Πριν λίγα χρόνια και μόνο η σκέψη των επιστημόνων να αναλύσουν 50 πλήρη γονιδιώματα πουλιών (δηλ. το σύνολο του γενετικού υλικού 50 διαφορετικών ειδών) και ένα μεγάλο κομμάτι των γονιδιωμάτων 150 εντόμων (1.478 γονίδια) και να καταλήξουν σε εξελικτικά δέντρα και συμπεράσματα, που θα άλλαζαν τις μέχρι τώρα επιστημονικές θεωρίες σχετικά με την εμφάνιση των συγκεκριμένων οργανισμών, φαινόταν τουλάχιστον, ουτοπική.
Γράφει η Βάσω Μιχοπούλου
Κι όμως ένα χρόνο πριν, αυτή η σκέψη έγινε πραγματικότητα μέσω μιας ολοκληρωμένης γενετικής ανάλυσης της εξέλιξης των εντόμων, η οποία δημιούργησε τον πληρέστερο γενετικό «χάρτη» του «οικογενειακού» (φυλογενετικού) δέντρου τους (έργο 1KITE: www.1kite.org). Αυτή η εξαιρετική επιστημονική συνεργατική δουλειά (με περισσότερους από 100 ερευνητές από 10 χώρες), που επιλύει την ιστορία της εξέλιξης των ιδιαίτερων αυτών οργανισμών (τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύτηκαν ένα χρόνο πριν στο περιοδικό “Science”), βασίστηκε σε ειδικά υπολογιστικά «εργαλεία».
Η είδηση βέβαια, είναι ότι η δημιουργία αυτών των «εργαλείων» φέρει και ελληνική υπογραφή, αυτήν του δρ. Αλέξανδρου Σταματάκη, που είναι επικεφαλής ερευνητικής ομάδας στο Ινστιτούτο Θεωρητικών Σπουδών της Χαϊδελβέργης, τακτικός καθηγητής στο τμήμα Θεωρητικής Πληροφορικής του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καρλσρούης και επίτιμος διδάκτωρ στο τμήμα Οικολογίας και Εξελικτικής Βιολογίας του Πανεπιστημίου της Αριζόνα στο Tucson.
Τα δεδομένα που αποκαλύπτει η αποκρυπτογράφηση του γενετικού υλικού των οργανισμών μπορούν πια να αξιοποιηθούν σε πρακτικό επίπεδο μέσω της Βιοπληροφορικής και της Υπολογιστικής Βιολογίας. Οι επιστήμονες που ασχολούνται με αυτό το αντικείμενο, όπως ο συγκεκριμένος Έλληνας, καλούνται να αναπτύξουν λογισμικά που μπορούν να αναλύουν έναν τεράστιο όγκο πληροφοριών και να υποστηρίξουν την έρευνα των εξελικτικών βιολόγων.
“Οι εξελικτικοί βιολόγοι παράγουν αυτή τη στιγμή μια μοριακή “χιονοστιβάδα” δεδομένων που είναι δύσκολο να αναλυθούν ακόμα και με τους ισχυρότερους υπερυπολογιστές. Η πρόκληση για την επιστήμη των υπολογιστών είναι η ανάπτυξη προγραμμάτων και μεθόδων για τον υπολογισμό των εξελικτικών δέντρων και την ανακάλυψη καινούργιας γνώσης μέσα στη μάζα των μοριακών δεδομένων. Το να μελετήσεις αυτό το ογκώδες υλικό χωρίς την προσαρμογή προγραμμάτων, που σε βοηθούν να τα “τρέξεις” και να τα αναλύσεις παράλληλα σε 5-10.000 επεξεργαστές, είναι πλέον αδύνατο”, μου εξηγεί ο 39χρονος Έλληνας επιστήμονας, που έχει βρεθεί για λίγες μέρες στην Αθήνα.
Η ομάδα του είναι η μοναδική στη Γερμανία που ασχολείται με την ανάπτυξη προγραμμάτων και μεθόδων για τον υπολογισμό εξελικτικών δέντρων, ενώ ο ίδιος είναι ο μοναδικός Έλληνας εξπέρ στους σχετικούς αλγόριθμους, στους παράλληλους υπολογιστές, στις παράλληλες αρχιτεκτονικές και στην εξελικτική Βιοπληροφορική σε ολόκληρη την Ευρώπη.
Η γοητεία της ανάλυσης των μεγάλων εξελικτικών δένδρων…
Η Βιοπληροφορική (Bioinformatics), η οποία, ως ένας ολοκληρωμένος επιστημονικός κλάδος και ως μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για τη δημιουργία νέας γνώσης, αναπτύχθηκε ως συνδετικός κρίκος μεταξύ της Βιολογίας και της Πληροφορικής, όταν πια τα βιολογικά δεδομένα ήταν πάρα πολλά και δύσκολα επεξεργάσιμα από τον άνθρωπο, αλλά και όταν η Πληροφορική είχε φτάσει σε επαρκές επίπεδο για να προσφέρει βοήθεια στην οργάνωση των βιολογικών δεδομένων σε βάσεις και βιβλιοθήκες, ώστε να είναι εύκολα προσπελάσιμα από τους ερευνητές.
Τα προγράμματα που δημιουργεί ο Έλληνας επιστήμονας μπορούν να εφαρμοστούν σε κάθε είδος οργανισμού, από ιούς και βακτήρια μέχρι έντομα και πουλιά. Τα δεδομένα που αναλύονται και εφαρμόζονται στους τομείς της βιολογικής έρευνας, ξεκινούν από την κατανόηση και περιγραφή της βιοποικιλότητας και φτάνουν μέχρι την εξάπλωση ιών, τη θαλάσσια βιολογία, την βιοτεχνολογία και την ιατρική. “Στόχος μας είναι ο σχεδιασμός και η υλοποίηση μοντέλων που να ικανοποιούν τις απαιτήσεις της έρευνας και κυρίως την αυτόματη ανάκτηση γνώσης (automated knowledge discovery) από μεγάλο πλήθος πληροφοριών, χρησιμοποιώντας τεχνικές ομαδοποίησης των δεδομένων. Αντιλαμβανόμαστε την Βιοπληροφορική ως μια επιστημονική διαδικασία που αναπτύσσει αλγορίθμους, μοντέλα και εργαλεία που βοηθούν τους βιολόγους να δημιουργήσουν νέες βιολογικές γνώσεις και τεχνογνωσία. Προσπαθούμε να γεφυρώσουμε το χάσμα μεταξύ του κόσμου της εξελικτικής βιολογίας και των υπολογιστών υψηλών επιδόσεων”, συμπληρώνει ο Αλέξης Σταματάκης, του οποίου πρωταρχικός στόχος είναι η ανάπτυξη υπολογιστικών «εργαλείων» για την ανακατασκευή της εξέλιξης όλων των έμβιων όντων για τα οποία υπάρχουν μοριακά δεδομένα διαθέσιμα, με απώτερο στόχο να ανακατασκευάσει το δέντρο της ζωής. Ο ίδιος ανέπτυξε το πρόγραμμα RAxML, το οποίο επιτρέπει την ανακατασκευή τεράστιων φυλογενετικών δέντρων, που περιλαμβάνουν έως και 120.000/idi οργανισμούς. Πρόκειται για μια από τις πιο δημοφιλείς εφαρμογές για φυλογενετικές αναλύσεις, η οποία μετράει περισσότερες από ως 13.000 αναφορές και κατατάσσεται ανάμεσα στις πιο δημοφιλείς δημοσιεύσεις στην επιστήμη των υπολογιστών των τελευταίων 5 ετών. “Το “RAxML είναι διαθέσιμο στο κοινό με τη μορφή ανοικτού κώδικα (open source). Ως εκ τούτου, παρέχουμε ένα σημαντικό «εργαλείο» που oι βιολόγοι σε όλο τον κόσμο μπορούν να το χρησιμοποιήσουν εντελώς δωρεάν για να αναλύουν τα δεδομένα τους”, συμπληρώνει ο ίδιος.
Ο Αλέξης Σταματάκης γεννήθηκε στην γερμανική πόλη Σααρμπρύκεν, ως καρπός του έρωτα ενός Έλληνα πολιτικού επιστήμονα και μιας Γερμανίδας καθηγήτριας κλασικού τραγουδιού που γνωρίστηκαν τυχαία στο Σύνταγμα στην Αθήνα. Όταν εκείνος έγινε τεσσάρων ετών η οικογένεια Σταματάκη μετακόμισε μόνιμα στην Ελλάδα. Ο μικρός Αλέξανδρος φοίτησε στη Γερμανική Σχολή Αθηνών και παρότι πιτσιρικάς ήθελε να γίνει πιλότος, τελικά σπούδασε Πληροφορική στο Πολυτεχνείο του Μονάχου (Technische Universität München) και στην École Normale Supérieure de Lyon (επίσης γνωστή ως ENS) και έκανε πρακτική άσκηση στην Αθήνα, το Παρίσι και τη Μαδρίτη. Το 2001 πήρε το δίπλωμά του στην Επιστήμη των Υπολογιστών από το Πολυτεχνείο του Μονάχου και το 2004 εκπόνησε τη διδακτορική του διατριβή (στο ίδιο πανεπιστημιακό ίδρυμα) πάνω στους αλγορίθμους και στους παράλληλους υπολογιστές (parallel computing), με αντικείμενο την φυλογενετική συμπερασματολογία (ανακατασκευή των εξελικτικών δέντρων με χρήση δεδομένων DNA). Συνέχισε να εργάζεται στον τομέα της εξελικτικής Βιοπληροφορικής και των παράλληλων υπολογιστών (parallel computing) ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Πληροφορικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) στο Ηράκλειο της Κρήτης και στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας στη Λοζάνη. Στις αρχές του 2008 επέστρεψε στο Μόναχο για να ξεκινήσει, με γερμανική χρηματοδότηση, τη δική του ανεξάρτητη ερευνητική ομάδα Νέων (DFG Emmy Noether-Programme της γερμανικής γραμματείας έρευνας, DFG) στο Πολυτεχνείο του Μονάχου. Το φθινόπωρο του 2010 μετακινήθηκε στο Ινστιτούτο Θεωρητικών Σπουδών της Χαϊδελβέργης (HITS) για να ξεκινήσει τη νέα του δουλειά, μόνιμα πια, ως επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας για scientific computing. Το 2012 διορίστηκε ως επίτιμος καθηγητής στο Τμήμα Οικολογίας και Εξελικτικής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tucson και ως τακτικός καθηγητής στο Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καρλσρούης.
Επιστροφή πάντα στη Κρήτη και στα ριζίτικα…
Ο Έλληνας επιστήμονας, παρά την κύρια δραστηριοποίηση του στην Ευρώπη επιστρέφει πάντα στις ρίζες του, την Κρήτη, διοργανώνοντας από το 2010, το “Θερινό Σχολείο Υπολογιστικής Μοριακής Εξέλιξης” (Summer School of Computational Molecular Evolution), όπου παρουσιάζονται σε ερευνητές από όλο τον κόσμο όλες οι μοντέρνες μέθοδοι ανάλυσης βιολογικών δεδομένων στα πλαίσια της εξελικτικής βιολογίας. Πρόκειται για μια διεθνή συνάντηση, στην οποία αναδεικνύονται οι διαφορετικές όψεις των δυνατοτήτων της έρευνας στη χώρα μας, αλλά κατά κύριο λόγο, αναδεικνύεται το δυναμικό των νέων Ελλήνων επιστημόνων. “Αξίζει να αναφερθεί πως τρείς Ελληνίδες, πρώην συμμετέχουσες, συνεισφέρουν κάθε χρόνο στο Θερινό Σχολείο ως βοηθοί διδασκαλίας, πράγμα το οποίο δεν είναι εύκολο να επιτευχθεί, αρκεί να σκεφτεί κάποιος, πως οι διοργανωτές λαμβάνουν αρκετά mails από μεταδιδακτορικούς ερευνητές του Χάρβαρντ που επιθυμούν να συνεισφέρουν εθελοντικά ως βοηθοί διδασκαλίας”, συμπληρώνει ο ίδιος, που προετοιμάζει το επόμενο Θερινό Σχολείο που θα λάβει χώρα φέτος στις 18 και 19 Μαΐου. Το Θερινό Σχολείο πραγματοποιείται με την οικονομική υποστήριξη του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Μοριακής Βιολογίας, του Ινστιτούτου Θεωρητικών Σπουδών της Χαϊδελβέργης, του Κέντρου Θαλάσσιων Ερευνών ΕΛΚΕΘΕ και του Πανεπιστημίου της Κρήτης.
Ο Αλέξης Σταματάκης, ως Έλληνας, δεν έχει βρεθεί στο επίκεντρο της γερμανικής κριτικής και απαξίωσης, δεν έχει δεχθεί προσβολές και ταπεινώσεις, ούτε έχει ζήσει κάτι πιο δυσάρεστο από ανέκδοτα και σιωπές αμηχανίας στο άκουσμα της καταγωγής του. Ομολογεί όμως το ρατσισμό εναντίον της Ελλάδας που έχει προκαλέσει η πρόσφατη γερμανική μιντιακή προπαγάνδα. Έναν ρατσισμό που αφενός τον οδήγησε στο να σταματήσει να παρακολουθεί τη κρατική γερμανική τηλεόραση και αφετέρου στο να ξεκινήσει μια on line petition με μεγάλη απήχηση σε κάθε γωνιά της γης, προκειμένου να λάβει τέλος η μιντιακή “κακοποίηση” των Ελλήνων. Μπορεί βέβαια να ευαισθητοποίησε κάποιους προκειμένου να συμπαρασταθούν στη χώρα του, ωστόσο ο ίδιος δεν εθελοτυφλεί και καταγγέλλει τα κακώς κείμενα σε αυτήν, που αποτελούν και μια από τις αιτίες που τον κρατούν μακριά από τη χώρα του, παρότι δοκίμασε να παραμείνει στην Ελλάδα. “Ένας λόγος που έφυγα και παρέμεινα στο εξωτερικό είναι η αναξιοκρατία και η απίστευτη αδικία που υπάρχει παντού, ο συμβιβασμός, η συγκάλυψη, η παραδοχή και η «έκπτωση» της αριστείας είναι η παθογένεια της Ελλάδας και η κύρια αιτία που δεν μπορεί η χώρα μας να αξιοποιήσει τους ανθρώπους της. Υπάρχουν εξαιρετικοί άνθρωποι σε κάθε χώρο που εργάζονται αθόρυβα και που δεν τους βλέπει κανείς, γιατί τους «καταπίνει» το σύστημα. Δυστυχώς. Από την άλλη, οι συνθήκες έρευνας στη Γερμανία είναι εξαιρετικές. Ακόμη και στη Γερμανία είναι δύσκολο να βρεις μια θέση σαν τη δική μου”, λέει χαρακτηριστικά.
Αν τον ρωτήσεις τι είναι αυτό που κρατάει από τη γερμανική του πλευρά θα σου πει την μεθοδικότητα, την οργάνωση, την άψογη λειτουργία του κάθε συστήματος και την αξιοκρατία. Από τον ελληνικό εαυτό του κρατάει την ζεστασιά στην επικοινωνία, τη ζωηράδα και το μεσογειακό ταπεραμέντο, αλλά και τα συχνά ταξίδια του στη Κρήτη. Κρατάει εκείνα τα μικρά καφενεία των χωριών στις ρίζες του Ψηλορείτη, τις μικρές φιλικές παρέες από τα παλιά, τις πεζοπορίες στη κορφή του Ψηλορείτη ή στον Κοφινά, τις μαντινάδες ή τα ριζίτικα που τραγουδά τα καλοκαιρινά βράδια στον μικρό του γιό, τον Μάρκο…
