Elu lülitid. Prof Ago Rinken uurib G-valkude ja retseptorite funktsioneerimise aluseid

Ago Rinken: „Vaja on mõista keemia sisemist loogikat!“

MARGUS MAIDLA

Tartu ülikooli bioorgaanilise keemia professor Ago Rinken on teadlasena pühendunud peamiselt ühe valguperekonna – G-valkudega seotud retseptorite uurimisele. Retseptorite abil toimub valkude suhtlus teiste valkudega ning retseptorid on ka uute ravimikandidaatide ja paljude juba olemasolevate ravimite sihtobjekt. Loomulikult on olnud viljaka tegevuse käigus ka teisi teemasid, ja nagu professor jutuajamise käigus mitmel korral välja toob, ei ole keemia üldse keeruline valdkond, kui endale selgeks teha selle sisemine loogika.

Millega praegu teadlasena tegelete? Mõistetavasti ei ole te enam noorteadlane ja sellise staatusega käib tahes-tahtmata kaasas ka hulk korralduslikku tööd. Kas teaduse tegemiseks jääb veel aega?

Valus küsimus! Ütlen kohe ära, et laboris pipeteerimisega ei tegele enam kahjuks juba mõnda aega. Peamiselt on minu tegevus tulevaseks tööks vahendite hankimine, läbirääkimised uute koostööprojektide ellukutsumiseks, uute teadusgrantide taotluste kirjutamine, seejärel nende hinnangute vaidlustamine ja siis vaidluste vaidlustamine. Selline tegevus on äärmiselt kurnav, aga vajalik. Seepärast pean rõhutama, et teadustöö, millest me edaspidi räägime, on kollektiivse tegevuse tulemus. Üksinda ei tee siin midagi – tõsiseks jõuks on ikka lähedased kolleegid ja doktorandid. Nüüdseks on minu juhendamisel kaitstud 18 doktorikraadi.

Eks omajagu aega läheb ka rahvusvaheliste valdkondlike katusorganisatsioonide töös osalemisele. Kunagi sai alustatud Euroopa Neurokeemia Seltsi lihtliikmena, siis tõustud juhatusse (2015) ning 2019. aastal liikusin seltsi presidendi kohalt edasi juba Rahvusvahelise Neurokeemia Ühenduse nõukogu liikme positsioonile, kus olen selle organisatsiooni tegevusse panustanud viimased neli aastat. Eestis olen ma Eesti Biokeemia Seltsi liige juba hea mõnikümmend aastat ja olen ka ise ju bioorgaanilise keemia professor. Need on märksa laiemad kategooriad, kui seda on peamiselt närvitalituse tööd uuriv neurokeemia valdkond, kus rahvusvaheliselt löön kaasa katusorganisatsiooni töös.

Olen vahel ikka uurinud, kui vestluskaaslaseks satub keskmisest keerulisema erialavalikuga tippspetsialist, et mis teda omal ajal sellist erialavalikut langetama ajendas. Ehk saab mõni noor, kes on praegu valiku ees, meenutusest innustust. Eeldan, et gümnaasiumis oli keemiaga kõik hästi?

Koolis olid mul füüsika, keemia ja matemaatika kõik päris head, nii vabariikliku olümpiaadi hea tase. Esikümnes olin nendes kolmes kategoorias pidevalt. Olen Võrust pärit ja mul oli kohe selge, et Tallinna edasi õppima ma minna ei taha, seega valisin nende kolme vahel. Kuid meie kooli füüsikaõpetaja oli üsna kehvake. Noriv ja õpetamise stiililt ebameeldiv, ei suutnud ta meile füüsikat huvitavaks teha ja seetõttu jäi füüsika erialavalikuna välja. Matemaatika näis liialt elukauge, seega jäigi sõelale keemia. Keemiaõpetaja teene seisnes selles, et temal oli piisavalt pedagoogilist karismat, et seda ainet mitte vastikuks muuta neile, kes sellest aru ei saanud, teistele aga andis võimaluse vabalt areneda. Tänu sellele oli keemiaainel meie koolis igati hea maine.

Absoluutse vabaduse tingimustes, kus igaüks võib otsustada, kas ta õpib keemiat või ei õpi, on keemiaõpetajatel tähtis teha juba varajases õpetamise faasis õpilastele selgeks keemia toimimise loogika. Kui seda ei suudeta, on keemia õppeainena raske ja keeruline ning temast heade hinnetega läbitulek puhas tuupimine. Kuid kui õnnestub õpilasele selgeks teha keemia loogika, siis ma väidan, et keemia erialana on üsna lihtne ja arusaadav ning tema õppimisel saab tuima tuupimist hõlpsasti vältida. Kui õpilane ei mõista mõne biomolekuli keemilist olemust, siis ei ole mingit mõtet hakata pähe õppima ka selle keerulist nime või aatomeid, millest ta koosneb. Näiteks olen hakanud viimastel aastatel laskma oma üliõpilastel eksamitel kasutada materjale, et vältida tuima tuupimist, kuid nad peavad oskama mulle ära seletada, kuidas molekulid organismides toimivad. Kui ta seda suudab, siis saab ta asjadest ka aru.

Toona oli varajase eluperioodi mõtlemises ehk rohkem tähtis põhimõte, et mida õppima minna, märksa vähem mõeldi sellele, kelleks saada tahetakse. Tänapäeva noorte puhul näen, et just küsimuse – kelleks tulevikus saada? – püstitus on üsna terav.

Erialavalikuga on siis selge, aga kuidas edasi teadusse liikusite? Teie ETISe CVst tuleb välja, et teile on ülikooli lõpetamisel antud ka keemiaõpetaja kvalifikatsioon.

Jah, vastab tõele. Tänavu (intervjuu on tehtud 2023. aastal – toim) sai mul ülikooli lõpetamisest juba 40 aastat ja meenutades toona vallanud mõtteparadigmasid ja hoiakuid, siis ega keemiaõpetajaks läksid peamiselt need lõpetajad, kes kusagile mujale mingil põhjusel tööle ei saanud. Ise ma selle väitega kuidagi nõus ei ole, kuid analoogne hoiak kehtib mõneti ka praegu. Mul on siiralt hea meel, et meie viimaselt kursuselt, mis 2023. aasta suvel lõpetas, läks omajagu lõpetajatest kooli keemiaõpetajaks.

Hakkasin teadust tegema juba üliõpilasena, peamiselt Üliõpilaste Teadusliku Ühingu hõlma all ja kuna mul ka muus osas õppimisega probleeme ei olnud, siis (toona käis kõik läbi administratiivse suunamise) kui tuli valikute periood, läks see kuidagi loomulikku rada pidi nii, et pärast ülikooli lõpetamist (1983) liikusin edasi doktorantuuri, mis toona kandis nimetust aspirantuur. Süvenemata detailidesse, eks siin saaks sellest perioodist meenutada ka anekdootlikke seiku, lõpetasin 1987. aastal doktorantuuri edukalt. Kuna bioorgaaniline keemia on selline piiripealne ala, siis toona pandi kaitsmiskomisjon kokku orgaanilise keemia ja bioloogia spetsialistidest. Tekkis ka küsimus, kummas valdkonnas mul nüüd doktorikraad on, kas bioloogias või olen hoopis keemiadoktor, lõpuks jäi siis bioorgaanilise keemia kraad. Tegu on siis toonase kandidaadikraadiga, mis on doktori omaga võrdsustatud.

Näib, et ühest doktorikraadist jäi väheks. 1996. aastal kaitsesite kraadi juba Uppsala ülikoolis, juhendajaks professor Lorentz Engström.

Tunnistan avameelselt, et tolle töö teeside kokkupanek ja kaitsmine ei olnud väga minu initsiatiiv. Toona, 1988–1990 valitsesid teaduses segased ajad, sh keemias, kus varasemad nõukogudeaegsed doktorikraadi kaitsjad, eriti need, kes olid kaitsnud töö mõnes Moskva teadusasutuses, väitsid, et need hilisemad, kes kaitsesid ainult kandidaadikraadi, mis hiljem võrdsustati doktorikraadiga, et need ei ole mingid õiged teaduste doktorid, justkui mingid poolekvaliteedilised doktorid. Oli üleminekuaeg ja õhus oli teravaid situatsioone. Kuna ma pärast kandidaaditöö kaitsmist olin olnud viis aastat järeldoktorantuuris, kaks aastat Jaapanis ja kolm aastat Rootsis Uppsalas, siis minu sealne juhendaja prof Lorentz Engström ütles ise, et milles küsimus, tee siis see päris kraad siin ära, tema hakkab pensionile minema ja vajab veel edukaid kaitsmisi, mina aga olen juba nii paljudes publikatsioonides autor olnud, milles küsimus, organiseerime sulle siin uue kaitsmise – istu maha ja kirjuta jutt kokku. Nii see tehtud saigi. Ma ise ei nimeta seda siiski päris doktoritööks, kuigi sisu ja mahu poolest ta seda igati on, sest inimene peaks doktorikraadi kaitsma ikkagi ühe korra elus. Aga kaitstud ta sai ja kraad on kraad! Doktorikraad näitab ikkagi hariduse taset, s.t see on tunnistus kõrgeimast tippharidusest. See kaitsmine oli pelgalt formaalne vormistus n-ö igaks elujuhtumiks.

Selle kraadiga seoses meenub kummaline kõrvalseik, et kuna ma toona töötasin arstiteaduskonnas ja tõsi on see, et minu uurimisobjektidel on inimese organismi töötalitlusega puutumus täitsa olemas, siis klassikalises mõttes arstiteadust ma siiski kunagi õppinud ei ole. Kuid toona omistati mulle meditsiiniteaduste doktori kraad. Ka Jaapanis praktiseerides töötasin arstiteaduskonna biokeemia osakonnas, kuigi ka siis oli juhendaja keemiaharidusega. Nii et lõppkokkuvõttes mul filosoofia­doktori kraadi üldse ei ole, seda klassikalist PhDd, Nõukogude ajast on keemiateaduste kandidaadi kraad ja Uppsalast meditsiiniteaduste doktorikraad.

Olge palun nii lahke ja kirjeldage suurte pintslitõmmetega üldistavalt, mis on olnud läbi teadlasekarjääri teie uurimistöö keskmes?

Mul läks juba ülikooli lõputöösse G-valkudega seotud retseptorite¹ ja nendele ligandite sidumise temaatika. Miks on need retseptorid olulised? Nad on organismis lülitid. Kui organismis tahab üks rakk teisele informatsiooni edastada, siis peab ta selleks käivitama vastava lülitusmehhanismi. Meil on organismis kiired lülitid, mis baseeruvad ioonkanalitel ja võimaldavad meil näiteks kiiresti käsi liigutada. Kuid meil on ka aeglasemad protsessid, näiteks mõtlemine või südame kloppimine ja paljud muud, ning nende sisselülitamisel on määrava tähtsusega just need G-valkudega seotud retseptorid. Rakku tuleva info vastuvõtjaks ja rakusisese vastuse algatajaks ongi retseptor. Minu teadlasekarjääri üks tähtsamaid läbivaid uurimisteemasid ongi olnud, kuidas see retseptor töötab. Mis on see aine, mis võimaldab seda retseptorit aktiveerida. Mis on see aine, mis võimaldab seda lülitit blokeerida, mis nende lülituste käigus võib minna hästi ja mis halvasti – kogu süsteemi töömehhanismi mõistmine, kuidas signaali ülekandmine toimub. 40aastase uurimiskarjääri vältel olen neid retseptoreid uurinud väga erinevate nurkade alt. Alustasime radioaktiivsete ligandidega, kuid nüüd kasutame fluorestseeruvaid ühendeid. Mis teeb temaatika keeruliseks – nende retseptorite sisaldus organismis on väga väike, samas on neid väga erinevaid tüüpe, mis reageerivad väga erinevatele aktivaatoritele. See­pärast on paljud neist mitmesuguste ravimite märklaud. Võin üldistades öelda, et umbes kolmandik riiklikelt regulaatoritelt kasutusloa saanud retseptiravimitest on G-valguga seotud retseptorite mõjutamiseks.

Tahan rõhutada, et olen seda teemat uurinud kogu aeg valgupõhiselt. Oleme küll kasutanud sünteesimisel ka RNA ja DNA andmestikku, kuid siiski oleme valdavalt keskendunud valgutalitluse töö mõistmisele, kasutades selleks enamasti laborieksperimente. Kui alustasin noore teadlasena, siis kasutasime väga palju roti aju. Aga kui ma olin välislähetusel Jaapanis (1990–1992 Tokio ülikooli arstiteaduskonna aju uurimise instituudi biokeemia osakonna järeldoktorina prof T. Haga töörühmas), siis tõin lihakombinaadist 40 sea südamed ja sõitsin, seasüdameid täis külmkast käe otsas, metrooga laborisse. Nendest puhastasime valku. Sellest suurest kastitäiest seasüdametest sai ühe milligrammi puhast valku. Tänapäeval muidugi enam niimoodi ei töötata, saame valku eri rakuliine kasutavate tootmissüsteemide kaudu ja nende süsteemide arendamine on omaette tähtis valdkond. Nagu ma juba ütlesin, on probleem selles, et neid G-valguga seotud retseptoreid on väga erinevaid ja neid saab uurida väga erinevates tingimustes. Seetõttu on erinevate retseptorite uurimismetoodikate arendamine üks meie tähtis uurimisvaldkond. Oleme ka uurinud eri retseptorite signaalide ülekandmise metoodikaid. Võin öelda, et aja jooksul on see kõik arenenud täiesti teistsugusele tasemele, kui oli algusaastatel.

Miks ma ikkagi olen jäänud spetsiifiliselt valgutaseme uurijaks, kuigi viimaste aastakümnete jooksul on elusbioloogias väga populaarsed geenitasandi uuringud? Geenid hoiavad informatsiooni, kuid tööd teevad organismis valgud. Nii ka retseptorite puhul: geenidest saab info, kuidas neid valke sünteesida, kuid rakkudevahelisi signaale vahetavad ja raku tööd juhivad erinevad valgud. Muidugi võib mõne valgu aktivatsioon viia ka geenide aktivatsioonini, aga see viib jälle omakorda uute valkude sünteesi või selle peatamiseni. Seega on need valdkonnad omavahel seotud, kuid uurides signaaliülekande biokeemilist mehhanismi tuleb jääda valkude tasemele. Kas siin võib esineda mutatsioonidest või haigustest tingitud geenidefekte, aga ka nende otsest mõju saab uurida ikka vaid valkude tasemel. Ja see on ka põhjus, miks suur osa kasutusel olevatest ravimitest reguleerib valkude aktiivsust.

Oma uuringutes püüame aru saada, kuidas ravimikandidaadid seostuvad retseptoritega ja aktiveerivad või takistavad signaali edasikannet. Siin tuleb mängu küsimus, kas osaleb üks või mitu retseptorit ja milline signaalirada aktiveeritakse, sest valikuid on mitu. Me oleme pikalt rääkinud G-valkudega seotud retseptoritest, mis rahvusvaheliselt on tuntud lühendiga GPCR (G protein-coupled receptors), rääkimata, millest selline nimi. G-valgud on regulaatorvalgud, mis annavad retseptoritelt tuleva signaali rakus vastuse genereerimiseks edasi ensüümidele. Nende valkude avastamise eest anti Nobeli auhind eelmise sajandi lõpus,² aga G-valguga seotud retseptorite uurimise eest 2012. aastal.³ Tihti alustatakse väljastpoolt tulijate puhul meie tööst rääkides G-valgu temaatikast, s.t tähelühendi GPCR esimesest tähest „G“, aga mind on alati läbivalt huvitanud just tähelühendi viimane täht „R“ ehk retseptorite töö – ligandite sidumine ja kogu kompleksne pilt nende tegevusest. Genoomianalüüsi käigus on leitud, et eksisteerib umbes 800 erinevat G-valkudega seotud retseptorit. Teaduslikult on tõestatud umbes 300 erineva retseptori funktsioneerimine retseptorina ja käibel olevate ravimite märklauaks on umbes 80 erinevat G-valkudega seotud retseptorit.

Retseptoritega seostuvaid G-valke endid on kokku umbes 11. Kui me praegu ehitame mudelsüsteeme, siis kasutame nende juures erinevaid G-valke, sest need mõjutavad otseselt ka retseptorite toimimist.

Regulaatorvalkude talitluse kindlakstegemine lahendaks kogu elu olemuse saladuse, mõistaksime täielikult organismide toimimist ja, kujutlusvõimel lennata lastes, kaoksid ka haigused.

Kui võrrelda DNA molekuliga, siis oma olemuselt ei ole DNA keeruline molekul, sest ta tegeleb peamiselt ju informatsiooni talletamisega. GPCR, mis muide pole samuti teab mis suur, peab aga läbi viima protsesse – tundma ära signaalmolekuli ja aktiveerima signaaliraja. Eks inimeses on kümneid tuhandeid eri valke ja kõik nad on omamoodi keerulised. Mõned küll lihtsamad, nagu näiteks keratiin meie juustes, kuid üldiselt on kõik valgud keerulised. Veel üks tähelepanek: valkude puhul on oluline just nende ruumiline struktuur. Geenijärjestus, mida populaarteaduses armastatakse esile tuua, määrab ära, kuidas valku saada, kuid valgu ruumiline struktuur määrab, kuidas ta töötab. Näiteks see, et meie siin omavahel juttu ajame – selles protsessis on geenide vahetu roll suhteliselt väike, nemad on oma töö teinud. Kuid organismis olemasolevad valgud ja lipiidid, need töötavad meie jutuajamise vältel täistuuridel. Elutegevuse protsesside mõistmiseks on vaja mõista just valkude omavahelist integratsiooni, nende retseptorite kaudu vahetatavaid signaale, kogu seda kompleksset süsteemi. Kui toimub geenimutatsioon, siis geenidele enestele ei tee muteerumine midagi, aga kui geenimutatsioon jõuab valku, siis meie tunneme, et meil on haigus või mõni muu häiring. Mõista valgu talitluse kogu keerulisust, vaat see on väga tähtis ja just see on mind läbivalt teadlasena huvitanud.

Kui rääkisin eelnevalt G-valkudega seotud retseptorite eest antud Nobeli auhinnast, siis selle saamisel oli määravaks just valgutalitluse kristallstruktuuri avamine. Kui olin Jaapanis, siis kolleegid, oma ala tipud, üritasid ka retseptori kristallstruktuuri määrata. Kuid nende uuritav retseptor osutus väga kapriisseks. Ameeriklaste uuritav palju taltsam adrenoretseptor võimaldas kiiresti luua kvaliteetsed struktuurid ning tõi ka Nobeli auhinna. Professor Hagal aga kulus muskariinse retseptori kristallstruktuuri määramiseks kogu elu ja ta viis selle töö lõpule alles vahetult enne pensionile minekut, pärast 30aastast pingelist tööd. Sellised need teaduse paradoksid on.

Kuid juba liigutakse edasi. Nüüd, kui me struktuuri juba mõnda aega teame, on tähelepanu sellel, kuidas struktuur töötab, selle dünaamikal. Mitte et meil on ilus pilt seinal, vaid praegu huvitab meid, kuidas asjad toimivad, kuidas nad seal pildi peal liiguvad. Arendame eri metoodikaid ja oleme jõudnud tasemeni, kus suudame ühe molekuli täpsusega jälgida, kuidas protsess toimub.

Kuidas teie tööd ja valdkonda on mõjutanud tehisarule tuginevad tarkvaralised uurimisinstrumendid?

Eks nad ikka mõjutavad ja järjest rohkem. Nagu ütlesin, on meie valdkonna uurimistöös põhirõhk sellel, kuidas asjad toimivad. Loomulikult tahame näha ka eri mutatsioonide mõjusid, aga just selle rõhuasetusega, et neid enam kirjeldata, vaid tuleb mõista, kuidas protsessid toimivad.

Aga iga protsessi jälgimine nõuab mahtu. Ühe raku aktiveerimise ülesvõtmine videona ei ole enam tehniliselt mingi küsimus ja uurimistöö käigus saadud üks terabait andmemahtu ei ole ka mingi küsimus. Kuid kuidas saada aru, mis seal liikuva pildi peal toimub, see on juba suurem probleem. Kas retseptori ligand (nt ravimikandidaat), kas ta maabub ikka raku peal, kas ta seostub retseptoriga ja mis saab edasi? Seda ei tea enne, kui on tegeletud pildianalüüsiga, aga mahud on tohutud. Selle pildianalüüsi juures tulebki appi masinõpe ja tehisaru. Omal ajal õpetasime masinaid kõige lihtsamaid asju ära tundma, ühesõnaga hakkasime masinale tegema koolitust nagu üliõpilastele loengus. Kolm inimest joonistasid rakkude ümber ringe ja näitasid, kuskohas rakus membraan on, see teave läks programmi ja seejärel sammhaaval õppis masin selgeks, kuidas ära tunda rakumembraane. Päris elulises rakukujutises, kuidas eristada rakumembraane. Tänapäeval on kõik need masinõppe tulemused üle kantud tehisarupõhistesse programmidesse ja nad on muutunud võrratult targemaks, meile suurteks abimeesteks.

Tulevikku vaadates ei saa unustada ka minevikku. Rääkides Eesti vastava valdkonna pärandist maailma teaduslukku, siis 1869. aastal on ilmunud saksakeelne teadusmonograafia, Tartus tehtud doktoritöö muskariini puhastamisest punasest kärbseseenest ja selle farmakoloogilisest mõjust. Kui hiljuti oli meil doktoritöö kaitsmine, siis oponent oli Saksamaalt, professor Martin Lohse, üks sealne retseptoloogia suuri tegijaid.

Lohse süvenes sellesse monograafiasse nii kirgliku huviga, et oleks äärepealt kaitsmisele hiljaks jäänud. Ise ma leidsin selle raamatu alles pärast Ameerikas Floridas toimunud muskariinse retseptori alast teaduskonverentsi, kus üks organisaator küsis vabal momendil minu käest: „Ahhaa, te olete Eestist. Väga tore, kas te teate, et muskariin on omal ajal Tartus avastatud?“ Jäin nõutu näoga ja mõnevõrra piinlikul kombel küsijale otsa vaatama, sest seda ma sel ajal (35 aasta eest) tõesti ei teadnud. Kui rahvakeeli muskariini tähendus lahti seletada, siis selle avastusega puhastati punasest kärbseseenest välja aine, mis põhjustab läbi muskariinse retseptori hallutsinogeenseid ilminguid. Viimasel ajal on ajakirjanduses omajagu debatti olnud kärbseseene kasulikkusest/kahjulikkusest, olgu siis vähemalt huvilistele nüüd teada, et muskariin toimib läbi muskariinse retseptori aktiveerimise. Ja põhimõtteliselt on ka see läbi ja lõhki retseptoloogia. Sealjuures teiste kärbseseente mürgid toimivad erinevalt ja on väga ohtlikud.

Nii et XIX sajandi keskel oli Tartu ülikool eksperimentaalse farmakoloogia sünnikoht ja ka keemias täielik maailma­klass. Vahel vastan naljatlemisi, kui keegi laiast maailmast juhtub Tartu ülikooli kohta küsima, et me oleme vanuselt teine Rootsi ülikool. Vanim on teatavasti Uppsala ülikool.

Kuna mitmel puhul on meie vestlusest läbi käinud, et valdkond, milles tegutsete, on äärmiselt suure rakendusliku väärtusega ja ravimitööstuse terase tähelepanu all, siis kas teil on ka innovaatilisi rakendusprojekte ette tulnud?

Raske küsimus. Kindlasti ei ole sellele teemale võimalik mustvalgelt läheneda. Leida koostööks ettevõtlusega ühist osa on kaunis raske. Iga koostöö algus on ressursimahukas ja bürokraatlik ning intellektuaalomandi mõttes tundlik. Kuna ravimiarendus on ühelt poolt ressursimahukas, teisalt jällegi edu korral väga kasumlik, siis otse ülikoolist sellist arendust ette võtta väga ei taheta. Meie oleme peamiselt panustanud metoodika arendusse ning sellel alal on ka mõningat edu olnud. Aga esineb ka tagasilööke, näiteks hiljuti lükkasid pärast pikki ja ajamahukaid koostöötingimuste ning muude lepingutingimuste kooskõlastamist USA-poolsed partnerid allkirjastamise ja teostamise määramata ajaks edasi. Samal ajal on meil keemikutena olnud rakenduslikke projekte, mis jõuavad otsapidi kosmeetika- ja puidutööstusse. Eks see tasakaalu leidmine rakendusteaduse ja baasteaduse vahel raske ongi.

Naastes meie jutuajamise algusse, kust käis läbi mõte keemiavaldkonna lihtsusest/keerulisusest. Haridust on tabanud loodusteaduslike distsipliinide vähene populaarsus, seda nii põhikoolis kui ka gümnaasiumis. Sel ajal kujundatakse suuresti hoiakud, mis kanduvad edasi ülikooli ja erialavaliku eelistustesse. Mida teha?

Probleem on tõesti äärmiselt tõsine. Kuigi ma ise koolitasemel tunde pole andnud, olen lapsevanemana kursis, kuidas meil keemiat õpetatakse. Jääksin oma erialast tulenevalt keemia temaatika juurde. Olen ka ülikoolis tõstatanud küsimuse, kuidas me just põhikooli keemia õpetajaid ette valmistame. Baasteadmised keemias antakse ju põhi­koolis. Nagu jutuajamise alguses ütlesin, siis keemial on oma sisemine loogika. Kui me suudame teha kaheksanda klassi õpilasele selgeks keemia loogika, siis kaob ära keemia keerulisuse müsteerium. Armastan rõhutada, et keemia pole ajalugu, kus pead kõike meelde jätma, et teemast aru saada. Keemia perioodilisuse tabel on keemia loogika alus – kust mingi järjepidevuse alusel ained tulevad ja miks mingid reaktsioonid saavad võimalikuks. Minu arvates ei valda kahjuks põhikooli keemia õpetajad tihti piisavalt keemia sisemist loogikat, et seda õpilastele lihtsalt selgeks teha. Juhtusin kunagi kuulama raadiosaadet teaduse populariseerimiskorüfee, kadunud Tiiu Sillaga, kes oli ülikoolis õppinud nii orgaanilist keemiat kui ka molekulaarbioloogiat. Tiiu tunnistas, et ka temal oli koolis keemiaga tõsiseid probleeme, aga siis viis elu ta kokku oma valdkonna spetsialistiga, kes talle umbes tunni ajaga tegi selgeks keemia sisemise loogika. Pärast seda ei pidanud ta enam eriti pühendama oma aega keemiaõpingutele, sest kõik oli lihtne ja loogiline. Kui koolis on võimalik keemia põhialused selgeks teha, kaoks paljudel õpilastel hirm keemia keerulisuse ees ja nad saaksid sellest aru. Kui me seda ei suuda, on keemia õppimine paras piin, jäämegi pähe tuupima kõiki neid keerulisi ainete nimetusi ja nendevahelisi reaktsioone. Varsti on pea neid täis ja kuna õpilase vastuvõtuvõimel on selged piirid, siis hakkavadki edasijõudmishädad. Kui suudaksime juba põhikoolis õpilastele keemia sisemise loogika selgeks teha, siis usun, et edasises elus ei ole neil keemiast arusaamisega probleeme.

1 G-valguga seotud retseptorid (GPCR-id) on rakumembraanis asuvad integraalvalgud, mis moodustavad inimese genoomis neljanda suurima valguperesüsteemi. GPCRid said oma nime nende ühise võime tõttu seostuda heterotrimeeriliste G-valkudega.

2 Füsioloogia ja meditsiini Nobeli auhinna pälvisid 1994. aastal Alfred G. Gilman ja Martin Rodbell.

3 Nobeli auhinnaga keemia valdkonnas pärjati 2012. aastal Robert J. Lefkowitz ja Brian K. Kobilka.