Nebezpečná medúza

29.5.2014
Irukandji druhu Malo kingi, foto GondwanaGirl, Wikimedia Commons, GNU Free Documentation License 1.2.

Předpovídat výskyt velmi nebezpečné medúzy irukandji (irukandži) dokáže Lisa-ann Gershwin se svými kolegy z australského CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation). Pod souhrnným pojmenováním irukandji rozumíme čtyři druhy drobných jedovatých medúz. Jejich velikost nepřesahuje centimetr kubický, leč jejich jed během 20 minut naruší srdeční stahy natolik, že bez lékařské pomoci zemřete. V důsledku kontaktu s tímto tvorečkem je v Austrálii ročně hospitalizováno 50 až 100 lidí. Vzhledem k nepatrné velikosti a úplné průhlednosti je nemožné se jim v moři vyhnout, pokud se tam vyskytují. Australští experti porovnali údaje o počasí se záznamy nemocnic a zjistili, že irukandji se v oblastí Velkého bradlového útesu vyskytuje v době, kdy výrazně zeslábne jihovýchodní monzun. Souvisí to s mísením mořské vody, které vítr způsobuje. O důležitosti popsaného výzkumu svědčí i fakt, že ze své domoviny u severoaustralského pobřeží se medúzy irukandji rozšířily na Britské ostrovy, Floridu a do japonských vod. Přestože jméno medúzy zní japonsky, pochází od původních obyvatel Austrálie kmene Yirrganydji, Irukandji ve starším anglickém přepisu. První případy otrav byly zaznamenány u nich. Irukandji druhu Malo kingi vidíme na obrázku, foto GondwanaGirl, Wikimedia Commons, GNU Free Documentation License 1.2.

Živé elektrody

27.5.2014

Lýko slouží nejen k rozvodu živin v rostlinných tělech. Pomoci elektrických impulsů přenáší i informace, obdobně jako naše nervy. Vicenta Salvador-Recatala se svými kolegy z L'Université de Lausanne je zkoumá pomocí mšic. Rozmístí je po rostlině a nechá jejich sosáčky jemně navrtat tkáň a proniknout od lýka. Pomocí elektrod v jejich tělech může sledovat šíření elektrických signálů v rostlinách.

Chytré zrcadlo

24.5.2014
Nové zrcadlo z Jeny, copyright Fraunhofer-Gesellschaft, Hansastraße 27 c, 80686 München.

Pro řezání nebo svařování laserem potřebujeme paprsek o vysoké energii, který zahřívá použité optické prvky. Ty se teplem deformují a jejich optické vlastnosti se zhoršují. Paprsek se rozostří a přesnost i účinnost klesají. Se zajímavým řešení přišli optici z Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF v Jeně. Sestrojili měděné zrcadlo na keramické piezoelektrické podložce. Senzory pečlivě sledují jeho tvar při práci. Začne-li se deformovat, software situaci vyhodnotí a pomocí piezoelektrického materiálu změnu tvaru eliminuje. Nová technologie najde své uplatnění nejenom ve strojírenství, ale možná i při vylepšení satelitního spojení. Nové zrcadlo z Jeny vidíme na obrázku (Copyright Fraunhofer-Gesellschaft, Hansastraße 27 c, 80686 München).

Skleněný ostrov

23.5.2014
Současný vzhled Pantellerie, foto Goldmund100, GNU Free Documentation License, Ver. 1.2, Wikimedia Commons.

Sopečný výbuch na ostrově Pantelleria před 45 tisíci lety byl tak horký, že stavil celý povrch ostrova do podoby zeleného skla. Nezpůsobila to láva, ale neobyčejně horký výron plynů a sopečného popela, který se rychle rozptýlil po celém ostrově a jeho povrch stavil. Sklo bylo tak tekuté, že stékalo z výše položených míst do údolí. Jeho vrstva je místa stále rozeznatelná. Netřeba zdůrazňovat, že takovou apokalypsu sotva něco přežilo. Ostrov Pantelleria náleží Itálii a leží mezi Sicílií a Tuniskem, je 14 km dlouhý a 9 km široký. Jeho plocha dosahuje 83 km2. Současný vzhled ostrova vidíme na obrázku, foto Goldmund100, GNU Free Documentation License, Ver. 1.2, Wikimedia Commons.

Srdeční gel

22.5.2014

Poškození srdečního svalu mohou ještě zhoršit enzymy zvané matrixové metaloproteinázy, které se při něm uvolňují. Jejich inhibitory mají nežádoucí vedlejší účinky, takže není jednoduché je podávat. Na řešení tohoto problému se zaměřili prof.Jason Burdick a Brendan Purcell spolu s dalšími kolegy z University of Pennsylvania a University of South Carolina. Vyvinuli polysacharidový hydrogel, který obsahuje bílkovinný inhibitor matrixové metaloproteinázy rTIMP-3. Gel se aplikuje přímo na místo poškození. Působením enzymu se rozkládá a uvolňuje tak inhibitor pouze v místě, kde je metaloproteináza aktivní. Čím více ji je, tím více inhibitoru uvolní. Žádný inhibitor se neuvolní tam, kde není enzym aktivní, takže se nemohou projevit jeho nežádoucí vedlejší účinky.

Britská vědecká cena

21.5.2014

Britská vláda vypsala cenu deset milionů liber za úspěšné řešení vědeckého problému. Který přesně bude předmětem ceny vybere veřejnost do 25.června z navržených témat: vyléčení paralýzy, překonání rezistence vůči antibiotikům, zlepšení kvality života lidí postižených demencí, zajištění potravy a čisté vody lidstvu a zajištění letecké dopravy nepoškozující prostředí. Inspirací byla 300 let stará soutěž o sestrojení spolehlivých hodin, které by sloužily k určení zeměpisné délky na lodích.

Sopečné plovoucí ostrovy

20.5.2014
V pravé části satelitního snímku z 25.7.2012 vidíme pemzové plovoucí ostrovy, měřítko má délku 20 km (obr. Nature Communications 5, Article number: 3660, 22 April 2014, doi:10.1038/ncomms4660).

Podmořské vulkány vytvářejí plovoucí ostrovy z pemzy, které mohou představovat riziko pro lodní dopravu. Tým specialistů pod vedením Martina Jutzelera z National Oceanography Centre v britském Southamptonu a Leifa Karlstroma z kalifornské Stanford University důkladně prostudoval výbuch podmořského vulkánu Havre v jihozápadním Pacifiku. Své výsledky zveřejnili minulý měsíc. K výbuchu sopky ležící na mořském dně mezi souostrovím Tonga a Novým Zélandem došlo v červenci 2012. Satelitní snímky a přímá pozorování z paluby proplouvajících lodí ukazují, že z kubického kilometru vychrlené lávy vznikl na hladině plovoucí ostrov z pemzy o celkové ploše 400 km čtverečních, který se později rozpadl. Pemza je vyvřelá hornina patřící mezi přírodní skla. Její struktura obsahuje mnoho dutinek, takže jako jediná hornina plave na vodě. V pravé části satelitního snímku z 25.7.2012 vidíme pemzové plovoucí ostrovy, měřítko má délku 20 km (obr. Nature Communications 5, Article number: 3660, 22 April 2014, doi:10.1038/ncomms4660).

Listy ve skle

19.5.2014
Český tektit vltavín z Besednice v jižních Čechách.  Jejich vznik je nejčastěji spojován se vznikem meteorického Rieského kráteru v Bavorsku před 14,5 milionu let. Kráter má průměr 24 km a leží. Foto H. Raab, Wikimedia Commons, Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0.

V dutinkách tektitů můžeme najít řadu informací o přírodě v místě a okamžiku dopadu kosmického tělesa, při němž vznikly. Při srážce dostatečně velkého objektu se Zemí se uvolní tolik tepelné energie, že místní horniny přetaví do podoby skla. Tím vzniknou nové minerály - tektity. Dosud se předpokládalo, že kvůli vysoké teplotě žádné organické zbytky takový proces nepřežijí. Geolog Pete Schultz se svým týmem z Brown University v americkém Providence prozkoumal tektity, které vznikly při dopadu sedmi různých kosmických těles na území dnešní Argentiny v období před devíti miliony až 6.000 lety. V některých nalezli zatavené zuhelnatělé zbytky listů o velikosti až 1 cm. Laboratorní pokusy ukázaly, že k jejich uchování může dojít, pokud dojde k velmi rychlému ohřátí materiálu na 1.500 stupňů Celsia. Na obrázku vidíme český tektit vltavín z Besednice v jižních Čechách. Jejich vznik je nejčastěji spojován se vznikem meteorického Rieského kráteru v Bavorsku před 14,5 milionu let. Kráter má průměr 24 km a leží. Foto H. Raab, Wikimedia Commons, Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0.

Rostlinný chameleon

18.5.2014
Boquila trifoliolata, foto Inao, Wikimedia Commons, Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0

Pnoucí rostlina Boquila trifoliolata z čeledi Lardizabalaceae, která žije v argentinských a chilských lesích mírného pásu, využívá velmi složité mimikry. Svými listy vždy napodobuje tvar, velikost i barvu listů rostliny, po které se zrovna pne. V rámci maskování může své listy zvětšit až na desetinásobek běžné velikosti. Ernesto Gianoli a Fernando Carrasco-Urra z chilské Universidad de Concepción, kteří popínavku studovali, nalezli jedince, u nějž různé části téhož těla napodobily tři různé rostliny, po kterých se zrovna pnuly. Něco takového doposud nebylo pozorováno. Bohužel o mechanismu, kterým rostlina rozpozná, jak vypadají listy rostliny, jež napodobuje, nemáme ani tušení. Maskování ji nejspíš chrání před okusováním. Na volně rostoucích částech rostliny si býložravci pochutnávají výrazně více.

Jak si rajčata povídají?

17.5.2014
vlevo nahoře je znázorněna struktura cis-3-hexenolu, vpravo cis-3-hexenylvicianosidu

Rostliny rajčat, jejichž listy ožírají housenky můry Spodoptera litura z čeledi můrovitých (Noctuidae), kromě jiných těkavých organických sloučenin uvolňují do vzduchu i cis-3-hexenol (viz obr. vlevo nahoře). Okolní rostliny rajčat ho pohlcují a přeměňují na cis-3-hexenylvicianosid (viz obr. vpravo), který je pro housenky jedovatý. Není ho tolik, aby přímo pochcípaly, ale hůře prosperují. Zjistil to tým japonských biologů pod vedením prof. Junjiho Takabayashiho z Kyotské univerzity.

Kolo v kufru

16.5.2014
složený bicykl Bike Intermodal

Tisková zpráva Evropské komise: Elektrokolo, které lze složit do velikosti kufříku a váží pouze 7,5 kg, by mohlo brzy způsobit revoluci na evropských cyklostezkách a ve veřejné dopravě. Jízdu po městě však komplikují rušné úseky, cyklisté musí často projíždět centrem a krádeže kol bohužel nejsou ničím výjimečným. Skládací kola jsou stále oblíbenějším nástrojem pro snazší dopravu po městě, protože je lze jednoduše kombinovat s automobilem i veřejnou dopravou. Projekt Bike Intermodal financovaný z fondů Evropské unie vyvinul nový prototyp skládacího kola, které lze složit do krabice o rozměrech 50 cm x 40 cm x 15 cm pro snadné uložení, převoz či odložení v rohu restaurace, baru nebo v kině. Součástky jsou plně recyklovatelné, kolo je tak šetrné k životnímu prostředí.

Každoročně se vyrobí 135 milionů kol, z toho přibližně 2 % tvoří skládací kola. Bike Intermodal se odklání od tradičního dodavatelského řetězce pro kola a inspiruje se spíše automobilovým průmyslem. „Posílili jsme pevnost kola omezením počtu součástek a využitím těch nejodolnějších a zároveň nejlehčích materiálů, jako je například hořčík. Každá část je testována, lze ji vysledovat a je recyklovatelná. Náš výrobní proces se soustředí na kontrolu kvality, přehledný životní cyklus produktu a ekologický přístup,“ říká Alessandro Belli ze společnosti Tecnologie Urbane, která je jedním z klíčových partnerů projektu a zakladatelem navazujícího start-upu. Základem „intermodálního kola“ je předpjatý rám tvořený tlakově litým hliníkem nebo hořčíkem, který se otevírá a zavírá jako podvozek letadla, a upínací lana. Start-up také zkoumá možnosti budoucího využití grafenu pro ještě větší zpevnění a odlehčení rámu. Společnost Maxon Motor, která je jedním z partnerů projektu, vyvinula motor na míru pro zvýšení mobility bez zbytečného navýšení hmotnosti. Dokonce i s motorem váží kolo jen polovinu toho, co podobná skládací kola bez elektrického pohonu, a složené zabírá jen pětinu místa.

Váha a rozměry kola jsou optimalizovány díky terénním studiím, které navrhla Florentská univerzita a zrealizovali partneři ATAF a LPP, poskytovatelé veřejné dopravy ve Florencii (Itálie) a Lublani (Slovinsko). Tyto studie založené na dotazníkovém šetření a testech konkurenčních skládacích kol mezi vzorkem pracujících a studentů pomohly pochopit jednotlivé aspekty potřebné k vylepšení uživatelské vstřícnosti prototypu.

Pozor na smartphone!

16.5.2014

Každý smartphone se dá identifikovat na základě vlastností, které jsou charakteristické jen pro jeden jediný konkrétní kus. Doc.Romit Roy Choudhury se svými student Sanoritou Dey a Nirupamem Royem z University of Illinois at Urbana-Champaign analyzoval signál z akcelerometru, což je čidlo pro měření svého aktuální zrychlení. Výsledky přednesli na letošním Network and Distributed System Security Symposium v San Diegu. Chytré mobily využívají akcelerometr k určení své polohy, pohybu a orientace v prostoru v lokálním měřítku. To znamená, zdali se otáčí, stoupá, klesá... K určení zeměpisných souřadnic slouží GPS. Na základě drobných odchylek při výrobě je signál z každého akcelerometru nepatrně odlišný, i když funguje správně. Na základě těchto malých rozdílů se dá s přesností 95% určit konkrétní akcelerometr, a tím i mobilní telefon, v němž je zabudován. Nepotřebujete k tomu vůbec žádné údaje ze SIM karty. Dostat se k datům z akcelerometru není obtížné, lze to např. prostřednictví chatu nebo pomocí různých her. Totéž platí i pro různé další senzory, např. mikrofony a kamery. Bránit se můžeme tak, že signál z čidel nepatrně zkreslíme šumem, abychom nezhoršili jeho kvalitu, avšak zastřeli individuální rysy. To vyžaduje nejen softwarové, ale i hardwarové úpravy mobilů.

Roztomilý stroječek

15.5.2014
Rev. Sci. Instrum. 85, 055005 (2014)

na provádění genových manipulací sestrojil Larry L. Howell a Quentin T. Aten se svými kolegy z Brigham Young University v utažském Provo . Jde o klasický příklad MEMS neboli mikro-elektronicko-mechanického systému. Můžeme si ho prohlédnout na obrázku (Rev. Sci. Instrum. 85, 055005 (2014); http://dx.doi.org/10.1063/1.4872077), který byl pořízen elektronovým mikroskopem. Kaučuková kulička uprostřed nahrazuje buňku. DNA se do ní vpraví hrotem v pravé dolní části obrázku. Na jeho špici se přichytí pomocí elektrostatických sil. Velikou výhodou proti dosud užívané mikropipetě je, že do buňky nepronikne spolu s DNA žádná voda, která ji může i zahubit.

Šance pro hypertoniky

14.5.2014

Osobám se zvýšeným krevním tlakem (hypertenzí), kterým nepomáhají léky, možná pomůže dráždění bloudivého nervu (nervus vagus). Tým Dennise Plachty z Albert-Ludwigs-Universität Freiburg sestrojil 20 mm dlouhou manžetku, která se drobným chirurgickým úkonem navlékne v oblasti krku na příslušné nervové vlákno. Ještě je třeba do těla voperovat baterii a zdroj pulsů. Zařízení pomoci elektrod na vnitřní straně manžetky nerv vhodným způsobem stimuluje, což vede k výraznému poklesu krevního tlaku. Pokusy na laboratorních potkanech způsobil jeho snížení až o 40% do pěti sekund po zapnutí. Bloudivý nerv je nejdelší mozkový nerv, který přenáší základní informace mezi mozkem a dalšími důležitými orgány včetně srdce. Zařízení může pomoci až 30% hypertoniků, na které léky nepůsobí nebo mají nežádoucí vedlejší účinky.

Hbitou robotickou ručku,

13.5.2014
École polytechnique fédérale de Lausanne

která dokáže chytit předmět v letu, sestrojili experti ze švýcarské École polytechnique fédérale de Lausanne pod vedením Aude Billard. Paži se třemi klouby dlouhou 1,5 m na konci s rukou se třemi prsty a palcem řídí software, který se správné pohyby naučí sám během tréninku. Její fungování a učení si můžeme prohlédnout na tomto videu.

Tajemství hepatitidy C

12.5.2014

Hepatitida (žloutenka) typu C se obtížně léčí proto, že způsobuje špatné fungování mitochondrií jaterních buněk. Mitochondrie je buněčná organela eukaryotních buněk mikrometrových rozměrů, která dodává energii pro všechny buněčné procesy. Dr. Aleem Siddiqui se svými kolegy z lékařské fakulty University of California v San Diegu zjistil, že viry hepatitidy C nejprve mitochondrii poškodí. Buňka má dostatek prostředků, aby se s poškozenou mitochondrií vypořádala a rozložila ji. Organela se štěpí na zdravou funkční část, z níž vznikne nová funkční mitochondrie. Poškozenou část rozloží speciální enzymy, takže se rozplyne v cytoplazmě. Aminokyselin a lipidů zbylých po rozložené mitochondrii využije virus ke stavbě vlastních těl. Tento proces natolik zatěžuje energetický metabolismus jaterních buněk, že může dojít až k vážnému poškození tohoto orgánu. Virus hepatitidy C navíc stimuluje produkci bílkoviny Drp 1, která snižuje syntézu interferonu, buněčného antivirotika.

Krajina pod ledem

8.5.2014

Ledovce pomalu kloužou po svém podloží z místa vzniku až tam, kde pomalu odtávají. V důsledku toho velmi důkladně dohladka obrousí všechno, co leží pod nimi, dokonce i skálu. Je proto velmi překvapující, že Paul Bierman z University of Vermont spolu se svými kolegy z několika univerzity a NASA nalezl pod Grónským ledovcem zmrzlou původní půdu starou 2,7 milionu let. Šlo o arktickou tundru, která se nyní nachází pod více než 3 km ledu.

Vytiskněte si plyšáka!

7.5.2014
detail vytištěné hlavičky plyšáka, Scott E Hudson (Carnegie Mellon University, Disney Research Pittsburgh).

Aditivní technologie neboli 3D tisk umožňují vytvářet předměty z pevných materiálů, jako jsou plastické hmoty nebo kovy. Prof.Scott E.Hudson se svými kolegy z Carnegie Mellon University a Disney Research Pittsburgh sestrojil zařízení, které spojuje šicí stroj s technologií 3D tisku. Vychází se ze silného vlákna, ze kterého jehla rychlými pohyby vytahuje jednotlivá vlákénka, jimiž spojuje vlákna navzájem. Tady si můžeme prohlédnout, jak vzniká plyšový medvídek. Na obrázku (Scott E Hudson, Carnegie Mellon University a Disney Research Pittsburgh) vidíme detail jeho vytištěné hlavičky. Požadovaný tvar se jako při 3D tisku zadává jako počítačový soubor.

Mechanické projímadlo

6.5.2014

předvedl na letošní konferenci Digestive Disease Week v Chicagu dne 3.5. Dr. Yishai Ron z Tel-Aviv Sourasky Medical Center. Jde o mechanicky vibrující kapsli, kterou polknete. Při průchodu dráždí střevo, čímž způsobuje jeho stahování. Zlepší se tak jeho peristaltika, a tudíž i průchodnost. Všech 26 pacientů s úpornou zácpou, kteří si mechanické projímadlo vyzkoušeli, popisuje výrazné zlepšení svého stavu. Jak vidíme, ne všechny problémy je třeba řešit pomocí chemických preparátů. Na druhou stranu návyk na masáž střeva může vzniknout úplně stejně jako u farmak.

Aspirin proti rakovině

5.5.2014
struktura molekuly kyseliny acetylsalicylové

Prof. Sanford Markowitz z lékařské fakulty Case Western Reserve University v Clevelandu a Dr.Andrew T. Chan z Massachusetts General Hospital spolu s mnoha kolegy z dalších amerických pracovišť při studii provedené na 128.000 lidech během posledních třiceti let zjistili, že prosté podávání aspirinu (kyselina acetylsalicylová, viz obr.) snižuje riziko rakoviny tlustého střeva na polovinu. Neznamená to, že bychom měli do sebe začít cpát tento běžně dostupný lék proti bolení hlavy. Pomoci může jen těm lidem, v jejichž střevech najdeme vysokou hladinu enzymu 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenázy. Jak to funguje, zatím nevíme. Popsaný objev, který v brzké době půjde využít i k terapeutickým účelům, příkladně charakterizuje současnou situaci v biologii člověka a lékařství. Vzhledem k mnoha statistickým údajům dokážeme najít nejrůznější zajímavé a využitelné souvislosti, aniž bychom znali jejich přesný mechanismus.

Vyhodnocením dostatečně velkých statistických souborů možná dojdeme k personalizovanému lékařství. Jde o koncept, podle kterého se léčiva budou připravovat individuálně pro každého pacienta podle jeho genetických dispozic. Po přečtení lidského genomu a zrychlení metod pro čtení genů se zdálo, že jde o velmi slibný koncept. Naděje velmi rychle poklesly, protože lidské tělo je extrémně složitý systém a pouhá znalost genomu prostě pro personalizaci léčiv nestačí. Popsaný výzkum ukazuje, kudy by možná mohla vést cesta.

Diskuse/Aktualizace