v jeho buňkách neustále a správná koordinace zajišťuje fungování celého organismu. Každý se tak může naučit lépe rozumět své biologické struktuře a životnímu rytmu.

Od genetického programu k jeho realizaci

Z hlediska propojení historické a moderní části byl renovován barokní vstup z Biskupského dvora. Tímto vchodem vstoupí návštěvníci přímo do pomyslného jádra buňky. U vstupu je vysvětlena velikostní relace organismus (člověk) – orgán – tkáň – buňka a jádro. Jádro v expozici je zobrazeno jako 3D prostor obsahující molekuly DNA, kde dochází k jejich replikaci a translaci. Vše zobrazeno ve 3D modelech ve velikostech proporčních k této místnosti. Na přízemní část 3D modelů pak po výjezdu průhlednou zdviží z jádra stylizovaným jaderným pórem navazuje 1. patro, kde je umístěn 3D model translace. Před zdviží se synchronně spolu s pohybem rozvíjí na velkoplošných obrazovkách 3D animace zobrazující DNA replikaci nebo procesy genové exprese, což umožňuje dynamický pohled pro návštěvníky stoupající z jádra do cytoplazmy. Jde o kombinaci efektního zážitku s poučením o základních procesech molekulární genetiky.

Cílem této části expozice je přímo vtáhnout návštěvníka do děje v buňce a provést ho cestou genové exprese. Zde návštěvník snadněji pochopí ty pojmy a principy, které jsou základem pro představení dnešní vědy a výzkumu v molekulární biologii a genetice.

V této části expozice jsou vysvětleny pojmy: chromozom, gen, genetická informace, genetický kód, DNA, RNA, replikace, transkripce, proteom a mnohé další.

Mendelova laboratoř - Vědecký výlet do Mendelovy doby

K Mendelově laboratoři procházejí návštěvníci bývalou zasedací místností přírodovědné Hospodářské společnosti, které byl Mendel celoživotním členem a ze které vykrystalizoval Přírodozkumný spolek, který si dal za úkol výzkum struktury hmoty a jejího chování.

Právě zde pravidelně zasedal výbor Hospodářské společnosti za Mendelovy účasti a dokonce mnohokrát i pod jeho vedením. Pod tímto více, než 4 století starým krásným malovaným stropem se formovala moderní věda za přispění Mendela a jeho kolegů, z nichž někteří ještě o něco dříve založili Zemské muzeum.

V původních restaurovaných vitrínách jsou nejstarší části jednotlivých sekcí muzejních sbírek, které zde mohl Mendel vidět podobně nebo stejně, jako je návštěvníci uvidí i dnes. Hospodářská společnost vykazovala maximum různorodosti na nejmenším prostoru, protože sloučila přírodovědné i humanitní spolky, které využívaly nejrůznější formy organizace. Bylo přirozené, že se Mendel jako fyzik svým vzděláním a způsobem myšlení mohl v Hospodářské společnosti seznamovat s botaniky, zahradníky, dalšími přírodovědci a odborníky, kteří usilovali o využití nejnovějších poznatků v zemědělské a hospodářské praxi i k růstu obecné vzdělanosti obyvatelstva. Motivujícím prvkem této části expozice je prezentace J. G. Mendela jako reálné postavy v roli objevitele a učitele, který zve návštěvníky a studenty, do atraktivního světa genetiky, který objevil. Návštěvníci si mohou například vyzkoušet umělé opylení hrachových květů na zvětšených modelech.

Věříme, že si tento zasedací sál Hospodářské společnosti dodnes zachoval mnoho z atmosféry místa, které inspirovalo nejen počátky vědy na Moravě, ale také působilo na Mendela jako vědce a objevitele genetiky, nejdynamičtější vědy naší současnosti, a že si něco z této inspirativní atmosféry sebou odnese i návštěvník. Pro další informace může využít velkoplošnou dotykovou obrazovku s programy: Mendelovo Brno, Hospodářská společnost a její Přírodozkumný spolek, Mendelův objev, Mendelova další vědecká činnost a Mendel v kontextu světové vědy.

Molekulárně biologická laboratoř

Po této části se návštěvníci, po získání základních poznatků v přechozích částech centra, přesunou do molekulárně-biologické laboratoře, kde si mohou vyzkoušet metody práce v molekulární laboratoři. Molekulární laboratoř je zařízena tak, aby vytvářela reálné výzkumné prostředí. Na základě zkušeností řešitelského týmu s cílovou skupinou přímo ve vědeckých laboratořích (práce se SŠ a VŠ studenty, vzdělávací kurzy, Dny otevřených dveří atd.) byly zvoleny přístroje, které slouží k vysoké názornosti metod a současně mohou být sdíleny větším počtem lidí.

Dalším bodem expozice je představení práce ve sterilních podmínkách, což je pro molekulární biologii klíčové hlavně z hlediska kontaminace vzorků. Proto součástí této „vědecké laboratoře“ je reálný laminární box a návštěvníci si budou moci zkusit namíchat např. směs na PCR (polymerázovou řetězovou reakci). Pro kompletaci metodického postupu je zde pořízen jednoduchý PCR cykler, kam si návštěvníci poté umístí připravené zkumavky a seznámí se s průběhem takové reakce, jejím výsledkem a odpovídající interpretací. Vzorové výsledky PCR reakce, s moderními aplikacemi RT-PCR a PCR Arrays jsou integrální součástí expozice našeho centra.

V druhé části této laboratoře je k dispozici vybavení k mikroskopování sestávající z konvenčního mikroskopu (hodnocení mikroskopických skel) a stereoskopického mikroskopu (hodnocení 3D objektů). Oba mikroskopy jsou propojeny kamerovým systémem s dataprojekcí, což umožňuje názornou demonstraci jevů, jejich popis a také sdílení poznávání s dalšími návštěvníky. K mikroskopu jsou připraveny vzorky tkání a buněk zpracované různými typy barvení. Ve stereoskopickém mikroskopu se návštěvníci seznámí s některými genetickými modely (ve fixované podobě), např. s kvasinkami, hlísticí C. elegans, drozofilou, ale také savčími embryi (genetické řízení embryonálního vývoje) a řadou dalších preparátů získávaných na základě spolupráce s výzkumnými laboratořemi.

Pro potřeby návštěvnického centra jsou používány zcela nezávadné náhražky chemikálií, např. různě barvená voda. Zcela reálné demonstrace molekulárně-biologických metod jsou předváděny v rámci plánovaných populárně-vědeckých akcí.

Dalším prvkem této části expozice je interaktivní počítačová technika, která umožní skládání molekul DNA a RNA. Aplikována je jednak velká obrazovka (touch screen), aby činnost mohlo sledovat více návštěvníků.

Pro děti a širokou veřejnost jsou dostupné také tvůrčí hry formou puzzle – skládání DNA a RNA genetických písmen na principu komplementarity a včleňování organel do modelu buňky. Dalším interaktivním modelem je „sekvenovací koutek“ – tedy čtení pořadí nukleotidů. Tato část je připravena jednak formou počítačového programu a dále jako plastové modely nukleotidů „s fluorescenční značkou“ a modifikované (stop) nukleotidy. Na tomto modelu si návštěvník ověří pochopení principu komplementarity a jeho využití.

Historický sál a moderní věda

V prostorách Historického sálu jsou představeny objevy významných osobností VaV z Brna a jihomoravského regionu. V rámci přednášek a dalších plánovaných akcí, jako jsou konference Mendel Forum, pak bude Historický sál jedinečným prostředím k diskusi s těmito osobnostmi. Prostředí Historického sálu by mělo demonstrovat důležitost komunikace (věda nezná hranic) a také propojení teorie s praxí. Z tohoto důvodu je koncepce sálu upravena na možnost přestavby konferenční místnosti v rozsáhlou laboratoř. Ta bude využívána pro populárně vědecké akce s praktickými ukázkami laboratorních technik. Takové akce již byly členy řešitelského týmu opakovaně realizovány v Dietrichsteinském paláci (např. Odpoledne s DNA, duben 2008) s průměrným počtem 150 účastníků – proto je pro potřeby návštěvnického centra navržen i prostor pro akce většího rozsahu. Mimo konané akce budou v prostorách sálu promítány filmy (např. Mendel v černé skříňce, ČT, 2010) a také virtuální procházky laboratořemi – záznamy z reálné laboratorní činnosti získané od spolupracujících institucí.

Z Historického sálu lze v létě vstoupit na přilehlou terasu, která je věnována Mendelovým rostlinám. V prosklené části terasy návštěvníky přivítá portrét J. G. Mendela s fuchsií v ruce. Jistě stojí za zmínku, že jedna z fuchsií nese jeho jméno: prelát Mendel. Z terasy se nabízí výhled do Biskupského dvora, jehož součástí je i kaple, jenž v letech 1306-1588 patřila k brněnské kapitule. Unikátní malby s figurálními výjevy na stěnách místnosti ve věži pochází z pozdní gotiky, z let 1505-1510.

Prohlídkovou trasu centra uzavírá schodiště vedoucí z Historického sálu zpět na Biskupský dvůr. Zde návštěvníky vyprovází tři genetické příběhy prezentované na pozadí objevů oceněných Nobelovými cenami za fyziologii a medicínu. Přestože Mendelův objev byl epochální, Nobelovu cenu nezískal. Ta je totiž udělována až od roku 1901 a kandidáta nelze nominovat posmrtně. Na Mendelův odkaz však řada nobelovských laureátů navazuje a hrdě se k němu hlásí. Některá věnování s fotografiemi nobelistů a jejich návštěv Mendeliana jsou prezentována na úvodním panelu.

Našim záměrem bylo, aby návštěvnické centrum také tvořilo historicky autentické prostředí pro možnost pořádání celé řady doprovodných akcí směřujících k propagaci a popularizaci vědy a výzkumu. Náš spolupracující odborný tým tvoří konsolidovaná skupina specialistů z regionu Brno, kteří mají vazby na odborné kapacity v ČR i zahraničí. Věříme, že návštěvnické centrum bude navíc vítaným zázemím pro řadu hojně navštěvovaných populárně-vědeckých akcí, aktuálně pořádaných v nevyhovujících provizorních podmínkách a umožní rozvoj dalších aktivit směřujících k motivovanosti mladé generace pro zapojení do atraktivního světa genetiky a souvisejícího výzkumu.

Jiří Sekerák, Eva Matalová

© 2007-2017, Společnost lékařské genetiky a genomiky ČLS JEP, z. s., všechna práva vyhrazena
Systém pro správu obsahu Drupal. Vzhled odvozen z tématu Danland.