Čím je dána specifita MDR-přenášečů?

30.4.2007

Brzy po objevu prvních antibiotik ve 40. letech 20. století a po objevu kancerostatik 6-azauridinu a 5-azacytidinu v tehdejším Československu se zjistilo, že buňky příjemce léků jsou schopny exportovat použitý lék během několika dní zpět do vnějšího prostředí. Studiu indukovaných proteinů se věnovaly stovky prací a přišlo se na to, že je lze rozdělit do čtyř skupin: ABC-transportéry (podle ATP-binding cassette), obsahující 12 alfa-helixů a vazebné místo pro ATP, který je během exportu hydrolyzován; RND-transportéry (podle resistance-nodulation division), což jsou timery s 36 alfa-helixy, využívající energii protonového gradientu; SMR-transportéry (podle small-multidrug resistance), což jsou antiparalelní dimery s 8 alfa-helixy, využívající též energii protonového gradientu; MFS-transportéry (podle major facilitator superfamily), což jsou monomery s 12 alfa-helixy, též poháněné protonovým gradientem. Přes ohromné množství detailních znalostí jednotlivých přenášečů se však dosud nepodařilo vyřešit problém, proč se určitá látka (většinou lék) transportuje tím či oním přenášečem, zatímco látka strukturně podobná vyžaduje přenášeč odlišný. S tím souvisí i otázka, kde leží specifická indukce syntézy těchto přenášečů, která jejich transportní aktivitě nutně předchází. Nejnovější výzkumy naznačují, že v přenášečích existuje flexibilní kapsa, která se tvaru cizorodé látky přizpůsobuje.

Sluneční fyzik hodnotí film Sunshine

29.4.2007

Krátký (převzatý) popis filmu: Za padesát let začíná naše Slunce vyhasínat, a tím ohrožuje samotnou existenci života na Zemi. Proto se k naší hvězdě vydává kosmická loď Icarus 2 s osmičlennou posádkou a obrovskou jadernou náloží, která by se měla pokusit Slunce znovu zažehnout. V těsné blízkosti Slunce ale posádka zachytí nouzový signál lodě Icarus 1, jež před šesti lety zmizela beze stopy při pokusu o dokončení stejné mise...

Těžko říci, zda bychom mohli film opravdu nazvat „vědeckou“ fikcí. Té vědy tam totiž zase až tak moc není. Příběh však nesporně ukazuje, že život na Zemi je zcela závislý na správném přídělu energie z naší nejbližší hvězdy a Slunce je tak obrovským zdrojem záření (od rentgenového záření přes viditelné až po radiovlny), že si to v rámci naší lidské zkušenosti vůbec nedovedeme představit. Jedním ze základních dojmů po zhlédnutí filmu je kontrast mezi dvěma prostředími — tím snesitelným ve stínu ochranného štítu, který musí odrážet prakticky 100 % dopadajícího záření, a energetickým peklem všude kolem. Ten se mi na filmu líbil. Ve vzdálenosti Merkura je to ještě celkem v pohodě, jenom 9 kW na čtvereční metr (u Země 1,4 kW/m2), ale ve vzdálenosti 10 slunečních poloměrů už činí 620 kW/m2, a v blízkosti povrchu Slunce dokonce 62 MW/m2. Tam už žádné ochranné štíty nepomohou. Kosmická loď nebyla znázorněna špatně. Za ochranným štítem se nachází nejtěžší část lodi, jaderná nálož „o hmotnosti Manhattanu“, kolem ní raketové motory a za náloží dlouhá konstrukce s obytnými a servisními moduly, včetně „skleníku“ s ekosystémem produkujícím kyslík. Zůstalo mi utajeno, kde byly palivové nádrže, které by, vzhledem k nutnosti manévrování s „Manhattanem“, musely být pořádně velké. Celá loď se otáčí kolem své osy, což vytváří umělou gravitaci nutnou k dlouhodobému přežití posádky, a zejména k úspěšnému natočení filmu. Rotaci nebylo ve filmu vidět, ale lze ji předpokládat z otáčivého pohybu dlouhého ramene, nesoucího antény. Nutno poznamenat, že poloměr otáčení musí být ve srovnání s výškou lidské postavy dostatečně veliký, aby astronaut neměl nohy v normální gravitaci a hlavu ve stavu beztíže. To snad bylo, vzhledem k velikosti modulů, splněno. Dál už šlo většinou o dosti volné „umělecké licence“ nebo vyložené vědecké chyby. Tak například pozorovatelna, která poskytovala přímý pohled na Slunce přes zeslabující filtr. Obraz Slunce, tak jak nám ho tvůrci filmu ukázali, bychom nikdy volným okem neviděli. Nejsme totiž vybaveni k pozorování ultrafialového záření, v němž Slunce takto vypadá. Navíc bychom si asi zdraví škodlivé UV paprsky nepouštěli do obytného modulu. Další obrázky Slunce byly téměř všechny vytvořeny uměle a je škoda, že filmaři nevyužili existujících pozorování, která často nabízejí nádherné pohledy na sluneční granulaci, skvrny, chromosféru a protuberance. Snad největším omylem je samotná základní myšlenka scénáře, že Slunce začíná vyhasínat. Každý, kdo něco zná o vývoji hvězd, ví, že tomu je právě naopak. Hvězdy během stabilní fáze svého vývoje neustále pomalu zvyšují svou svítivost. Jev se shoduje jak s teorií jaderných reakcí ve hvězdném nitru, tak s pozorováními — známe spoustu hvězd v různých stadiích vývoje. „Vyhasínání“ hvězd podobných Slunci nebylo nikdy pozorováno. Naše planeta se v důsledku vývoje Slunce nepokryje ledem jako ve filmu, ale za 1—2 miliardy let se vlivem skleníkového efektu pomalu „uvaří“. Zapálit vyhasínající jaderné reakce v nitru hvězdy pomocí jaderné bomby se také určitě nikomu nepodaří. Musíme si uvědomit, že v jádře Slunce panuje teplota kolem 13,5 milionu stupňů při hustotě 150 g/cm3, že hmotnost jádra má podstatný podíl na hmotnosti celého Slunce (333 000krát hmotnější než Země) a termojaderné reakce v něm produkují tolik energie za jedinou sekundu jako výbuch jaderné bomby s ekvivalentem 100 miliard megatun TNT. I kdyby se nám podařilo takovou bombu dopravit do jádra Slunce (a zajistit, aby se nám nevypařila ještě ve sluneční atmosféře), její účinek by byl pouze jednorázový. Kromě toho by takové bomby nebylo vůbec zapotřebí. Rychlost termojaderných reakcí silně závisí na hustotě. Jestliže produkce energie poklesne, jádro se vlastní gravitací smrští, hustota vzroste a rychlost reakcí se zvýší, čímž je opět nastolena rovnováha. Hvězdy v tomto smyslu fungují spolehlivě. Celkově musím říci, že mě film dost zklamal. Těšil jsem se na snímek, který bude brát vědu trochu vážně (jako 2001 Vesmírná Odyssea nebo Apollo 13) a neudělá si z ní pouhou kulisu pro napínavé až děsivé scény. I to bych mu byl rád odpustil, kdyby se mi podařilo odhalit nějakou základní myšlenku, poselství filmu. Nestalo se. Takže těm z vás, kteří mají rádi sci-fi pro její myšlenkovou hloubku a vůni vědeckých poznatků, doporučuji, aby neztráceli čas. A vy, kterým se líbí světelné a zvukové efekty, napínavý děj a akce a rádi se bojíte, vzhůru na Sunshine.

Na této adrese se můžete dozvědět další informace o filmu a jeho odborných aspektech.

Magnetická rezonanční mikroskopie

28.4.2007
snímek hrotu použitého pro zobrazení magnetickou rezonancí pořízený elektronovým mikroskopem(foto IBM)

Pracovníkům z Almaden Research Center společnosti IBM se podařilo zdokonalit zobrazení pomocí magnetické rezonance, takže jsou schopni rozlišit útvary o rozměr asi 90 nm, což je velikost větší molekuly. Citlivost metody tak zvýšili 60.000 krát. Klíčem k úspěchu je speciální miniaturní hrot, který při délce 120 mikrometrů je silný pouhých 100 nm, takže reaguje již na slabá magnetická pole atomových jader.

Lepší zpracování vyhořelého radioaktivního paliva

27.4.2007

Z vyhořelého jaderného paliva se před jeho uložením na skládku extrahují uran a plutonium k dalšímu použití. Leckdy je však znečistí stopy radioaktivního technecia. Poslední výzkumy britských jaderných fyziků ukázaly, proč tomu tak je. Ve vyhořelém palivu se totiž nachází prvek technecium ve formě technistanových anionů TcO4-. Jde látku analogickou nám všem dobře známému manganistanu draselnému (hypermanganu). Tento anion má však komplexotvorné vlastnosti, takže tvoří sloučeninu se dvěma uranovými ionty.

Jak rostliny rozhodují o pohlaví svých potomků?

27.4.2007
silenka obecná Silene vulgaris, foto  Michael Gasperl 2005, licence  GNU Free Documentation License 1.2

Většina rostlinných druhů vytváří oboupohlavní květy, které obsahují tyčinky a pestíky. Jen některé rostliny mají pohlaví oddělené – najdeme u nich samičí a samčí jedince. Známé jsou např. vrby nebo chmel; všechny pěstované chmelové rostliny jsou samičky. Poměrně hodně rostlinných druhů se však zastavilo na půli cesty. V jejich populacích najdeme jedince s oboupohlavními květy (tzv. hermafrodity), ale i jedince samičí, kteří mají zakrnělé tyčinky a nevytvářejí funkční pyl. Takovéto uspořádání má dvě výhody – samičí rostlinky nemusejí tvořit pyl a věnují ušetřenou energii semenům, která jsou větší a životaschopnější než potomstvo hermafroditů. Dále mohou být samičí rostliny opyleny jen hermafroditem, nikoliv svým vlastním pylem, což také zvyšuje vitalitu potomků. Neschopnost tvořit pyl je řízena genem přítomným v mitochondrii (útvar v buňce zodpovědný za dýchání). Je však také ovlivněna některými geny z buněčného jádra.

V poslední době se ukazuje, že rostliny mohou obsahovat několik typů mitochondrií, nesoucích různé geny, a mají zřejmě také možnost ovlivnit, které mitochondriální typy nakonec převládnou. V konečném důsledku tak mohou řídit podíl hermafroditů a samiček ve svých populacích. Modelovou rostlinou pro studium vztahů mezi určením pohlaví a genetickou informací v mitochondriích se v posledních letech stala křehká ozdoba luk, strání a okrajů cest – silenka obecná. V jejích středočeských populacích jsme nalezli nezvykle velkou proměnlivost mitochondriálních genů. Dvě sousední rostliny se liší v sekvenci některých mitochondriálních genů více než tabák a kukuřice! Jak je tato genetická variabilita využívána při určování pohlaví, je předmětem současného bádání.

K čemu jsou nanodráty

26.4.2007

Podstatné zvýšení účinnosti solárních baterií anebo detektorů záření lze docílit pomocí polovodivých nanodrátů, tedy válcovitých útvarů o průměru nanejvýš v desítkách nanometrů. Jsou-li uspořádány rovnoběžně, vytváří prostředí, které je velmi účinné při zachycování dopadajícího záření. Takové detektory mohou spolehlivě zachytit jediný foton. Ostatně zajímavé optické vlastnosti vykazují obdobné struktury, jež nacházíme v živočišné říši (akademon.cz 20.1.2007 a 12.4.2007). Další zvýšení účinnosti lze pak dosáhnout použitím koaxiálních nanodrátů, jejichž jádro z fosfidu galitého obklopuje nikoliv válcovitý, leč spíše šestiúhelníkový obal z nitridu galitého. Rozdílné vlastnosti polovodičů pak ztěžují návrat světlem excitovaného elektronu na jeho původní místo, což bychom makroskopicky nezachytili jako elektrický proud.

Jiné řešení, jak zvýšit účinnost fotovoltaických článků, představuje práce vědců z Georgia Tech Research Institute. Výrazným způsobem zvětšili plochu polovodivého teluridu nebo sulfidu kademnatého, což jsou látky, které přeměňují sluneční záření na elektřinu. Pomocí standardních fotolitografických technik vytvořili pole kvádrů 40 x 40 mikrometrů, každý z nich 100 mikrometrů vysoký. Vzdálenosti mezi nimi činí 10 mikrometrů. Jde sice o struktury výrazně větší, než jsou nanodráty, takže i jejich účinnost bude nižší, avšak výroba je nepochybně snazší.

Wi-fi City

25.4.2007

Londýnský City, kdysi finanční centrum světa a dnes alespoň největší evropské obchodní centrum, se dočká důkladného pokrytí wi-fi signálem. 350 přijímačů a vysílačů umístěných na stojanech pouličních lamp zajistí 95 procentní pokrytí internetem. Nepůjde však o veřejnou síť zdarma přístupnou koncovým uživatelům, nýbrž o spojení pro providery internetových služeb. Umožní tak jejich zákazníkům zůstat ve spojení, ať jsou kdekoli – v na obědě v restauraci, na cestě v taxíku, na obchodním jednání v partnerové kanceláři. Musí však setrvat na území City. V moderním finančnictví sice čas hraje důležitou roli, avšak teprve budoucnost ukáže, jak velký bude skutečný přínos úplného pokrytí centra města wi-fi signálem.

Nové nekovové kovy

25.4.2007

Před padesáti lety připravil profesor Fred Hawthorn z University of Missouri-Columbia polycyklický boran o sumárním vzorci B12H12. Vyznačuje se velkou stabilitou, takže její další chemické modifikace jsou náročné. Až nyní se zjistili, že připojením další prvků získáme látky, které se chovají obdobně jako kovy. Z chemického hlediska jde o zcela novou skupinu sloučenin.

Indická nanotechnologie

24.4.2007

Indický technologický ústav v Madrásu vyvinul filtr určený k vyčištění pitné vody od zbytků pesticidů. Zamoření pitné vody totiž představuje na indickém subkontinentu závažný problém, protože zemědělská produkce je rozsáhlá a nepříliš šetrná. Filtr tvoří oxid hlinitý pokrytý nanočásticemi zlata a stříbra, které jednak katalyzují rozklad chlorových derivátu organických látek, jednak rovnou reagují s uvolněným chlorem. Jednodušší látky, např. tetrachlormethan CCl4 rozloží úplně na uhlík a příslušný chlorid. Může nám přijít divné, že se od května počítá jen s podomní formou prodeje, avšak obchodní zvyklosti jsou v Indii pochopitelně odlišné od našich. Je rozhodně potěšující, že v souvislosti s nanotechnologiemi neslyšíme už jen o výrobcích amerických, ale i asijských.

Miniaturní světelná dioda

23.4.2007

Miniaturní světelnou diodu připravili výzkumníci z Cornellovy univerzity ve Spojených státech. Základem jsou 200 nm silná vlákna z polyethylenoxidu, která obsahují komplex ruthenia. Vložené elektrické napětí pak excituje jeho elektrony, jež při přechodu do základního stavu vyzařují oranžové světlo.

Pochybný biodiesel

23.4.2007

Poslední studie ukazují, že palivo pro spalovací motory nazývané biodiesel, tedy zdaleka tak šetrné k životnímu prostředí, jak jsme se původně domnívali. Biodiesel je podstatě esterem oleje z řepky olejné a kyótský protokol na něj hodně spoléhá při snižování emisí oxidu uhličitého. Jenže při pěstování řepky unikají do ovzduší další organické látky, které rovněž působí jako skleníkové plyny. Z hlediska celkového efektu a nikoliv pouze bereme-li v úvahu jen oxid uhličitý, je víceméně jedno, pálíme li naftu nebo biodiesel. Nejšetrnější k životnímu prostředí by v tomto případě bylo použití běžné nafty a pěstování stromů místo řepky. Popsaná studie je dobrým příkladem toho, jak složitý systém je naše životní prostředí a jak důkladnější poznání může zcela zvrátit naše původní představy. Prvoplánové nadšení řady ekologických aktivistů však hlubší poznání ovlivní sotva, protože oni již svou pravdu znají.

Léčivý zub

21.4.2007

Současná medicína usilovně hledá metody, jak optimálně podávat léky, a to nejen z hlediska potřeb organismu, ale i jeho možností a schopností. Každý z nás si občas zapomene vzít třeba tabletku antibiotika ve správnou dobu, protože na to prostě zapomene. Vyloučení lidského faktoru při aplikaci léčiva je řešením tohoto problému. Známe různá zařízení, např. speciální pumpu pro diabetiky, která dávkuje inzulín přímo do krve. Izraelští vědci za finanční podpory Evropské unie vyvíjejí čipem řízenou pumpičku s nádržkou pro léčivou, kterou připevní k lidskému zubu. Zajistí takto optimální dávkování při podávání léků perorálně. Je to velký pokrok od umělého špiónského zubu s jedem, jež se při rozkousnutí uvolnil a měl tak svému nositeli umožnit sebevraždu při dopadení.

Jak se zbavit CO2

21.4.2007

Zajímavou soustavu katalyzátorů, která štěpí oxid uhličitý na oxid uhelnatý a kyslík, vyvinuli chemici z University of California v San Diegu. Vzniká při tom sice jedovatý plyn, jež je však důležitou surovinou chemického průmyslu a také z něj můžeme získat energii spalováním. Oxid uhelnatý je podstatnou součástí dříve používaného svítiplynu a způsoboval jeho jedovatost. V prvním kroku absorbuje polovodivý fosfid galitý GaP sluneční záření. Jeden jeho povrch je pokryt tříjadernou komplexní sloučeninou, jejíž jádra tvoří atomy niklu. Jejím prostřednictví světlem excitované elektrody reagují s oxidem uhličitým a redukují ho na uhelnatý a anion O-. Druhou stranu polovodiče pokrývá odlišný katalyzátor, který anion zoxiduje na molekulární kyslík O2, jaký známe z zemské atmosféry. Jde bezesporu a zajímavé, autonomně pracující zařízení, jehož prostřednictvím by bylo možné i odstraňovat oxid uhličitý přímo z atmosféry. Otázkou však zůstává cena.

HeartLander spraví zlomená srdce

19.4.2007
HeartLander v akci

Robot HeartLander by se již v brzké budoucnosti mohl píďalkovitým pohybem plazit po povrchu nemocných srdcí a provádět zásadní chirurgické zákroky, aniž by bylo třeba otevřít hrudní koš. Vyvinuli ho vědci z Carnegie Mellon University v americkém Pittsburghu. Dálkově řízeného robota tvoří dvě navzájem volně spojené části, každá z nich je 6,5 mm vysoká, 8 mm široká a 10 mm dlouhá. Pohybuje se vzájemným přitahováním a odtlačováním přední a zadní části, přičemž dosáhne rychlosti až 18 cm za minutu. Na dálku ho řídí chirurg pomocí svazku vláken a trubiček. Může tak pomocí optického kabelu získat detailní obraz srdečního svalu, může na různá místa srdce lokálně vpravit léky či kontrastní látky pro lepší vyšetření anebo odsát vakuem poškozenou tkáň.

Magnetické pole zhasne

16.4.2007

Severoameričtí fyzikové připravili materiál, který vlivem magnetického pole mění svou propustnost pro infračervené záření terahertzových frekvencí. Tvoří ho klastry s kobaltovým jádrem, jež je částečně potaženo zlatem. Bez magnetického pole prochází terahertzové vlny bez problémů, protože je přenáší povrchové plasmony (kolektivní kmity povrchových elektronů) Nicméně vložením dostatečně silného magnetického pole dojde k polarizaci spinů elektronů, což umožní některým z nich přejít z kobaltu do zlata. Po povrchu takových částic se plasmony pohybují obtížněji, takže intenzita procházející záření klesne až o 70%.

Jak vstupují arenaviry do buňky

16.4.2007

Existuje nejméně pět arenavirů, které způsobují hemorhagickou horečku. Virus Lassa, ze „Starého světa“, používá buněčného receptoru alfa-dystroglukanu pro průnik do buňky; viry z „Nového světa“, Machupo, Guanarito, Junin a Sabia, však používají zřejmě specifického transferinového receptoru, který se váže na vstupový glykoprotein viru. Nedávno vyvinutá protilátka anti-TfR1 výrazně snižuje replikaci těchto virů, ale nikoli viru Lassa. Stejně tak nedostatek železa zvyšoval infektivitu „novosvětských“, ale nikoli „starosvětských“ virů.

Nová miniaturní technologie

15.4.2007
Foto Phys.Rev.Lett.

Vědci z pařížského Ústavu průmyslové fyziky a chemie vyvinuli novou technologii, která umožní připravit miniaturní struktury z kaučukové membrány. Využívají při ní odpaření vody a povrchového napětí. Celý postup nejlépe znázorňuje obrázek. Kapka vody se přichytí na střih z gumové membrány 40 až 80 mikrometrů silné. Odpařováním vody se kapka zmenšuje a dává vzniknout žádanému tvaru.

Zatmění černé díry

15.4.2007

Družice Chandra, určená ke sledování oblohy v rentgenové části spektra, provedla unikátní pozorování zatmění černé díry. V galaktickém jádru galaxie NGC 1365 nejspíš leží masivní černá díra. Oblak plynu v jejím okolí je kvůli extrémním silám, které zde panují, zahřát na teplotu milionů stupňů, takže vyzařuje rentgenové paprsky. Celá oblast je však příliš daleko, přibližně 65 milionů světelných let, než abychom mohli zdroj tohoto záření pozorovat přímo. Nicméně z pozorování zastínění této oblasti oblakem mezihvězdného prachu se podařilo určit jeho rozměr na 900 milionů kilometrů.

Jak působí brasinosteroidy

13.4.2007

Brasinosteroidy jsou hormony působící na růst rostlin – při jejich nedostatku se růst prakticky zastavuje. Tyto látky se vážou na receptor BRI1, čímž se aktivují transkripční faktory jako BES1 a tím se modifikuje exprese genů. Nedávné výzkumy ukázaly, že se tak aktivuje růst nejen v povrchové epidermis, nýbrž i ve vnitřních vrstvách rostlinných pletiv.Ukazuje se tak, že růst epidermis reguluje do značné míry i růst ostatních částí rostliny.

Brouk polarizátor

12.4.2007

Již před desítkami let vědci zjistili, že povrch těla afrického brouka Gymnopleurus virens z čeledi vrubounovitých silně odráží polarizované světlo. Přesný mechanismus tohoto jevu se podařilo odhalit teprve nyní. Povrch jeho krunýře tvoří vrstvy složené z rovnoběžných drobných vlákének. Navíc každá vrstva je poněkud pootočena vůči sousední, čímž vzniká prostředí, ve kterém se lépe pohybuje světlo polarizované rovnoběžně s vlákny. Navíc ještě rozdíly v mezírkách mezi jednotlivými vrstvami, tedy jakési poruchy, způsobují zabarvení brouků. Známe tedy jedince zelené i hnědo-červené v rámci jediného druhu. Zajímavé je, že zelení jedinci se vyskytují spíše v sušších oblastech, ve kterých je méně potravy. Jednotlivé vrstvy krunýře jsou pak slabší, což odpovídá odražení zeleného světla a pohlcení ostatních vlnových délek.

Vitamin vázaný na ATP

11.4.2007
struktura molekuly ATP

Belgičtí vědci objevili, že thiamin čili vitamin B1 se vyskytuje běžně v komplexu s adenosintrifosfátem čili ATP, a to v bakterii Escherichia coli, která má nedostatek glukosy. Později zjistili, že stejný komplex se vyskytuje v kvasinkách a v rostlinných i savčích buňkách, což naznačuje, že vitamin B1 plní nějakou dosud neznámou funkci v buněčném metabolismu, pravděpodobně v přenosu informačních signálů.

Sázejte stromy, ale na správných místech!

10.4.2007

Zelené rostliny snižují množství oxidu uhličitého v atmosféře, protože ho užívají jako živiny pro výstavbu svých těl. Zvláště účinné jsou v tomto směru lesy, protože stromy jsou nejtěžší rostliny, takže CO2 spotřebují nejvíce. Jejich vliv na teplotu planety závisí však na tom, kde přesně rostou. Zemi nejvíce chladí tropické pralesy, protože obsahují nejvíc hmoty a navíc přispívají ke vzniku oblaků, která stíní zemský povrch. Oproti tomu lesy v oblastech, kde leží sněhová pokrývka delší dobu, sice spotřebovávají oxid uhličitý, ale kvůli svému tmavému zbarvení pohlcují teplo, jež by jinak odrazila zpět bílá sněhová vrstva.

Krystaly nanočástic

9.4.2007

Docent Zubarev z Rice University pozoroval zajímavý jev – zlaté nanotyčinky se po odpaření rozpouštědla samy uspořádají do kruhových útvarů. Velmi zajímavé by bylo, kdyby se jednalo o projev nějakého obecnějšího jevu, jakási analogie krystalizace.

Aktivní rám

8.4.2007

Okno se dvěma, popřípadě třemi vrstvami skla nás spolehlivě ochrání před vyššími zvukovými frekvencemi, potíže však nastávají pod 50 Hz, kdy se nepříjemné bručení přenáší i rámem. Lidé žijící v sousedství letišť by o tom mohli vyprávět! Aktivní tlumení nízkofrekvenčního zvuku pro okenní rámy zkonstruovali na Technische Universität Darmstadt. Akcelerometry zabudované v rámu měří průběžné parametry dopadajícího vlnění a podle nich piezoelektrická jednotka rozkmitává okno přesně opačně, takže interferencí se vlnění vyruší.

Postranní čára ponorek

8.4.2007

Profesor Chang Liu z University of Illinois v Urbana-Champaign navrhuje napodobit smyslový orgán ryb u podmořských plavidel. Konkrétně má na mysli tzv. postranní čáru, což je orgán, který se táhne po obou bocích ryby od hlavy až k ocasu a umožňuje jim sledovat proudění vody v bezprostředním okolí. Tvoří ji smyslové buňky s výrůstky uložené v kanálcích vyplněných slizem. Proudící voda tlačí na něj zatlačí a tím zdeformuje výrůstek smyslové buňky, čímž vznikne nervový vzruch. Postranní čáry umožňují rybám rozpoznat kořist, nepřítele i obyčejnou překážku v úplné tmě nebo v kalné vodě. Tým profesora Liua vytvořil obdobný senzor kombinací standardních litografickou technikou, jíž se vyrábí naprostá většina mikroelektronických součástek, kterou kombinoval s leptáním. Zhotovil tak zařízení o velikosti asi čtvrt čtverečního milimetru, na němž i velmi malý pohyb vody v okolí způsobí vzájemnou změnu polohy magnetických materiál, čímž vzniká měřitelný signál. Prof.Liu sestrojil svou umělou postranní čáru na popud amerického námořnictva, protože ponorky zatím nemohou sledovat své bezprostřední okolí.

Pach moře

7.4.2007

Každý z nás už pravděpodobně cítil moře. Tím mám na mysli onen specifický spíše příjemný zápach typický pro mořské pláže. Britští vědci nyní potvrdili, že jeho hlavní složkou je dimethylsulfid CH3SCH3ve velmi nízké koncentraci. Jinak jde o velmi silně zapáchající plyn. Vyrábějí ho bakterie žijící na mořských rostlinách. Zajímavý je rovněž způsob, jakým došlo k tomuto objevu. Nebylo to nasazením klasických metod chemické analýzy, např. plynovou chromatografií vzorků vzduchu odebraných na plážích, nýbrž genetickou analýzou právě oněch mikroorganismů. Podařilo se totiž identifikovat a určit strukturu genu, jež je za produkci této látky zodpovědný.

Co se děje na Marsu

6.4.2007
Oblast Candor Chasma z údolí Marinerů na Marsu. Snímek je přibližně 1 km široký a oko odborníka na něm rozezná působení vody (foto NASA)

Důkladný radarový průzkum okolí marsovského jižního pólu ukázal, že zde existuje rozsáhlá oblast o průměru 1000 km, kterou tvoří vrstvy prachu, zmrzlé vody a tuhého oxidu uhličitého. Nízkofrekvenční radar z družice Mars Express rozeznává i podpovrchové struktury do hloubky 3,7 km, takže se podařilo určit celkové množství ledu. Je ho tu překvapivě mnoho. Kdyby roztál, pokryla by vrstvou vody silnou 11 m povrch celé planety. Přítomnost tekutiny na Marsu potvrzuje i snímek družice NASA Mars Reconnaissance Arbiter z 2.prosince 2006. V údolí Marinerů rozeznáme několik puklin, které obklopují světlejší oblasti. Tekutina, kterou proudila těmito prasklinami, impregnovala a zpevnila přilehlé horniny usazeninami. Nemuselo jít nezbytně o vodu, stejně dobře by posloužil i tekoucí oxid uhličitý. Při pozdější erozi byly okolní nezpevněné horniny sneseny a obnažily se tak světlé impregnované oblasti.

Sedm tmavých skvrn ze snímku oblasti poblíž vulkánu Arsin Mons interpretují Glen Cushing a J. Judson Wynne z U.S. Geological Survey jako vchody do desítky metrů hlubokých jeskyň. Snímek pořídila družice Mars Odyssey svou infračervenou kamerou a jejich skutečné rozměry se pohybují od 100 do 250 m. Každá z nich už dostala své jméno: Dena, Chloe, Wendy, Annie, Abbey, Nicki a Jeane. V této souvislosti se opět hojně hovoří o možnosti života na Marsu, avšak nejde o nic víc, než o pouhé spekulace, protože zatím postrádáme byť jen náznaky takových důkazů. Možná nejzajímavějším zjištěním je, klima se mění nejen na naší Zemi, ale i na Marsu. Vyplývá z pozorování, která probíhají již desítky let. Na rozdíl od pozemských skleníkových plynů jsou na Marsu nejdůležitějším faktorem prašné bouře, které mění albedo (odrazivost) planety. Mechanismus jejich vzniku doposud neznáme. Taková pozorování mohou mít velký význam i pro náš každodenní pozemský život. Podaří-li se nalézt shodné procesy na různých planetách, sotva můžeme předpokládat, že je způsobuje člověk.

Pravozubí hadi žerou hlemýždě

5.4.2007

Studie hadů z jihovýchodní Asie z čeledi Pareatinae, kteří se živí plži, ukázala, že mají na pravé čelisti zřetelně více zubů než na levé. Japonští vědci prokázali, že je to dáno tím, že jejich kořist je stočena ve směru hodinových ručiček. Pokud byli hadi krmeni levotočivými hlemýždi, trvalo jim výrazně déle, než se s nimi vypořádali.

Konec problémů krevních skupin

4.4.2007

Krevní skupiny představují při transfúzích velký problém, protože podání nesprávné krevní skupiny způsobí prudkou odezvu imunitního systému a smrt pacienta. Určujíce molekuly sacharidů, které u typu A, B a AB vyčnívají z povrchu červené krvinky. U krevní skupiny 0 se nevyskytují vůbec. Vědcům z University of Aix v Marseille se podařilo nalézt dva mikrobiální enzymy z různých bakterií, které spolehlivě odstraní z buněčného povrchu sacharidové řetězce, takže z každé krve udělají jistou 0. Jde bezesporu o zajímavý objev, do jeho praktického uplatnění však zbývá ještě několik let, protože je třeba provést celou řadu testů, zdali takto upravená krev bude nebude nebezpečná z jiných důvodů. Nežádoucí imunitní odezvu by totiž mohly vyvolat i samotné enzymy, protože jde o bílkoviny.

Fullereny v buňkách

4.4.2007

Badatelé z Cambridgeské univerzity sledovali osud nanokuliček C60, které se dostaly do makrofágů jako součásti imunitního systému, jež hraje úlohu v odklízení odpadu například z plic. Novou technikou elektronové mikroskopie zjistili, že kuličky C60 se objevovaly v cytoplasmě i v buněčném jádru. Hromadily se však především pod buněčnou membránou, což ukazuje, že do buněk pronikaly přímo nějakým typem endocytózy přes membránu.

Teplomilní krokodýli

3.4.2007

Krokodýové obsahují iontové kanály, které je informují o tom, zda je dobré se ohřívat na slunci nebo se ochladit ponořením do vody. Australští vědci u nich objevili dva geny TRPV1 a TRPM8, které jsou velmi podobné genům teplokrevných živočichů. Geny kódují proteiny představující iontové membránové kanály, které registrují vnější teplotu. Inaktivací těchtro genů v krokodýlím těle se zcela odstraní přesuny zvířat z vody na břeh a teplota jejich těla se vyrovná s teplotou vody, do níž jsou ponořeni.

Neuvěřitelné bobtnání

3.4.2007

Materiál, který dokáže pohlcením molekul rozpouštědel expandovat až na více než dvojnásobek původního objemu, připravil tým evropských vědců. Jde o sloučeninu kovových iontů (železitých nebo chromitých), jež vzájemně propojují organické můstky. Příčinou tak neuvěřitelných změn objemu je vysoká flexibilita struktury a atomární rozměry dutin v materiálu, takže jejich naplnění molekulami rozpouštědla je veliké.

Norující ještěr

2.4.2007

Devadesát pět milionů let staré zkamenělé kostry býložravých ještěrů Oryctodromeus cubicularis se podařilo odkrýt v Montaně. Zajímavé je, že zbytky jednoho vzrostlého a dvou nedospělých jedinců ležely na konci 2 metry hluboké nory. Jejich čumáky byly vhodné pro hrabání v zemi, takže zřejmě šlo o obvyklý způsob jejich existence. Silné zadní nohy svědčí o tom, že pod zemí netrávili celý svůj život, nýbrž se tu jen ukrývali a vychovávali mláďata.

Geneticky modifikovaný Anopheles porazí malárii

2.4.2007
Komár čtyřskvrný (Anopheles maculipennis), nejznámnější přenašeč malárie. Od podobného komára pisklavého Culex pipiens, který je u nás nejrozířnější, se liší postojem v klidu. Zatímco u komára pisklavého je zadeček rovnoběžný s podkladem nebo směřující šikmo dolů, u anofela směřuje zadeček šikmo nahoru. Převzato z Brehmova života zvířat,díl I - Bezobratlí, str.338,  vydalo Nakladatelství J.Otto spol. s r.o., Praha 1929.

Poté, co v šedesátých a sedmdesátých letech minulého století došlo k zákazu pesticidu DDT (di(chlorfenyl)trichlorethan) spíše z ideologických než faktických důvodů, došlo znovu k rozšíření malárie. V oblastech, kde je endemickou chorobou, , žijí téměř dvě miliardy lidí a několik milionů jich ročně na ni umírá. Její výskyt se prudce zvyšuje zejména proto, že parazit způsobující malárii Plasmodium falciparum se stává rezistentním vůči aplikovaným lékům, a to i přes vývoj nových antimalarik (viz akademon.cz 1.10.2004). Podobně je tomu i s přenašečem tohoto parazita, komárem rodu Anopheles. Šíření malárie by však mohla zastavit jeho genetická modifikace, kterou by získal odolnost proti tomuto parazitárnímu onemocnění. Komár totiž není pouhým přenašečem, ale chorobou i trpí. Jeho zdravý kolega bude mnohem čilejší a životaschopnější, takže v populace časem převáží. Sám tvůrce odolného Anophela si však uvědomuje nejistoty spojené s volným vypuštěním takto obměněného zvířete, a přestože geneticky modifikovanými komáry již disponuje, nepředpokládá jejich vypuštění do volné přírody dříve než za deset až dvacet let.

Nová syntéza benzenového jádra pomocí dvou enzymů

1.4.2007
struktura šikimátu, aniontu šikimové kyseliny

Aromatické aminokyseliny a většina biogenních derivátů benzenu v bakteriích, plísních, řasách a vyšších rostlinách se syntetizuje tzv. šikimátovou drahou,vycházející z fosfoenolpyruvátu a erythroso-4-fosfátu a pokračující přes šikimát a chorismát například k fenylalaninu. V Japonsku byla nyní objevena dráha od L-aspartátsemialdehydu a dihydroxyacetonfosfátu přes sedmiuhlíkatý 7-fosfo-2-amino-4,5-dihydroxy-6-onheptanovou kyselinu a následné štěpení na šestiuhlíkatou 3-amino-4-hydroxybenzoovou kyselinu, která v bakterii Streptomyce griseus hraje důležitou metabolickou roli.

Diskuse/Aktualizace