Nový typ supravodičů

30.4.2009

Skupina fyziků z americké Ames Laboratory studuje supravodiče o složení XFe2As2, kde X značí vápník, barium, stroncium nebo europium. Při svých nedávných experimentech zjistili, že se při působení magnetického pole chovají jinak, než ostatní typy. Vystavíme-li supravodič nízkému magnetickému poli, které neničí jeho supravodivé chování, proniká jen do velmi malé hloubky materiálu. Závislost hloubky průniku magnetického pole na teplotě přináší informace o vlastnostech Cooperových párů elektronů, jež zodpovídají za supravodivé chování. Vypadá to, jakoby se ve studovaných polovodičích vyskytovaly dva typy těchto párů, což dosud pozorováno nebylo. Supravodiče na bázi arsenidů železnatých jsou i vzhledem ke své nízké anizotropii nadějnými kandidáty pro supravodivý přenos elektřiny.

Antivirová RNAi u hmyzu

29.4.2009

Octomilka i další druhy hmyzu jsou schopny vytvořit protivirovou obranu zahrnující ribonukleovou interferenci RNAi. Nedávné pokusy ukázaly, že napadení viry Sindbis a DrosophilaC je schopno vyvolat i systémovou odpověď RNAi. Ukazuje se, že RNA potlačující složka imunitního systému je vysoce zachována u obratlovců i bezobratlých.

Čichám, čichám rakovinu

28.4.2009
Zařízení k odběru vzorků delfíního vydechovaného vzduchu (A.A.Aksenov et al., Metabolite Content Profiling of Bottlenose Dolphin Exhaled Breath, Anal. Chem., 2014, 86 (21), pp 10616–10624, DOI: 10.1021/ac5024217).

Složení našeho dechu prozradí, zdali naše plíce postihla rakovina. Jde o tak výrazné změny, že je ucítí i pes. Hossam Haick se svými kolegy z Izraelského ústavu technologie v Haifě sestrojili senzorové pole, kde bázi deseti tranzistorů FET tvoří uhlíkové nanotrubice. Každý z nich pokrývá jeden typ nepolární organické látky, na kterých se zachycují vydýchávané organické molekuly, jejichž složení se při plicní rakovině změní. Způsobí tím změnu vodivosti uhlíkových nanotrubic. Protože tvoří bázi polovodičového tranzistoru, ten tuto změnu ještě zesílí. Strukturu uhlíkových nanotrubic vidíme na obrázku (obr. Institute of Physics).

Dr.Silvano Dragonieri z italské Bariské univerzity studuje možnosti diagnózy plicních onemocnění analýzou dechu pomocí komerčního zařízení Cyranose 320 společnosti Smiths Detection, které pracuje s integrovaným senzorovým polem z 32 senzorů.

26.5.2016: Analýza vydechovaného vzduchu kvůli diagnostice funguje i u delfínu. Vzhledem k tomu, že mají jako všichni kytovci nozdry nahoře na hlavě, probíhá poněkud jinak než u nás. Na obrázku (A.A.Aksenov et al., Metabolite Content Profiling of Bottlenose Dolphin Exhaled Breath, Anal. Chem., 2014, 86 (21), pp 10616–10624, DOI: 10.1021/ac5024217) vidíme zařízení k odběru vzorků zkoumaného vydechovaného vzduchu, které zkonstruoval tým Cristiny E.Davis z University of California V Davisu. Zkoušejího na delfínu skákavém Tursiops truncatus.

Na ČVUT v Praze byla založena Fakulta informačních technologií

28.4.2009
logo ČVUT

Tisková zpráva ČVUT:

Akademický senát Českého vysokého učení technického v Praze souhlasil 22. dubna 2009 s vytvořením nové fakulty ČVUT – Fakulty informačních technologií (FIT). Nová fakulta bude mít sídlo v dejvickém areálu ČVUT, nejprve v Masarykově koleji ČVUT (Thákurova 1, Praha 6), poté v prostorách vzniklých redislokací součástí v souvislosti s výstavbou Nové budovy ČVUT.

Jak FIT vznikala: Projekt založení nové informatické fakulty inicioval v březnu 2008 rektor ČVUT prof. Ing. Václav Havlíček, CSc., když pověřil prof. Ing. Pavla Tvrdíka, CSc., vedením a koordinací všech nezbytných aktivit tak, aby nová fakulta mohla zahájit svoji činnost od začátku akademického roku 2009/10.

Během roční práce na projektu byly splněny všechny zákonné náležitosti vytvoření nové fakulty. V říjnu 2008 Akademický senát ČVUT projednal souhlasně program pro připravovanou fakultu. V lednu 2009 Vědecká rada ČVUT schválila akreditační materiály pro bakalářský studijní program Informatika a v dubnu 2009 Akreditační komise ČR vyslovila souhlas se zřízením fakulty a s udělením akreditace bakalářského studijního programu pro tuto fakultu.

Proces emancipace informatiky manifestovaný vznikem samostatné fakulty zaměřené na informatiku proběhl v minulých letech na stovkách univerzit po celém světě i v ČR (FIT VUT Brno). Specifikum FIT ČVUT je v tom, že od samého začátku vzniká jako celek odborně pokrývající HW i SW, což se ve světě typicky nevyskytuje.

Proč nová fakulta: Nová fakulta je podle rektora ČVUT nezbytná pro výchovu potřebného počtu vysokoškolsky vzdělaných odborníků pro rozvoj informačního průmyslu a služeb v ČR i v Evropě.

„Důvodem založení fakulty byl souběh několika významných okolností,“ říká prof. Tvrdík. „ČVUT jako nejvýznamnější technická univerzita v Česku má ve svém dlouhodobém záměru zařazenou informatiku jako jeden z prioritních směrů rozvoje. Je také nutné reflektovat, že informatika se ve 21. století stala uznávaným samostatným VŠ oborem v oblasti výzkumu i vzdělávání.“

FIT se chce stát moderní informatickou fakultou, začleněnou do sítě evropských informatických fakult a škol a připravenou ke spolupráci s ICT průmyslem. Projekt vytvoření fakulty podpořilo v průběhu minulého roku několik významných ICT firem (Asicentrum, Comguard, Fujitsu Siemens Computers, IBM, HP, Microsoft, O2, Oracle, Sabris, Sun Microsystems, T-Mobile) a sdružení SPIS. „S těmito a dalšími firmami budeme připravovat modely oboustranně prospěšné spolupráce,“ doplňuje prof. Tvrdík.

Jaká bude forma a obsah studia: FIT se bude v souladu s tradicí a zkušenostmi zakládajícího týmu z dnešní katedry počítačů zaměřovat na čistou informatiku v celé její šíři. Připravovaný bakalářský studijní program se člení do šesti oborů se společným prvním rokem studia. Tyto obory zahrnují spektrum od Teoretické informatiky až po Web a multimédia. Společnou teoretickou část programu Informatika tvoří matematické předměty, teoretická informatika, výuka architektur ICT systémů a ekonomicko-společenské disciplíny.

Žádoucí informatické dovednosti a potřebné znalosti mohou studenti získat absolvováním oborových předmětů jednotlivých oborů v průběhu 2. a 3. ročníku. Studenti budou mít možnost si zapisovat předměty různých oborů s tím, že absolvent získá diplom, který je dán mírou shody s určeným obsahem oboru a volbou tématu bakalářské práce. Tento systém dovoluje i snadnou realizaci individuálního mezioborového studia.

Studenti mají navíc úplnou volitelnost v rozsahu 20% předmětů. Vybírat lze z nabídky libovolné fakulty ČVUT, samotná FIT bude nabízet široké portfolio volitelných předmětů zaměřených na nejvýznamnější a nejmodernější informační technologie (Java, C++, C#, .NET, SQL, Python, Ruby, XML, XLST, AJAX, PHP, TCP/IP, VoIP, Unix, Linux, EDI, OpenMP, atd.). Na jejich výuce se budou podílet rovněž špičkoví odborníci z průmyslové praxe.

Program byl navržen s přihlédnutím k celosvětově uznávaným doporučením Computing Curricula zpracovaným ACM a IEEE Computer Society a je srovnatelný s kvalitními programy významných evropských univerzit. Je plně kompatibilní s evropským kreditním systémem (ECTS), takže studenti mohou bez problémů vyjíždět na studijními pobyty na evropské univerzity, se kterými má ČVUT dohodu o výměnných pobytech Erasmus/Socrates/Athens.

Podrobnější informace o připraveném programu najdete na http://novyprogram.informatika.cvut.cz/.

Jak se uplatní absolventi FIT: Na uvedené stránce je možné nalézt i profily absolventů jednotlivých oborů a možnosti jejich uplatnění. Výhodou absolventů bude velmi solidní teoretický základ, který umožňuje značnou flexibilitu z hlediska uplatnění na trhu práce. Mohou např. pracovat na pozici SW tester, programátor-analytik, Java programátor, programátor PHP/SQL, C++ programátor, správce sítě, Learning System Expert, Web designer, HW designer nebo IT Specialista, apod. Absolventi kromě toho budou moci pokračovat na magisterském studiu na FIT ČVUT, jiné fakultě ČVUT nebo na kterékoli univerzitě ve světě (při splnění jazykových předpokladů).

Jak se bude FIT dále rozvíjet: Plán rozvoje FIT předpokládá postupný nárůst počtu studentů bakalářského studijního programu Informatika na celkem 2200 studentů. Do dvou let bude připravena akreditace navazujícího magisterského programu Informatika (s titulem Ing.) a dále programu doktorandského (Ph.D.).

Nově akreditovaný bakalářský studijní program připravil kolektiv zahrnující téměř všechny pracovníky dnešní katedry počítačů Fakulty elektrotechnické ČVUT, kteří také tvoří personální základ FIT. Jedná se o kolektiv, který má s výukou informatiky dlouholeté zkušenosti. Katedra počítačů letos slaví 45 let své existence a vychovala tisíce absolventů, kteří pracují na školách, ve státní správě, ve výzkumných ústavech a v ICT průmyslu na všech úrovních.

Další informace o nové fakultě mohou zájemci nalézt na http://www.fit.cvut.cz/

Umělý protein přenášející kyslík

28.4.2009

Principy zpracování přirozených proteinů jsou často zastírány různými funkcemi a komplexitou, které se vyvíjely přirozeným výběrem a evolucí. Zcela uměle připravené proteiny jsou těchto komplikací zbaveny a na tom základě vypracovali američtí vědci metodu přípravy proteinu přenášejícího kyslík, podobného lidskému neuroglobinu. Vycházeli z jednoduché šroubovice složené z histidinu, leucinu a glutamové kyseliny, vytvořili čtyřšroubovicový svazek s histidiny schopnými vázat hemovou skupinu a využili helikální rotace k usnadnění vazby O2. Voda byla vyloučena jednoduchým uložením vnitřku proteinu. Afinita ke kyslíku a výměnné reakční časy na proteinu jsou podobné jako u přírodních globinů s distálními histidiny, ale s pozoruhodnou výjimkou, totiž že O2 se tu váže pevněji než CO.

Proč dělají naše prsty otisky?

24.4.2009

Papilární linie na našich dlaních, populární z nejrůznějších detektivních příběhů jako příčina vzniku otisku prstů, mají zvýšit citlivost našeho hmatu hlavně při zkoumání struktury povrchů. Na základě svých pokusů to tvrdí vědci z pařížské Ecole Normale Superieure. Jednotlivé vystouplé linie naráží na drobné nerovnosti povrchu, rozechvívají se a dráždí nervová zakončení. Průběh papilárních linii je taková, aby při jakékoli poloze prstu a podložky vždy existovala nějaká linie, která je k nerovnostem kolmá, což je nejúčinnější poloha pro její rozkmitání.

Sojový tisk

23.4.2009

Americká společnost Print Recovery Concepts Inc. uvádí na trh nové tonery pro laserové tiskárny, jejichž náplň vyrábí ze sojových bobů. Surovinou pro výrobu dosavadních náplní jsou chemikálie vyráběné z ropy. Nejen, že nový produkt využívá obnovitelného zdroje, ale navíc je výrazně levnější a vizuálně se rozlišit nedá.

Jedním z největších distributorů nového produktu je webová stránka www.LaserMonksGreen.com provozovaná cisterciáckými mnichy z Wisconsinu.

Rychlejší čtení genů

22.4.2009

Extrémně ostrý kmitající zlatý hrot atomových rozměrů a navázanou molekulou nukleotidu na špici se pomalu posunuje podél dlouhé molekuly deoxyribonukleové kyseliny. Dle experimentů, které provádí Stuart Lindsay se svými kolegy z Arizona State University by tak brzy mohlo vypadat studium struktury DNA. Tunelový proud, který teče mezi vodivým kovovým hrotem a částí molekuly pod ním, nese informaci o její struktuře. Dekódování genetické informace by se tímto způsobem nesmírně zrychlilo a zlevnilo.

Sluneční zařízení

21.4.2009
parabolická zrcadla s fotovoltaickým článkem společnosti ZenithSolar

Izraelská společnost ZenithSolar spustí tento měsíc sluneční elektrárnu založenou na koncentračních článcích. Parabolické zrcadlo o ploše 11 metrů čtverečních, tvořené 1.200 segmenty, soustředí sluneční záření na účinný fotovoltaických článek o ploše 10 cm čtverečních. Takové uspořádání je vhodné, pokud chceme plně využít velmi drahý, avšak velmi účinný fotovoltaický článek. Popsané zařízení, které vidíme na snímku společnosti ZenithSolar, vyrobí stejné množství elektřiny jako 19 metrů čtverečních standardních slunečních panelů. Výkon jednotky dosáhne 5 kW elektřiny. Dalších 10 kW výkonu získáme ve formě teplé chladicí vody. Cena jednotky činí 600.000 Kč, životnost se odhaduje na 15 let. Vyrobená elektřina stojí asi 9 Kč za kW, což je stále podstatně více než u standardních zdrojů. 32 jednotek uspořádaných do párů, zásobí elektřinou a teplou vodou 30 blízkých domů z osady Kvutzat Yavne.

Jon Boehmer sestrojil sluneční vařič, za nějž obdržel cenu 75 tisíc USD sponzorovanou koncernem Hewlett-Packard. Soutěž o nejlepší myšlenku v boji proti globálnímu oteplování vyhlásily známé noviny Financial Times. Zařízení v ceně asi 150 Kč soustřeďuje sluneční záření, takže může hřát jídlo nebo vařit vodu. Podle představ vynálezce má napomoci k tomu, aby přibližně 3 miliardy chudých v rozvojových zemích přestaly pálit dřevo, čímž by došlo k omezení emisí oxidu uhličitého a zvýšila by se ochrana tropických pralesů. Otázkou zůstává, zdali se tento nepochybně důvtipný produkt ujme. V tradičních společnostech se i prospěšné novinky jen těžko prosazují, navíc užitek, který přinese svým potenciálním uživatelům i nám, je sporný. Tropické pralesy jsou klučeny spíše kvůli získání další zemědělské půdy a vztah emisí oxidu uhličitého ke změně klimatu, přes hlasité projevy jeho zastánců, je stále nejasný. Zcela chybí bezprostřední užitek, proč by prostý vesničan v chudé africké zemi měl změnit své zaběhnuté zvyklosti proto, aby užíval zařízení, jež údajně napomáhá řešit problémy, o kterých nic neví a ani je nechápe. Vlastní výroba vařičů, štědře dotovaná některým programem pomocí chudým zemím, bude nepochybně dobrý obchod.

Zakladatel českého jaderného výzkumu slaví devadesátiny

21.4.2009
prof.Čestmí Šimáně

Tisková zpráva AV ČR:

Prof. Ing. Čestmír Šimáně, DrSc., vědecký pracovník Ústavu jaderné fyziky Akademie věd ČR, doma i v zahraničí uznávaná osobnost v jaderných oborech, se 9. května tohoto roku dožívá v plné duševní svěžesti devadesáti let.

Po skončení války se Čestmír Šimáně, opavský rodák, absolvent Vysoké školy technické Dr. E. Beneše v Brně, věnoval studiu elektroniky a jaderné fyziky, v letech 1947 až 1949 absolvoval studijní pobyt v Paříži na College de France u prof. F. Joliota-Curie. V roce 1948 nastoupil jako první zaměstnanec Ústavu pro atomovou fyziku prof. Petržílky a vybudoval Laboratoř jaderné fyziky v Hostivaři, která byla vybavena elektrostatickým urychlovačem protonů a deuteronů. Byl ředitelem Fyzikálního ústavu ČSAV, od roku 1955 prvním ředitelem nově založeného a budovaného Ústavu jaderné fyziky v Řeži. Od roku 1961 vedl divizi Mezinárodní atomové agentury ve Vídni. Po návratu domů nastoupil jako vedoucí Katedry jaderných reaktorů ČVUT v Praze, kde se roku 1967 stal děkanem FTJF (nyní FJFI), a to až do roku 1972. V r. 1973 byl zvolen místoředitelem Spojeného ústavu jaderných výzkumů v Dubně a zastával toto místo až do roku 1977.

Je autorem celé řady knih a publikoval v časopisech z oblasti elektrotechniky a elektroniky, jaderné fyziky, neutroniky, reaktorové fyziky, aplikací jaderných metod, jaderné přístrojové techniky. Byl členem mnoha československých delegací na mezinárodních konferencích o mírovém využití jaderné energie v letech 1955 až 1961. Po zřízení Státního úřadu pro jadernou bezpečnost ČR pracuje jako člen jeho poradního sboru.

Prof. Čestmír Šimáně stále pracuje jako vědecký pracovník Ústavu jaderné fyziky AV ČR v Řeži.

Alkohol horší marihuany

20.4.2009
tetrahydrokanabinol - účinná látka marihuany a hašiše

Podle studií zveřejněných v předních lékařských časopisech je působení alkoholu na mozek dospívajících horší než vliv marihuany. Otevírá se tím opět starý problém, do jaké míry je která droga škodlivá. Tento problém zřejmě nemá jednoznačné řešení, protože jejich působení je komplexní a může mít do značné míry individuální rysy. Pokusy o stanovení míry škodlivosti, diskutabilní již ze samotné definice tohoto termínu, však mají zcela reálné dopady v podobě legalizace či zákazů a kriminalizace. Řada odborníků namítá, že alkohol a tabák jsou škodlivější než leckterá zakázaná substance. Nicméně společnost je těmto drogám přivyklá, adaptovala se na ně a jejich užívání nekriminalizuje. Možná se s něčím takovým setkáme i u dalších drog, byť se v současnosti zdá, že legální užívání např.marihuany se spíše omezuje. Před několika sty lety bylo i v některých oblastech kouření tabáku kriminální záležitostí.

Více o působení marihuany si můžeme přečíst zde.

Vyslanec Evropského roku tvořivosti a inovace Leonel Moura na ČVUT v Praze

20.4.2009

Tisková zpráva ČVUT:

Institut intermédií (IIM) Fakulty elektrotechnické Českého vysokého učení technického v Praze a Portugalské velvyslanectví ve spolupráci s Portugalským centrem Institutu Camoes v Praze představí v úterý 21. dubna od 15.30 hodin v IIM (Hala 25, Fakulta elektrotechnická ČVUT, Technická 2, Praha 6) portugalského konceptuálního umělce a robotika Leonela Mouru, vyslance Evropského roku tvořivosti a inovace.

Přednáška Leonela Moury s názvem „Art and Technology, Robot Art“ se bude konat v angličtině a uvede ji portugalský národní koordinátor pro Evropský rok prof. Carlos Zorrinho. Spolu s ním bude zahájení přítomen také děkan Fakulty elektrotechnické ČVUT doc. Ing. Boris Šimák, CSc.

Leonel Moura (Lisabon, 1948) je světově uznávaný umělec portugalského původu, který se v posledních letech zabývá robotikou a umělou inteligencí. Roku 2003 se proslavil generací “kreslících robotů” (“painting robots”) schopných autonomně vytvářet originální umělecká díla. RAP (Robotic Action Painter) z roku 2006 byl sestaven pro stálou expozici Amerického přírodovědně historického muzea v New Yorku. Tento robot je schopen velké tvořivosti a originality, dokáže rozhodnout, kdy je dílo hotové a podepsat jej. ISU (Robot básník, „The Poet Robot“), taktéž z roku 2006, vytváří obrazové kompozice z písmen, slov a barevných skvrn ve stylu lettrismu a konkrétní poezie. V roce 2007 Leonel Moura slavnostně otevřel Robotarium v lisabonské části Alverca, první ZOO věnovanou robotům a uměle vytvořenému životu. Leonel Moura se kromě robotiky věnuje architektuře a je autorem rozsáhlé reflexe o kreativitě, inovaci a městě.

Leonel Moura byl jedním z devíti vyslanců Evropského roku, kteří se sešli v lednu v Praze pod záštitou českého předsednictví v Radě EU. Účastníci setkání se shodli na tom, že prvořadou prioritou institucí a vlád EU musejí být investice do vzdělávání, dovedností a tvořivosti v Evropě.

Účastníci přednášky si budou moci vyzkoušet zařízení pro virtuální realitu CAVE, jež se podařilo postavit v IIM v letech 2006 až 2007. Toto zařízení je založeno na projekci stereoskopického obrazu na stěny kvádru o rozměrech 2-3m. CAVE má uplatnění v široké sféře aplikací z oblasti vizualizace.

Více na www.leonelmoura.com.

Období sucha běžnou součástí klimatu

17.4.2009
Ghanské kráterové jezero Bosumtwi, jehož sedimenty byly rovněž studovány (foto World-Wire).

Studie jezerních sedimentů v Ghaně, které provedl tým geologů a klimatologů vedený Jonathanem Overpeckem z University of Arizona spolu s Timothy Shanahanem z University of Texas v Austin, ukázaly, že desítky až stovky let trvající sucha nejsou současnou výjimkou, ale běžnou součástí tamního klimatu v posledních 3.000 letech. Vyšší obsah izotopu kyslíku 16O v uhličitanových usazeninách značí deštivější období, více 18O znamená sušší periodu, protože se hůře odpařuje. Tento klimatický model dobře korelovat s údaji o obsahu hliníku, draslíku, křemíku a železa, kterých je v deštivých obdobích v sedimentech více, protože jejich vyplavování z hornin je intenzivnější. Nejčastější délka suchého období je 30 až 40 let a souvisí s celkovou cirkulací vzduchu nad severní Afrikou a přilehlou částí Atlantiku.

Obamův lišejník

16.4.2009
Caloplaca obamae rostoucí na starších čtvrtohorních půdách ostrova Santa Rosa (foto J. C. Lendemer).

Kerry Knudsen z University of California v Riverside pojmenoval nový lišejník, který v roce 2007 objevil na kalifornském ostrově Santa Rosa na počest nového amerického prezidenta Caloplaca obamae. Počin kalifornského kurátora univerzitních rostlinných sbírek dokresluje, že americké akademické kruhy mají ve větší oblibě demokratické prezidenty než republikány. Lze jen doufat, že nový americký prezident nezklame nezřízené naděje v něj kladené nebo to bude alespoň úspěšně předstírat. Prezidenti odcházejí, ale jména biologických druhů zůstávají. Bylo by zvláštní mít pojmenovaný biologický druh po neúspěšném politikovi.

Diamantový tranzistor

15.4.2009
Mikrofotografie Moranova tranzistoru. Jeho diamantová báze se nachází ve středu obrázku (foto David Moran).

Dr David Moran z University of Glasgow sestrojil tranzistor, jehož báze o délce pouhých 50 nm je zhotovena z polovodivého diamantu. Jde zatím o nejmenší tranzistor na světě využívající této již dříve vynalezené technologie. Čistý diamant elektrický proud nevodí, avšak při vhodném znečištění se stává polovodičem. Mechanicky je velmi stabilní, takže ho lze využít až do terahertzových frekvencí. Právě čím menší báze tranzistoru je, tím je rychlejší a tím při vyšších frekvencích může fungovat. Výhodou je i jeho vysoká tepelná vodivost zabraňující přehřátí. Diamant sám vyrobila britská společnost Element 6 chemickou depozicí z par.

Industáze – nový mechanismus promoce zhoubných nádorů

15.4.2009

Zajímavé projekty Akademie věd ČR 2009.

Zhoubné nádory jsou jednou z nejčastějších příčin úmrtí, a proto okolnosti jejich vzniku poutají pozornost široké veřejnosti a odborníků z řad lékařů i výzkumníků. Příčinou vzniku zhoubného nádoru je v naprosté většině případů změna genetického materiálu buňky – mutace. Nemůže to být ovšem mutace jakákoliv, ale taková, která poskytuje buňce jistou výhodu proti svému okolí, zvyšuje šanci buňky množit se a přitom se vyhnout vlivu okolí, které abnormální množení omezuje. Vzhledem ke složitosti všech kontrolních mechanismů, jež udržují normální stav tkání, je obvykle zapotřebí několik různých mutací, aby mohl vzniknout nádor. Tyto mutace se obvykle postupně hromadí v genomu buněk v průběhu života jedince, až dosáhnou kritického množství a kvality. Tak vznikne tzv. iniciovaná buňka. Tato geneticky pozměněná buňka ještě nemusí dát impuls ke vzniku nádoru a může po značně dlouhou dobu přežívat ve tkáni, aniž by se začala nekontrolovaně množit, a tím ohrožovat normální funkci tkáně nebo život jedince. Děje se tak proto, že složité mechanismy, které udržují homeostázu - stabilní prostředí v tkáních a v celém organismu, ještě stále dokáží kontrolovat chování mutované buňky. Poslední podnět, po kterém se mutovaná buňka rozroste do nádoru, se nazývá promoce a v mnoha případech ho způsobí negenetický stimul – například chemická sloučenina z životního prostředí. Ta sama o sobě již žádnou další mutaci nezpůsobí, ale povzbudí dělení buňky a pomůže jí vymanit se z vlivu kontrolních mechanismů homeostázy. Těchto sloučenin, tzv. nádorových promotorů, je známa celá řada, např. dioxin, sacharin, insekticid DDT, látky v cigaretovém kouři, polychlorované bifenyly, některé hormony atd. Ultrafialové světlo má rovněž prokázaný účinek jako promotor nádorů.

Kolektiv vědců z Ústavu molekulární genetiky AV ČR, Fingerlandova ústavu patologie Fakultní nemocnice v Hradci Králové a Lékařské fakulty UK v Hradci Králové odhalil dosud nepopsaný mechanismus nádorové promoce. S využitím experimentálních nádorů se prokázalo, že nádorovým promotorem může být i buňka, která zabloudí do blízkosti geneticky pozměněné, iniciované nádorové buňky. Tato zbloudilá buňka pouze nastartuje proces růstu nádoru, ale sama se ho neúčastní. Je možné, že tímto způsobem je spuštěna tvorba mnoha z tzv. následných primárních nádorů (tedy nikoliv metastáz), jež se objevují u pacientů, u nichž byl primární nádor vyléčen. Zbloudilé buňky uvolněné z primárního nádoru, jejichž množství bývá značné a které nemají schopnost vytvořit metastázu, tak mohou nastartovat vývoj dalšího nádoru, dostanou-li se do blízkosti iniciované buňky. Podobnou promoční schopnost pak mohou mít i buňky uvolněné do krevního oběhu po zranění nebo operativním zákroku. S nárůstem úspěšnosti léčby primárních nádorů se současně zvyšuje výskyt následných primárních nádorů. Proto může fenomén industáze představovat závažný problém pro budoucnost.

Jak vnímá octomilka zvukové signály a gravitaci?

14.4.2009
Sameček octomilky Drosophila melanogaster. Skutečná velikosti 2,5 mm. Foto André Karwath aka Aka 2005, licence  Creative Commons Attribution-Share 2.5 Generic

Skupina japonských, amerických a německých vědců studovala podrobně nervové dráhy octomilky Drosophila melanogaster, zachycující čichové a chuťové signály, o nichž je známo, že se strukturně i funkčně podobají drahám lidským, ale nadto se zaměřili na dvě dráhy méně prozkoumané, totiž vjem sluchový a vjem gravitační. Ukázalo se, že oba typy signálů jsou vnímány tzv. Johnstonovým orgánem, který obsahuje shluky mechanosensitivních neuronů, zachycujících specifické pohyby tykadla. Pouze na zvuk citlivé neurony obsahují mechanosensitivní kanál NompC. Obě nervové podskupiny se liší v centrálních výběžcích, které připomínají vestibulární a sluchové dráhy v lidském mozku. Můžeme tak hovořit o základně pro systematické funkční a molekulární zpracování problému, jak jsou různé mechanické stimuly zaznamenávány a zpracovány. Foto André Karwath 2005.

Pekingský člověk o hodně starší

13.4.2009

Předchůdce moderního člověka Homo erectus je znám především jako Pekingský člověk z fosilních zbytků ze 30. let minulého století nedaleko vsi Ču-ku-tien. Stáří nálezů bylo dlouho předmětem debat, až teprve práce čínských a amerických vědců publikovaná v časopise Nature z března 2009 vnesla do sporu více světla. S použitím techniky, datující jeskynní usazeniny s pomocí obsahu kosmogenního Al26 a Be10, určili stáří nálezů na 770 000 let, což je o 300 000 let více, než se obvykle udávalo. Znamená to mezi jiným, že tu hominidé žili ve velmi chladném období.

Zajímavý iontový vodič

11.4.2009

Italsko-maďarský chemický tým z Universita di Parma a Maďarské akademie věd připravil polymerní sloučeninu [Li4C60]n, která se vyznačuje poměrně vysokou iontovou vodivostí kolem 1 S/m za pokojové teploty. Lithné kationy leží v dutinách mezi mnohem většími záporně nabitými navzájem propojenými fullereny C60. Energetické bariéry, které brání přechodu lithných iontů z jedné dutiny do druhé jsou poměrně malé (200 meV), takže se materiál vykazuje iontovou vodivost. Zvažuje se jeho užití jako elektrodového materiálu v lithných článcích.

Jak probíhá osmoregulace v bakteriích

10.4.2009

Mikroorganismy jsou schopny rychle reagovat na výrazné změny v obsahu solí, teplotě a osmolaritě vnějšího prostředí tím, že upravují obsah intracelulárních rozpuštěných látek. Děje se tak rychlým přenosem tzv. osmolytů, což jsou polární organické molekuly, jež se mohou hromadit vnitrobuněčně až v molárních koncentracích. Jedním z nejdůležitějších osmolytů je N,N,N-trimethylglycin (glycinový betain), který se vyskytuje v eubakteriích, archebakteriích, nižších houbách, rostlinách i živočiších. Němečtí vědci nyní studovali detailní chování přenášeče betainu (spolu se sodnými ionty) označeného BetP v bakterii Corynebacterium glutamicum (o tom v Nature z března 2009). V tomto přenášeči se betain váže v tryptofanovém oddíle uzavřeném z obou stran membrány aromatickými řetězci. BetP má celkovou strukturu jako tři nepříbuzné, s Na+ spřažené přenášeče. Na rozdíl od nich se však vyskytuje v intermediární poloze mezi dovnitř a ven směřující konformací. Trimerní struktura BetP a porušení trojdílné symetrie osmoticky citlivými C-terminálními šroubovicemi ukazují na regulační mechanismus Na+-spřaženého transportu osmolytu k vyrovnání osmotického stresu.

Zmrtvýchvstání genu

9.4.2009

Tým genetiků z University of Washington a Howard Hughes Medical Institute zjistil, že lidský gen IRGM byl během evoluce miliony let neaktivní. V důsledku evolučních změn se jím kódovaná bílkovina přestala vytvářet u našich předků před padesáti miliony let. Nicméně součástí naší genetické výbavy zůstal a dědil se dále. K životu se zvolna začal probouzet až u nejvyšších primátů. Gibonovití a orangutani ještě mohou nést gen jak v aktivní, tak neaktivní podobě. U lidí je důležitou součástí imunitního systému.

Nové bílkoviny

8.4.2009

Vědecký tým z University of Pennsylvania připravili v laboratoři z jednotlivých aminokyselin zcela novou bílkovinu, která může přenášet kyslík obdobně jako hemoglobin v naší krvi. Jádrem jsou dvě molekuly krevního barviva hem, jež ve středu tetrapyrrolového jádra s několika substituenty obsahuje ion železa Fe2+. Před nepříznivý vlivy okolí je chrání čtveřice válcovitých peptidů, přičemž každý z nich tvoří jen tři typy aminokyselin. Navzájem je propojují molekuly glutamátu. Kromě toho, že jde o zajímavou syntetickou práci, by se nová bílkovina mohla stát základem umělé krve.

Jinak postupovala skupina vědců z California Institute of Technology (Caltech) a společnosti DNA2.0 známou svými syntézami DNA. Nejprve na základě znalostí struktury enzymů celuláz nižších hub navrhli jejich kombinací novou strukturu, která bude stabilní i při teplotách do 80 stupňů Celsia. Při získávání cukrů průmyslovým štěpením celulózy to může mít velký význam, protože dosud známé přírodní celulázy vydrží nanejvýš do 50 stupňů Celsia. A při vyšších teplotách probíhají chemické reakce rychleji. Vypočtenou strukturu enzymu zakódovali do uměle připravené molekuly DNA, kterou vpravili do kvasinkových buněk, které již samostatně produkovali umělý, lidmi navržený enzym.

Tým doc.Dan Lua z Cornellovy univerzity vyvinul novou metodu přípravy bílkovin. V nosném gelu smísili DNA kódující bílkovinu, jíž chtěli připravit, spolu s ribozomy, což jsou buněčné organely, v nichž normálně syntéza bílkovin probíhá. Samozřejmě museli přidat aminokyseliny jako výchozí suroviny i další podpůrné látky. Gelové prostředí zajišťovalo dostatečnou stabilitu, aby reakce mohla skutečně probíhat. Tímto způsobem lze levně připravit různé druhy bílkovin, včetně těch, jež mohou být pro některé používané buňky toxické.

Mořské lipidy bez fosforu

8.4.2009

Plankton vyžaduje fosfor obsahující živiny pro růst a tvorbu molekul potřebných pro život, včetně lipidů. V některých částech oceánů je však fosfor nesmírně vzýcný; přesto je fotosyntetický plankton schopen se s tímto nedostatkem vyrovnávat mezi jiným tím, že vytváří lipidy neobsahující fosfor. Pokusy prováděné se vzorky ze Sargasového moře nyní ukazují, že fytoplankton, ale nikoli heterotrofní bakterie, nahrazuje své membránové fosfolipidy molekulami obsahujícími síru a dusík, například betainové lipidy nebo sulfochinovosyldiacylglycerol.

Přípravek proti předčasné ejakulaci

7.4.2009
Struktura lidokainu a prilokainu

I na území České republiky probíhalo testování spreje, který má zabránit předčasné ejakulaci. Dobře navržené experimenty, které probíhaly po dobu tří měsíců u celkem dvou set párů též na území Polska a Maďarska, ukázaly, že při jeho užití se doba mezi prvním průnikem do vagíny a ejakulací prodlouží až šestinásobně. U srovnávací skupiny, jež užívala pouze placebo, aniž si toho byla vědoma, došlo jen k 1,7 násobnému navýšení. Sprej PSD502 obsahuje vyváženou kombinaci lokálních anestetik lidokain a prilokain. Aplikuje se lokálně.

lubomír 17.4.2013: Dobrý deň, chcel by som sa spýtať, či sa dá tento prípravok niekde v česku už zohnať? ... vopred ďakujem

akademon.cz 17.4.2013: Sprej proti předčasné ejakulaci se prodává pod jménem de:lay forte. Užijte si to :-).

Beztíží a infekce

6.4.2009

Experimenty NASA s bakteriální kultivací provedené v roce 2006 a potvrzené v loňském roce ukázaly, že v beztížném stavu se bakterie rodu Salmonella stanou mnohem virulentnější. Salmonelóza je infekční onemocnění, které ročně postihuje v České republice asi 30 000 lidí. Nakazit se můžeme z infikovaných potravin. Tým Cheryl Nickerson z Arizona State University v Tempe zjistil, že tuto změnu můžeme zvrátit působení roztoků s větším obsahem solí. Posléze se jim podařilo objasnit i příčinu zvýšené infekčnosti. Pohyby vody v bezprostředním okolí bakteriální buňky jsou v beztíží menší než za normálních podmínek. Velmi však připomínají brzděné proudění kapaliny, se kterým se Salmonella setkává v našich vnitřnostech.

Jak putují priony

6.4.2009

Pracovníci Pasteurova ústavu v Paříži oznámili, že priony způsobující mozkové poruchy jsou schopny se přemísťovat z jedné nervové buňky do druhé putováním nanotrubičkami spojujícími nervové buňky. Zabrzděním tvorby těchto nanotrubiček se zastavuje přemísťováni prionů. Bylo také zjištěno, že priony se pohybují z tzv. dendritických buněk imunitního systému do neuronů.

Stroje berou práci už i vědcům

5.4.2009
robot Eva, foto University of Manchester

Prof.Ross King se svými lidmi z britské Aberystwyth University sestrojili robota, který samostatně odhalil nový poznatek. Adam, jak se nový systém jmenuje, tvoří počítače nadané umělou inteligencí spolu s automatizovanou genetickou laboratoří. Adam nejprve na základě dostupných poznatků vytipoval gen, který by mohl kódovat strukturu jednoho z enzymů kvasinky Saccharomyces cerevisiae, což je běžná pivní kvasinka od antických časů využívaná při kvasných procesech v pekařství a pivovarnictví. Rovněž je to oblíbený modelových organismus genetiků. Adam pak navrhl a provedl experimenty, které tuto hypotézu potvrdily. Správnost jeho závěrů prověřili vědci vlastními samostatně prováděnými pokusy.

Zůstává nejasné, nakolik budou stroje schopné skutečně tvůrčí práce. Víme, že strukturu enzymů kódují geny a rovněž již dávno před Adamovým zrozením vědci znali, jakým způsobem tyto vztahy zkoumat a prokazovat. Robot tedy zopakoval tisíckrát ověřené postupy pro dosud nezkoumané látky. Je obdivuhodné, že stroj dokáže samostatně něco takového, ale vědci se o práci zatím bát nemusí. Těžko předpovídat, čeho dosáhne umělá inteligence v budoucnu. Desítky let jsme byli mylně přesvědčeni, že počítač nikdy neporazí člověka v šachu.A konstruovaný výzkumný robot další generace, Eva, má být ještě bystřejší.

25.2.2015: Robot Eva již je v pilné práci a testuje sloučeniny, které mohou účinkovat proti malárii a dalším tropickým nemocem. Prohlédnout si ji můžeme na snímku (foto University of Manchester).

Dopis klimatologů prezidentu Obamovi

4.4.2009

Poté, co nově zvolený Barack Obama vyjádřil své představy o politice ve věci životního prostředí, zaslalo mu 200 předních amerických klimatologů otevřený dopis tohoto znění: My, nížepodepsaní vědci, se domníváme, že obavy ohledně klimatických změn jsou značně zveličené. Změny teploty zemského povrchu za uplynulých sto let byly občasné a mírné a žádný globální nárůst teploty nebyl v uplynulých deseti letech zaznamenán. Při vyhodnocení populační růstu a hodnot majetku se nepodařilo zjistit žádné zvýšení škod způsobených těmi přírodními katastrofami, za které zodpovídá počasí. Počítačové modely, které předpovídají rychlý nárůst teploty, bídně selhaly při objasňování současného klimatu. Pane prezidente, Vaše líčení vědecky zjištěných skutečností, které se vztahují ke změně klimatu, a stupně jistoty vyplývajícího z vědecké debaty je jednoduše nesprávné.

Zajímavé projekty AV ČR

4.4.2009
Physcomitrella patens (čepenka odstálá)

Hormony nejsou výsadou člověka a zvířat. Své hormony, tedy látky regulující fyziologické a vývojové pochody, mají i rostliny. V současné době se účastníme projektu, který zkoumá hormony u mechu Physcomitrella patens (čepenka odstálá). Čím je tento druh pro biology zajímavý?

Čepenka je vynikající pokusný organizmus. Především patří k několika málo dosud známým experimentálním rostlinám, u nichž lze cíleně pozměňovat nebo „vypínat“ konkrétní geny, a tak poznávat jejich funkce. Takto získané informace mohou být v budoucnu užitečné pro zemědělskou praxi či medicínu. Studium čepenky také pomáhá pochopit evoluci rostlin, které se po výstupu na souš rozdělily na mechorosty a cévnaté rostliny (zahrnující kapraďorosty a rostliny semenné).

Důležitými hormony cévnatých rostlin jsou cytokininy. Tyto látky mimo jiné stimulují buněčné dělení, podporují rašení pupenů nebo zpomalují stárnutí listů. Jaké účinky ovšem mají u mechů? A jak se cytokininy a jejich regulační funkce měnily během evoluce?

Odpovědi společně hledají tým z Univerzity v Hamburku a laboratoře v Ústavu experimentální botaniky AV ČR: Laboratoř hormonálních regulací u rostlin v Praze a Laboratoř růstových regulátorů v Olomouci (společné pracoviště s Univerzitou Palackého).

U čepenky objevili vědci široké spektrum dvaceti cytokininů. Zastoupení jednotlivých látek je podobné jako u zelených řas, tedy evolučních předků suchozemských rostlin. Identifikovali také hlavní biochemickou dráhu pro tvorbu cytokininů a zjistili, že je jiná než u semenných rostlin.

Funkce cytokininů u čepenky se zkoumala dvěma způsoby. První byl „klasický“ – přidání syntetického cytokininu k rostlinám. Druhá metoda byla důmyslnější: do genetické informace čepenky jsme vnesli gen pro enzym odbourávající cytokininy, čímž jsme vytvořili rostlinky se sníženou hladinou těchto hormonů.

Oba postupy potvrdily, že cytokininy podporují tvorbu pupenů na vláknitém prvoklíčku. Z těchto pupenů pak vyrůstají mechové rostlinky. Dále se zjistilo, že cytokininy jsou důležité pro správný růst prvoklíčku a vznik pohlavních rozmnožovacích orgánů. Oddalují rovněž stárnutí rostlin.

Je tedy zřejmé, že cytokininy výrazně ovlivňují vývoj čepenky. Stavba těla tohoto mechu je jednodušší než u cévnatých rostlin, takže jej lze využít jako výborný experimentální model pro studium růstu a vývoje. Získané poznatky pomohou biologům při výzkumu jiných rostlinných druhů – včetně důležitých zemědělských plodin.

Další informace můžeme najít na stránkách Ústavu experimentální botaniky.

Imunita rostlin

3.4.2009
Kyselina salicylová (vlevo) a její methylester (vpravo)

Rostlinné buňky rozeznávají patogeny a vzbuzují při tom obranný systém proti infekci. Jeden z prvních kroků v obranné dráze je vzrůst vnitrobuněčného vápníku, i když mechanismus tohoto pochodu není zcela jasný. Salicylová kyselina je klíčovým poslem pro lokální i systémovou rezistenci. Ve studii v časopise Nature z února 2009 se popisuje nový vztah mezi signalizací vápenatými ionty a reakcí na salicylovou kyselinu. AtSR1/CAMTA3, což je transkrpční faktor vázající Ca2+/kalmodulin, negativně reguluje působení salicylové kyseliny tím, že potlačuje EDS1, klíčový regulační faktor salicylové kyseliny. Mutace v AtSR1 způsobuje nárůst hladiny salicylové kyseliny a zvýšení rezistence k patogenům, jako je například Pseudomonas syringae.

Virové akumulátory

2.4.2009

Novou technologii výroby lithiových článů s pomocí virů po mnoha letech práce vyvinuli na MIT (Massachusetts Institute of Technology). Katodu vyrábějí geneticky modifikované viry, které se nejprve pokryjí fosforečnanem železitým a pak se přichytí na uhlíkové nanotrubice. Tím vznikne materiál s dostatečnou vodivostí, schopný pojmout lithné ionty. Anodu vyrábějí obdobným, již před třemi lety vyvinutým způsobem: geneticky modifikované viry se pokrývají oxidem kobaltitým a nanočásticemi zlata, přičemž se samovolně uspořádávají do nanodrátů. Své úsilí završil tým prof.Angely Belcher zhotovením zapouzdřeného lithiového článku.

Kde vzniklo hedvábí?

1.4.2009

Běžně se předpokládá, že hedvábí vyráběné ze zámotků bource morušového je čínským vynálezem z doby 2570 let před naším letopočtem. Nově objevené předměty z Harapské kultury v povodí Indu z doby před 4460 lety jsou technicky zpracovány podobně jako v Číně, ale pocházejí z přástevníků rodu Antheraea běžného v jižní Asii, na rozdíl od Bombyx mori chovaného v Číně. Není ovšem vyloučeno, že technologie výroby harapského hedvábí byla převzata stykem s Čínou.

Diskuse/Aktualizace