Významný pokrok

26.11.2014

při léčbě bulózní epidermolýzy (nemoc motýlích křídel) učinila Arabella Meixner se svými kolegy z vídeňského IMBA - Institut für Molekulare Biotechnologie GmbH, zatím bohužel jen u laboratorních myší. Jde o vzácné vývojové onemocnění, které se projevuje nedostatkem pojivových proteinů v kožních buňkách. I nepatrné mechanické podráždění tak může kůži poškodit. Žádná léčba doposud neexistuje. Rakouský tým odebral myším buňky z postižených tkání, připravil z nich buňky kmenové a opravil genetické poškození. Poté uzdravené kmenové buňky nechal vyvinout se ve fibroblasty, což jsou základní buňky vazivových tkání. Do svého okolí produkují mimobuněčnou pojivovou hmotu, např. bílkovinu kolagen. Získané fibroblasty vpravili mezi vrstvy postižené kůže, jejíž mechanická odolnost tím výrazně vzrostla. Další krokem bude využití získaných poznatků při léčbě lidí.

 

Dračí vejve v polymeru

25.11.2014
Struktura polymeru z 2,5-furandikarboxylové kyseliny (nahoře) se zabudovanou nitrobenzylovou skupinou (dole).

Polymer, který v sobě skrývá zárodky své vlastní zkázy, připravili chemici z North Dakota State University ve Fargo pod vedením profesorů Deana C. Webstera a Jayaramana Sivagurua. Vyšli z 2,5-furandikarboxylové kyseliny, která je stále důležitější surovinou pro výrobu plastů. Do jejího polymeru vsadili nitrobenzylové skupiny, které silně absorbují v ultrafialové oblasti. Osvícení ultrafialovým zářením dodá dostatek energie k rozštěpení vazeb v makromolekule a polymer se rozpadne na biologicky dobře odbouratelné molekuly. Na obrázku vidíme strukturu polymeru z 2,5-furandikarboxylové kyseliny (nahoře) se zabudovanou nitrobenzylovou skupinou (dole).

 

Svítící larvy

24.11.2014
Svítící larva kovaříka, foto Jeff Cremer.

Fotograf Jeff Cremer nalezl a vyfotil v peruánském pralese v povodí řeky Tampobata svítící hmyzí larvy. Obdobně jako u našich světlušek (Lampyris noctiluca) jde o světle zelenou bioluminiscenci, způsobenou nejspíš oxidací barviva luciferinu působením enzymu luciferázy. Podle entomologa Aarona Pomerantze jde pravděpodobně o larvy brouka z čeledi kovaříkovitých (Elateridae). Přesně určit se je zatím nepodařilo. Vzhledem k tomu, že pozorované larvy žijí v zemi a vystrkují z ní jen svítící hlavu s kusadly, bioluminiscence využívají nejspíš k lákání kořisti. Zbývající důvody, zastrašení nepřátel a přilákání partnera, nejsou v tomto případě příliš pravděpodobné.

 

Elektronový paprsek

23.11.2014

ke snížení obsahu oxidů dusíku v emisích z tepelných elektráren se snaží využít U.S. Naval Research Laboratory. Ozařování spalných zplodin krátkými pulsy dodá dostatek energie pro rozštěpení vazby dusík - kyslík. Oxidy dusíku se rozpadnou na neškodný dusík a kyslík. Nová technologie by mohla být levnější než dosud využívaná katalytická redukce. V současné době se připravují poloprovozní zkoušky.

Zdenka Horáková-Mánková 24.11.2014: Síla západní vědy nám pomáhá v každodenním životě a řeší velké problémy celého lidstva.

 

Svítící nanočástice

21.11.2014
Nahoře svítící rakovinné buňky, dole normální buňky na mikroskopickém snímku (foto International Institute for Nanotechnology, Northwestern University).

pro značení rakovinných buněk připravili Chad Mirkin a Shad Thaxton z Northwestern University v Illinois. Tvoří je klastr zlata, ke kterému je připojena specifická molekula DNA a k ní fluorescenční barvivo. Pomocí krevního oběhu se dostanou k nádorovým buňkám. Proniknou do nich a jejich DNA se naváže na RNA typickou jenom pro buňky zhoubného bujení. Tím se uvolní fluorescenční molekula. Po její excitaci laserem začnou rakovinné buňky svítit, takže chirurgický robot je může identifikovat a odstranit. Popsaný způsobem je mnohem lepší, než dosavadní vizuální kontrola. Rozdíl mezi rakovinnými (nahoře) a normálními (dole) buňkami způsobený nanočásticemi vidíme na mikroskopickém snímku (foto International Institute for Nanotechnology, Northwestern University).

 

Nejrozsáhlejší sesuv půdy

20.11.2014

odhalil David Hacker z Kent State University spolu s Robertem F. Biekem z Utah Geological Survey a Peterem D. Rowleyem z utažské společnosti Geologic Mapping Inc. Došlo k němu ve vulkanických usazeninách před 21 miliony let na místě, které se dnes nazývá Markaguntská plošina a leží na jihozápadě Utahu. Sesuv proběhl na ploše přes 3.400 kilometrů čtverečních. Pro srovnání, rozloha Prahy činí 400 km čtverečních, Brna 230 km2. Jeho délka přesáhla 30 km. Donedávna jsme znali jen malou část. Přítomnost pseudotachylitu, horniny šokově přetavené do skla teplem, které vzniklo díky tření při sesuvu, ukazuje, že šlo o velmi rychlý proces, který trval nanejvýš minuty. Objem sesuvu možná dosáhl až 2.000 km3.

Petr Novotný 21.11.2014: 30km delka muze byt ponekud zavadejici. Patrne to proslo tichou postou. v jinem clanku se pise o 90km delce a 30km dosahu, coz uz si lze predstavit.http://geology.gsapubs.org/content/42/11/943.short

 

Opravdový robocop

19.11.2014
Robot K5 společnosti Knightscope na patrole v podzemní garáži (foto Knightscope).

Startupová společnost Knightscope z kalifornského města Mountain View sestrojila a testuje sedm prototypů robota, který funguje jako policejní patrola. K5, jak se nazývá, sleduje své okolí čtyřmi mikrofony a čtyřmi kamerami s vysokým rozlišením, přičemž na každou stranu míří jedna. Poznávací značky automobilů rozpozná další k tomuto účelu specializovaná kamera. Zabudované senzory měří atmosférický tlak, teplotu a koncentraci oxidu uhličitého. GPS spolu s laserovými dálkoměry umožňuje orientaci a pohyb. Ke komunikaci robotů mezi sebou a se vzdálenou lidskou obsluhou slouží bezdrátové spojení, které může rovněž přenášet online záznamy kamery či údaje dalších čidel. Softwarové vybavení umožňuje rozeznat nestandardní chování lidí v okolí. Energii dodává akumulátor, který rovněž napájí elektromotory, s jejichž pomocí se 136 kg těžký stroj pohybuje. Dvacetiminutové nabíjení postačí na 24 hodin. Robot sám sleduje stav svého akumulátoru a v případě potřeby se samostatně urychleně vydá do nabíjecí stanice. Jeho jedinou zbraní je pronikavý nepříjemný zvuk, který začne vydávat, pokud mu někdo bude bránit v pohybu. Jeho nasazením místo lidské ostrahy bude možné docílit značných úspor nákladů. S nasazením čtyř kusů do zkušebního provozu se počítá ještě letos.

 

US Army, MIT a UK

18.11.2014

Výuková simulace Československo 38-89, kterou vytvořil tým odborníků z Filozofické a Matematicko-fyzikální fakulty UK a Ústavu pro soudobé dějiny AV ČR, soupeří ve finále prestižní mezinárodní soutěže „2014 I/ITSEC Serious Games Showcase & Challenge“ o ocenění nejlepší výuková hra roku 2014.Počítačová simulace Československo 38-89 českého týmu se utká se simulací Strike Group Defender, vytvořenou týmem Massachusettského technologického institutu (MIT) a Úřadem pro námořní výzkum, a simulací Eagle Eye, vytvořenou americkou armádou. „Je to pro nás velký úspěch a zároveň ocenění několika let práce mezioborového týmu,“ říká vedoucí projektu Vít Šisler ze Studií nových médií Filozofické fakulty UK. „Do finále byly v kategorii vládou financovaných projektů nominovány jen tři simulace z celého světa.“

Výuková simulace Československo 38-89 prezentuje studentům středních škol klíčové okamžiky českých a československých soudobých dějin a umožňuje jim „prožít“ dobové události z pohledů různých aktérů. Cílem simulace je rozvinout hlubší porozumění dobovým politickým, sociálním a kulturním souvislostem. „I když pro nás práce na počítačové simulaci byla nezvyklou novinkou, máme radost, že se nám díky ní daří oslovit i širší mezinárodní publikum,“ říká Jaroslav Cuhra z Ústavu pro soudobé dějiny AV ČR. „Vývoj simulace představoval výzvu. Museli jsme propojit zcela odlišné pohledy historiků, učitelů, výtvarníků a programátorů,“ doplňuje Jakub Gemrot z Matematicko-fyzikální fakulty UK. Vítěz soutěže bude vyhlášen v prosinci 2014 v Orlandu na Floridě během konference I/ITSEC, kterou pořádá americká Národní asociace tréninkových simulací. Vývoj simulace Československo 38-89 byl financován Ministerstvem kultury ČR v rámci programu NAKI. Simulace bude pro širokou veřejnost k dispozici v první polovině roku 2015.

Webové stránky simulace Československo 38-89.

Fotoakustická tomografie

14.11.2014
struktura použitého ftalocyaninového derivátu

Při zobrazování dutých orgánů, jako třeba střev, se často pro zlepšení rozlišení využívají kontrastní látky. Klasický je síran barnatý BaSO4, využívaný jako radiokontrastní látka při rentgenování trávicí soustavy. I při dalších snímkovacích metodách může být tento způsob užitečný. Novou kontrastní látku pro fotoakustickou tomografii připravil tým Jonathana F. Lovella z University at Buffalo. Tvoří ji nanočástice z derivátů komplexu ftalocyaninů s ionty kovů stabilizované organickými polymery. Připravují je ochlazením jejich nepatrných kapiček ve vodné emulzi. Ftalocyanin je intenzivně zeleno modře zbarvená sloučenina, která se využívá jako barvivo. Vhodné deriváty vykazují silnou absorpci v infračervené oblasti, což je pro fotoakustickou tomografii důležité. Při ní absorpcí infračerveného záření a následným lokálním ohřátím vznikají mechanické kmity, z nichž detektory za vydatné pomoci softwaru vytvoří obraz orgánu. Příklad vhodné sloučeniny si můžeme prohlédnout na obrázku.

 

Strašlivé bouře

13.11.2014
Světlé skvrny představují bouře (foto Imke de Pater (UC Berkeley) & Keck Observatory). Snímek byl pořízen v infračerveném světle o vlnových délkách 1,6 - 2,2 mikrometru.

zuří na Uranu. Pomocí adaptivní optiky desetimetrového Keckova hvězdářského dalekohledu na havajské hoře Mauna Kea je pozoroval prof. Imke de Pater z University of California v Berkeley se svým týmem. Atmosféra Uranu se rozbouří každých 42 let při rovnodennosti, když sluneční paprsky dopadají kolmo na rovník. Na obrázku pořízeném v infračerveném světle o vlnových délkách 1,6 - 2,2 mikrometru vidíme bouře jako světlé skvrny (foto Imke de Pater (UC Berkeley) & Keck Observatory). Na snímcích, které pořídil Kunio M. Sayanagi z Hampton University ve Virginii pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu, pokrývaly bouře oblast o délce 9.000 km. Průměr Uranu je víc než čtyři krát větší než průměr Země. Přepočteno na naše poměry, bouře by pokrývaly pásmo 2.250 km.

Lukáš 20.11.2014: Přistání sondy na kometě je snad důležitější než nějaká bouřka?!

26.11.2014: Je-li důležitější přistání družice na kometě než jiné informace z Vesmíru, se pozná až podle toho, co ta družice zjistí. Navíc dostatečně odborně erudovaných zpráv o částečně úspěšném přistání družice na jádře komety byl plný internet. Chtěl jsem upozornit na to, že ve Vesmíru existuje i něco, s čím družice Rosetta nemá nic společného.

 

Vakcína proti hepatitidě C

11.11.2014

Předběžné klinické testy vakcíny proti hepatitidě C prováděné na 15 osobách dopadly úspěšně. Hepatitida (žloutenka) typu C (akademon.cz 3.5.2003) je nebezpečné onemocnění, kterým na světě trpí asi 200 milionu lidí. Poškozuje játra, špatně se léčí a u 75 až 85% nemocných přechází do chronické fáze (akademon.cz 12.5.2014). Ellie Barnes z University of Oxford vyvinul očkovací látku, která doposud, na rozdíl od hepatitidy A a B, neexistovala. Její účinnost se zatím testovala pouze na zvířatech, ve zmíněném klinickém testu na zdravých dobrovolnících šlo hlavně o neškodnost.

 

Oživený asfalt

10.11.2014
hvězdcie řádu Brisingida na hromádce asfaltu, bílá úsečka je 10 cm dlouhá, foto Daniel O.B. Jones, Anne Walls, Michael Clare, Mike S. Fiske, Richard J. Weiland, Robert O’Brien, Daniel F. Touzel, Asphalt mounds and associated biota on the Angolan margin, Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Volume 94, December 2014, Pages 124-136, ISSN 0967-0637, http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2014.08.010.
(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967063714001654)

Experti společnosti BP (dříve British Petroleum) nalezli na mořské dně u angolského pobřeží asfaltové hromádky. Unikají systémem puklin z hlouběji položených vrstev uhlovodíků. Celkem jich na ploše 3,7 km2 identifikovali 2.254. Jejich průměr dosahuje až 50 m. Najdeme je v poloze 6o 45' j.š. a 11o 00' v.d. Asfaltové hromádky jsou hojně zabydleny zástupci mořské fauny. Podobný jev byl zatím pozorován např. v Mexickém zálivu nebo u kalifornského pobřeží, ve východním Atlantiku nikoliv. Na snímku vidíme hvězdici řádu Brisingida na hromádce asfaltu, bílá úsečka je 10 cm dlouhá (Daniel O.B. Jones, Anne Walls, Michael Clare, Mike S. Fiske, Richard J. Weiland, Robert O’Brien, Daniel F. Touzel, Asphalt mounds and associated biota on the Angolan margin, Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Volume 94, December 2014, Pages 124-136, ISSN 0967-0637, http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2014.08.010. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967063714001654).

 

Googlem proti chřipce

9.11.2014

Pomocí dat z internetového vyhledávače Google lze jednoduše stanovit aktuální rozsah epidemie chřipky, zatímco na základě údajů od lékařů to zjistíme až s týdenním zpožděním v nejlepším případě. Jak ukazuje studie Tobiase Preise a Helen Susannah Moat z University of Warwick v britském Coventry, odhady lze provést na základě nárůstu počtu typických dotazů např. na symptomy či léčení chřipky, a míst, odkud pocházejí, v kombinaci s historickými daty. Nová metoda je nejen rychlejší, ale i přesnější.

 

Z mozku do mozku

7.11.2014
nahoře vysílací a dole přijímací stanoviště (Rao RPN, Stocco A, Bryan M, Sarma D, Youngquist TM, et al. (2014) A Direct Brain-to-Brain Interface in Humans. PLoS ONE 9(11): e111332. doi:10.1371/journal.pone.0111332)

Mezi dvěma lidskými mozky úspěšně přenesla informaci pouze pomocí EEG a magnetického pole Tiffany.M.Youngquist se svými kolegy z University of Washington. Dva hráči, kteří seděli v různých budovách asi 1.600 m vzdálených, hráli jednoduchou počítačovou hru. Měli sestřelovat objekt z displeje. První hráč mohl sice zamířit, ale nemohl vystřelit zmáčknutím tlačítka. Druhý hráč mohl pouze střílet, aniž viděl na svém displeji sestřelovaný objekt. Elektrody na hlavě prvního hráče pečlivě snímaly elektrická pole jeho mozku a zaznamenaly okamžik, kdy chtěl vypálit. Pomocí internetu informace přenesly do generátoru magnetického pole, který měl na hlavě druhý hráč. Ten vytvořil takové magnetické pole, které stimulovalo mozek druhého hráče tak, že tlačítko okamžitě zmáčkl on. Na obrázku nahoře vidíme vysílací a dole přijímací stanoviště (Rao RPN, Stocco A, Bryan M, Sarma D, Youngquist TM, et al. (2014) A Direct Brain-to-Brain Interface in Humans. PLoS ONE 9(11): e111332. doi:10.1371/journal.pone.0111332). Písmenem C je označena cívka o průměru 9 cm generující magnetické pole. Zbývající písmena v dolní části obrázku označují jednotlivé prvky uchycení hlavy (A,B) a cívky (D)Nepochybně velmi zajímavý experiment, ale trochu z něj mrazí.

 

Umělý přírodní žaludek

5.11.2014

Malý lidský žaludek vypěstovali kmenových buněk Kyle W. McCracken a James M. Wells spolu s dalšími experty z Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, University of Cincinnati a University of Michigan Medical School. Jde o velký úspěch, protože vytvářet trojrozměrné struktury z rostoucích buněk je pro nás zatím velmi obtížné. Podařilo se jim to díky tomu, že v dostatečné míře zvládli přenos informací mezi buňkami prostřednictvím chemických signálů. Jejich žaludeček neposlouží jako orgán pro transplantaci, nýbrž jako perfektní prostředí k výzkumu žaludečních nemocí.

 

Nevyhynulý vyhynulý kabar

4.11.2014
kabar pižmový (Moschus moschiferus), přibuzný kabara měděného, foto Wikimedia Commons

V afghánských lesích se poprvé po šedesáti letech podařilo zpozorovat domněle vyhynulého kabara měděného (Moschus cupreus). Celkem se podařilo postupně spatřit samce, samici i mládě. Kabaři (rod Moschus) jsou podobní jelenům, ale váží jen kolem 10 kg a měří 60 cm. Nepřítomnost parohů kompenzují samci dlouhými špičáky v horní čelisti. Zřetelně je vidíme na obrázku příbuzného kabara pižmového (Moschus moschiferus, foto Wikimedia Commons). Čeleď kabarovitých (Moschidae) tvoří jediný rod se sedmi druhy. Žije v Asii v oblasti od Pákistánu, Afghánistánu a Kazachstánu až po Koreu a Sachalin na východě, severní Indii, Barmu a Vietnam na jihu. Lovci a později pytláci zabíjeli kabary kvůli pižmu, kterým si v době říje značkují své území. Vyměšuje je speciální břišní žláza do váčku, kde se ho nahromadí kolem 25 g. Používá se pro stabilizaci vůně parfémů. V arabských zemích ho považují za afrodisiakum a tradiční čínské lékařství ho používá jako lék. Jeho cena dosahuje 45.000 USD za kilogram.

 

Deník pod sněhem

3.11.2014
deník G.M.Levicka, foto Antarctic Heritage Trust

Přes sto let starý deník George Murraye Levicka, účastníka nešťastné expedice kapitána Scotta k jižnímu pólu v letech 1911 - 1912, nalezli pod antarktickým ledem pracovníci novozélandské Antarctic Heritage Trust (viz obr., foto Antarctic Heritage Trust). Levick nedoprovázel svého velitele na cestě k pólu, proto zřejmě přežil. Byl členem skupiny, která putovala podél antarktického pobřeží a prováděla vědecká pozorování. Problémy se nevyhnuly ani jim. Špatné počasí je odřízlo od základny a zabránilo lodi expedice, aby je vyzvedla. Přežívali ve sněhové dutině díky lovu tuleňů a tučňáků. Ztráta tak důležité věci jako deník svědčí o tom, že museli prožít velmi krušné časy. Nicméně přežili a vrátili se do Britanie, kde G.M.Levick zemřel roku 1956.

Hůře se vedlo veliteli expedice kapitánu Robertu Falconu Scottovi (1868 - 1920) a jeho druhům. Skutečně se jim po strastiplné cestě podařilo dosáhnout 17.ledna 1912 jižního pólu. Nalezli tam stan vztyčený Amundsenovou výpravou, která dorazila 14.prosince 1911, o pouhý měsíc dříve. Scott a jeho druhové na zpáteční cestě zahynuli hladem, zimou a vyčerpáním 29. nebo 30. března 1912 jen 18 km od velkého zásobovacího skladu potravin a paliva. Záchranná výprava nalezla jejich těla o osm měsíců později včetně deníku, který kapitán Scott vedl do poslední chvíle. V českém překladu vyšel zatím dvakrát, poprvé hned roku 1913. Podruhé v překladu Stanislava Bártla roku 1972 v nakladatelství Mladá fronta pod titulem Dosažení jižní točny (deník z poslední expedice).

Amundsenova expedice byla mnohem lépe přizpůsobena polárním podmínkám. Jako tažných zvířat využili osvědčených psů, zatímco Scottova výprava vsadila na poníky, kteří se naprosto neosvědčili. Zapadali do sněhu a většina z nich byla brzy v tak zbědovaném stavu, že museli být utraceni, pokud sami neumřeli. Do saní s vybavením se museli zapřáhnout sami členové expedice. Psi navíc Amundsenovi a jeho druhům posloužili jako čerstvá samopohybující se zásoba jídla. Vrátili se s třiceti z původní stovky psů. Něco takového bylo pro britského gentlemana a důstojníka nemyslitelné.

 

Piezokrystaly v těle

2.11.2014

Pro napájení elektrických obvodů určených pro práci uvnitř lidského těla se stále více užívá piezokrystalů. Na letošní konferenci IEEE věnované zákaznickým integrovaným obvodům, která proběhla v polovině září v kalifornském San Jose, předvedl Amin Arbabian se svými kolegy ze Stanfordovy univerzity (Leland Stanford Junior University) malý čip, určený k práci uvnitř lidského těla. Energii mu dodává piezoelektrický generátor, který pohání ultrazvukové vlny ze zdroje mimo tělo. Po dodání energie spustí připojené čidlo a zaznamenané hodnoty vyšle pomocí zabudované vysílačky do mimotělního přijímače.

O piezoelektrickém napájení kardiostimulátorů akademon.cz 1.2.2014.

 

Membránu s nastavitelnou velikostí pórů

1.11.2014
poly(ferrocenylsilane) vinylimidazolium-bis(trifluoromethylsulfonyl)imid

připravili nizozemští chemici z Universiteit Twente v Enschede pod vedením prof.G. J. Vancsoa. Do běžného polyakrylátového polymeru zabudovali kapalnou iontovou látku poly(ferrocenylsilane) vinylimidazolium-bis(trifluoromethylsulfonyl)imid (viz obr.). Oxidací Fe2+ v zabudovaných molekulách ferrocenu na Fe3+ se mění elektrostatické síly mezi jednotlivými nabitými částicemi, v důsledku čehož průměr pórů vzroste. Jejich zmenšení na původní velikost dosáhneme chemickou nebo elektrochemickou redukcí.

 

Poslední příspěvky