Românul care a contribuit la descoperirea mileniului

Pe lângă contribuţia sa la studierea genomului, a tranşat şi o problemă de fizică ce nu-şi găsea rezolvarea din 1923 – modelul Ising în spaţiu tridimensional. Înainte de aceasta, prof. dr Sorin Istrail a fost ani la rând profesor invitat şi a lucrat în echipa de cercetători a celei mai bune universităţi tehnice din lume, celebra MIT – Massachusetts Institute of Technology. Acolo a lucrat alături de adevărate somităţi în domeniul informaticii la nivel mondial.  

Astăzi este profesor la Brown University din SUA şi spune că în România i-ar fi fost imposibil să facă carieră. Aflat pentru scurt timp în ţara natală, a avut amabilitatea să ofere un interviu în exclusivitate Jurna­lului Naţional. Prof. dr Sorin Istrail se numără între şefii grupelor de  cercetători care au lucrat la întoc­mi­rea hărţii genomului uman. A fost direc­torul celei mai importante gru­pări, cea a specialiştilor în computere. Genii cunoscute ale informaticii i-au fost în subordine, i-au insuflat idei, i-au stimulat propria creativitate. Oameni deosebit de capabili care au făcut parte din echipa condusă de Istrail s-au ocupat de partea cea mai importantă – biological computation, biologia cu ajutorul computerului. Mai pe înţelesul tuturor, se în­toc­mea la mo­­dul in­fi­ni­tezimal, pie­să cu pie­să, ca într-un joc de puzzle, harta genomului uman.

Aceasta este atât de sofisticată, de întinsă – cu­prin­de 300 de trilioane de elemente –, încât fără supravegherea prin intermediul programelor de calculator s-ar fi pierdut de sub observaţie „ţinuturi”, „continente”. Altfel spus, proiectul ar fi căzut şi lucrul ar fi trebuit reînceput. De aceea meritele sale sunt cu atât mai mari, pentru că întocmirea hărţii genomului uman este considerată realizarea mileniului, o descoperire despre care vocile grele din lumea ştiinţifică sunt de părere că a început deja să schimbe din temelii viaţa omului. Împreună cu echipa care a lucrat la genom, Istrail a apărut de două ori pe coperta prestigioasei reviste Science, numărul unu în lume în domeniul ştiinţei. În anul 2000, la Celera Genomics, grupul lui de 14 cercetători a contribuit esen­ţial la cre­area pri­mei construcţii pe computer a secvenţei de ADN a omului – „the human ge­­no­me”. Lucrarea a fost publicată în 2001, cu titlul „The Sequence of the Hu­man Genome”.

Însă Istrail a apă­rut în 2004 şi cu titlul cvasipersonal: S. Istrail şi alţii – „Whole-genome Shotgun Assembly and Comparison of Human Genome Assemblies”. Ca să vă daţi seama de importanţa reali­ză­rilor sale, nu putem spune decât că în ultimii patru ani în care a  lucrat în „echipa genomului” a primit mai bine de un milion de dolari doar remuneraţie, prima sa fiind de nici mai mult, nici mai puţin decât 60.000 de dolari. Vom creiona un modest portret valorosului om de ştiinţă român plecat peste hotare înainte de 1989. Venind dintr-un liceu obişnuit din Târgu Neamţ, a fost şeful de promoţie care a absolvit cu nota 10 în prima generaţie a secţiei Informa­tică de la Facultatea de Matematică a Universităţii „Al.I. Cuza” din Iaşi. În 1979 a ob­ţi­nut sub conducerea profesorului So­lomon Marcus titlul de Doctor în In­for­matică la Universitatea din Bu­cu­reşti, fiind cooptat apoi în echipa de cercetători de la Institutul de Matematică şi Centrul de Calcul Iaşi.

În decembrie 1983 obţine viza şi ajunge în SUA. Anul următor va fi promovat ca „Principal Senior Member of the Technical Staff” la Sandia National Labs, un centru de laboratoare ce reunea cei mai creativi ma­te­maticieni ai lumii în acel moment. Apoi ajunge „Senior Director and Head of Informatics Research” şi „Science Fellow” la Cele­ra Ge­no­mics, alt institut de ştiinţă de mare prestigiu la nivel mondial. Românul ne-a povestit că în Statele Unite con­di­ţiile asigurate pentru cercetări sunt foarte bune. „Aveam 30 de ani în ’92, când a început lucrul la proiectul genomului uman.” Istrail era atunci la Laboratoarele Sandia. „Acolo se afla unul dintre cele mai puternice grupuri de matematicieni. Am condus proiectul din ’92 până în 2000. Atunci Craig Venter mi-a dublat sa­la­riul şi m-a pus şeful unui grup de cercetare. Am avut la dispoziţie cinci milioane de dolari, trebuia să organizez echipa. Mi-a oferit enorm de multe condiţii, între 2000 şi 2005 a fost practic cea mai bună perioadă ştiinţifică din cariera mea. Am făcut parte din echipa cea mai bună de cercetători ai lumii.”

Între geniile care au lucrat la Human Genome Project
Genomul e ca un plan al organismului. Celulele umane au un nucleu şi acolo sunt alte componente. Bu­că­ţele din harta organismului, care se asamblează ca un puzzle, conţin tot felul de complexităţi, mărimi, erori. „La început părea imposibil de făcut acest puzzle. Însă acest Venter care m-a angajat a luat 300 de mili­oa­ne de dolari de la investori şi a făcut echi­pa cea mai bună din lume. În fie­ca­re săptămână angaja un nou geniu, un nou tip pe care îl cunoştea. Am dat tot ce e mai bun”, povesteşte Is­tra­il. Atmosfera în laboratoarele unde îşi desfăşura activitatea semăna puţin cu cea de la NASA. „Erau trei etaje de maşini, nu vedeai sfârşitul etajului. Totul era robotizat. Ca şi cum ai fi ajuns pe altă planetă. În fiecare zi veneau autobuze cu şcolari în vizită, ca la muzeu”, completează Istrail.

Acum, pe baza muncii sale se va schimba totul: „Au apărut deja tot felul de medicamente care au la bază realizările noastre, însă va dura până vom culege pe deplin rezultatele. Am intrat practic în era genomului. El va schimba practic totul”. Profesorul dă şi un exemplu de utilitate practică a realizării mileniului. „Este foarte important să înţelegem corpul omului. În fiecare din cele 300 de trilioane de celule din trup avem un nucleu şi în nucleu există acest ADN care e format din patru litere – ACGT. Ge­no­mul acesta e ca un text, sunt capitole în textul acesta care are, să zicem, 50.000 de litere. Fiecare combinaţie de gene este folosită, de exemplu, pentru simţul nostru de miros sau de vedere etc. De exemplu, inima e formată din celule în care sunt anumite proteine care au influenţă asupra a ce se întâmplă în inimă.

Cercetările pe care eu le fac sunt în domeniul medi­cal, de exemplu, în privinţa afecţiunii numite scleroza multiplă. Ne uităm la oamenii bolnavi şi la cei normali şi comparăm genele care sunt cu pro­bleme. Sesizând care e diferenţa, găsim cheia pentru a împiedica faptul ca pe viitor să se ajungă la acel proces de degenerare. Ca într-o carte, noi trebuie să găsim secretul acelor rânduri alterate pentru a putea da un diagnostic mai devreme. Ne putem da seama când începe boala ca să evităm sau să tratăm. Se caută la nivel de genom ce putea să fie la originea bolii, pentru că majoritatea afecţiunilor sunt ereditare. Dacă avem o familie în care toate femeile au cancer la sân şi se studiază evoluţia părţilor afectate în genom, putem găsi cauza mutaţiei care a dus la boală. Pentru că fiecare bucată păstrează informaţia cu privire la cauza iniţială a afecţiunii.

Metodele computaţionale sunt pentru înţelegerea acestor structuri. Diferenţele sunt foarte mari. De exem­plu, între doi oameni poate fi vorba despre 10 milioane de «snips». Îi căutăm pe cei cu simptome şi pe cei fără şi vedem diferenţa între vectorii lor. Părţile care lipsesc. Pe baza descifrării de către noi a genomului se fac noi medicamente pentru cancer, diabet, boli de inimă. De asemenea, previi, vezi ce e greşit şi poţi să repari. Genomul nu poate fi stăpânit decât cu ajutorul computerelor. Altfel nu poţi să faci comparaţii între boală şi nonboală. Sunt calcule matematice imense.”