Signály pro růst kořenů

30.6.2010
Huseníček rolní (Arabidopsis thaliana), foto Wikimedia Commons, GNU Free Documentation License.

Studie vývoje kořenů klasického výzkumného modelu huseníčku rolního Arabidopsis thaliana ukazuje na úlohu mikroribonukleové kyseliny miRNA 165/6 v komunikaci mezi buňkami a při určování osudu kořenových buněk. Uspořádání xylemových kanálků, které transportují vodu a rozpuštěné látky z kořene do výhonků závisí na nové dvousměrné signální dráze, která zahrnuje mezibuněčný pohyb transkripčního faktoru v jednom směu a miRNA v opačném směru. Transkripční faktor nazvaný SHORT ROOT se pohybuje do endodermu, kde spolu s faktorem SCARECROW aktivuje miRNA MIR165a a MIR166b, které pak v cévních buňkách odbourávají cílovou mRNA kódující zipové transkripční faktory III. třídy. Role kaskády evolučně zachovaných transkripčních faktorů a miRNA v této regulační dráze naznačuje, že může jít o evoluční adaptaci na růst na souši. Foto Wikimedia Commons, GNU Free Documentation License.

Osud bublin

28.6.2010

Vědci občas získají financování na zdánlivě podivné projekty. Tým Jamese Birda z Harvard University se věnuje studio kolapsu bublin. Pomocí vysokorychlostního videa zjistili, že se zdaleka nejedná o jednoduchý proces. Při prasknutí velké bubliny vyvolaném tlakem seshora vznikne na krátkou dobu věnec drobných dceřiných bublinek po jejím obvodu, v místě, kde se stýkala s hladinou. Dceřiné bublinky pak postupně kolabují, přičemž vystřelují drobné aerosolové kapky. Takové výzkumy mohou mít význam pro pochopení látkových toků mezi atmosférou a oceánem nebo při přenosu infekce v bazénech a koupalištích.

Brillouinovo zesílení

26.6.2010

Expertům z Physikalich-Technischen Bundesanstalt, německé metrologické instituce, vedeným Gesinou Grosche a Haraldem Schnatzem se podařilo využít Brillouinova zesílení v optických kabelech a přenést tak signál na vzdálenost 480 km. Pomocí laserového záření vyvolali vznik akustických fononů ve skleněném optickém vláknu. Ty pak rozptylovaly procházející laserové záření a dovolili optickému signálu, který přicházel z opačné strany, aby se sám zesílil stimulovanou emisí.

Prudký jed z mořských hub prospívá rostlinným zárodkům

26.6.2010
logo AV ČR

Tisková zpráva AV ČR: Českým vědcům z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd České republiky se podařil nečekaný objev. Zjistili, že jed z jednoho druhu mořské houby, zvaný latrunkulin B, překvapivě zlepšuje kvalitu zárodků smrku vypěstovaných z buněčné kultury. Práce může mít v budoucnu velký význam pro komerční množení některých dřevin.

Rostlinné zárodky (embrya) se v přírodě vyvíjejí z oplozeného vajíčka v semeni. Biologové však vypracovali i postupy, jak v laboratoři připravit embrya z kultury tělních buněk. Takto lze z jediné rostliny poměrně snadno získat až tisíce potomků, kteří jsou geneticky víceméně shodní. Technologie se již prakticky využívá: například při množení vánočních stromků nebo stromů, jejichž dřevo má optimální vlastnosti pro zpracování v papírnách.

Vědci z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (PřF UK) a z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd České republiky (ÚEB) dlouhodobě studují vývoj zárodků smrku ztepilého – naší nejdůležitější dřeviny. Nyní zjišťovali, jaký vliv na embrya smrku pěstovaná v buněčné kultuře má latrunkulin B. Jde o prudký jed: ve vysokých dávkách je pro buňky smrtelný. Čeští biologové ovšem zjistili, že v menších koncentracích zabíjí především embrya, která se v kultuře vyvíjejí opožděně. Ta pokročilejší přežijí, a jejich růst je dokonce urychlen. Zárodků je nakonec méně, jsou ale lépe vyvinuté a lépe klíčí.

Latrunkulin B tedy připomíná zahradníka, který jednotí rostlinky a na záhoně nechává jen ty největší. „Objevili jsme nový způsob, jak zdokonalit přípravu zárodků jehličnatých dřevin v laboratorních podmínkách. To je dobrá zpráva i pro komerční pěstitele. Myslím, že jsme na dobré cestě k budoucímu praktickému uplatnění našich poznatků,“ říká doktor Martin Vágner z ÚEB.

Jak přesně působí jed z mořské houby na smrková embrya? Klíčové je, že ničí buňky v takzvaném suspenzoru. Suspenzor je jakýsi „ocásek“ připojený k vlastnímu zárodku. Vyživuje mladé embryo, ale později může brzdit jeho další vývoj. Dobře načasované přidání latrunkulinu B zlikviduje suspenzory právě ve chvíli, kdy je nejvyvinutější zárodky už nepotřebují. Naopak opožděná embrya bez nich odumřou, protože nejsou dostatečně vyživována.

V každé rostlinné i živočišné buňce je síť bílkovinných vláken zvaná cytoskelet. Je to vnitřní „kostra“ nepostradatelná pro život buňky. Latrunkulin B poškozuje jednu složku cytoskeletu – vlákna tvořená bílkovinou aktinem. Aktinu je v rostlině více druhů. Jak odhalili badatelé z PřF UK a ÚEB, v suspenzoru se vyskytují takové druhy aktinu, které jsou obzvlášť náchylné k „otravě“ latrunkulinem B. To vysvětluje, proč jed přednostně zabíjí právě tyto buňky.

Dvojí identita pavoučích vláken

25.6.2010
struktura N-konce a C-konce bílkovinných molekul

Mnoho proteinů tvoří vláknité struktury při vysokých koncentracích, ale proteiny pavučin s vysoce repetitivními segmenty ukončenými nerepetitivními koncovými doménami se chovají odlišně. Jsou vysoce rozpustné ve vysokých koncentracích, ale jsou schopny se přeměnit na pevná vlákna po příjmu vhodného signálu. Molekulární mechanismus takového signálu byl nyní zkoumán skupinou pracovníků z Norska, Švédska a Španělska, a druhou skupinou z Německa a Francie, kteří definovali strukturu N-terminální domény spidroinu pavouka Euprosthenops australis a objasnili, jak tato vysoce konzervovaná doména reguluje tvorbu pavučiny tím, že zabraňuje předčasné agregaci spidroinů a spouští polymeraci tak, jak klesá pH podél kanálku, kterým se vlákno vytlačuje. Podobně struktura roztoku C-terminální domény křižáka Araneus diadematus obsahuje konformační spínač, aktivovaný chemickými nebo mechanickými stimuly, který přepíná mezi dvěma formami proteinu.

Stopování jednotlivých molekul

23.6.2010

Chceme-li sledovat pohyb jediné molekuly, což může být důležité třeba v biologických systémech, připojíme k ní jinou molekulu, která vykazuje fluorescenci. Excitujeme ji světlem vhodné vlnové délky a citlivým detektorem sledujeme vyzářené fluorescenční záření delších vlnových délek. Tým doc.Jasona Hafnera z Rice University vyvinul novou metodu, jež umožní stopování molekul po podstatně delší dobu, až deseti hodin. Využili k tomu 140 nm dlouhé zlaté dvojjehlany, které díky vzniku povrchové plazmonové rezonance silně rozptylují světlo zejména svými vrcholy. Jejich povrch pokryli protilátkami proti zkoumaným biomolekulám. Při jejím navázání došlo k posunu vlnových délek rozptýleného světla, což umožnilo je sledovat.

Fulleren z grafenu a další

22.6.2010

Tým fyziků z Německa, Španělska a Velké Britanie vedený Andreiem Khlobystovem z University of Nottingham poprvé pozorovali tvorbu fullerenů z grafenů. Celý proces lze spustit vyštípnutí jednoho atomu uhlíku z okraje grafenového plátku. To vede k následným změnám struktury, které v několika krocích vyústí ve vznik fullerenu C60 nebo C70.

Nový, nadějný způsob přípravy grafenu objevili chemici z Rice University a Technionu – Izraelského technologického ústavu pod vedením prof. Mattea Pasqualiho. Spočívá v rozpuštění grafitu ve velmi silné kyselině chlorosírové, běžné průmyslové chemikálii. Z roztoku se pak usazuji plátky grafenu.

Jak je to s teorií univerzálního společného předka?

22.6.2010

Univerzální společný předek je základním pilířem moderní teorie evoluce. I když klasické důkazy správnosti této teorie jsou obrovské, jsou omezeny na příbuznost specifických biologických kmenů spíše než života jako celku. Přes obecný příjem této teorie teprve D.L. Theobald (viz časopios Nature z května 2010) použil základní formální test, aniž by vycházel z toho, že podobnost sekvencí nukleotidů v genomu je důkazem genetické příbuznosti. Použitím modelové selekční teorie v molekulární fylogenezi prokázal jasně, že univerzální předek platí pro všechny organismy i s tím, že docházelo k horizontálnímu přenosu genů a symbiotickým fúzím. Jde o mocnou podporu myšlenky takzvané monofylie veškerého života na Zemi.

Školné: rodící se paskvil

21.6.2010

Byť zavedení školného na vysokých školách je ve své podstatě dobrou myšlenkou, zatím se během koaličních jednání rodí paskvil. Představa, že školné začnou absolventi vysokých škol a univerzit platit až v okamžiku, kdy výše jejich platu přesáhne průměrnou mzdu, může snad potěšit jen duši rozeného byrokrata. Aby takový projekt mohl fungovat, bude zapotřebí armády nových úředníků. Bude třeba sledovat, kdy výše příjmu absolventů přesáhne výši průměrné mzdy, ale i kdy klesne pod ní. I doktor může ztratit zaměstnání a je najednou bez příjmu. Taková situace se může opakovat během splácení školného i několikrát. Do špicování absolventů vysokých škol, kteří odjedou do ciziny, bude zřejmě nutné zapojit ministerstvo zahraničí, zastupitelské úřady a nejspíš i rozvědku ?. A jak se na sledování výše platů konkrétních osob bude dívat Úřad pro ochranu osobních údajů? Možná by bylo dobré přestat z každé maličkosti dělat politikum, jak je u nás dobrým zvykem, a nechat na vysokých školách samotných, zdali a jak budou či nebudou vybírat školné.

Odložená platba školného je zřejmě úlitbou levicovým stranám, které argumentují tím, že školné by mohlo znemožnit přístup ke studiu nadaným lidem z chudých rodin. Je zajímavé, že sociální demokraté a komunisté neprojevují tuto dojemnou péči u ostatních nákladů na studium, jichž je školné pouze malou částí. Studenti přece musí hradit své živobytí během studia, které leckdy zahrnuje i bydlení, dále nákup nejrůznějších pomůcek, knih, skript. Bez notebooku se v dnešní době nejspíš neobejde žádný student. Různé poplatky se platí vysoké škole už nyní. Stranou nemůže ponechat ani náklady obětované příležitosti. Kdo studuje, nemůže vydělávat. Uvážíme-li, že čerstvě nastoupivší středoškolák by mohl pracovat za 10 tisíc korun měsíčně čistého, vysokoškolák během jediného roku studia přijde o 120 tisíc Kč, tedy šestinásobek nejvyššího navrhovaného školného. Má-li někdo skutečně zájem o to, aby nadané děti z chudých rodin mohli studovat na vysokých školách, což je nepochybně žádoucí, měl by řešit celou problematiku nákladů na studium a nikoliv demagogicky bojovat proti školnému.

Pan P. Trávník 22.6.2010: Zcela s Vámi souhlasím.

Čtenář Vrrrrr! 22.6.2010:Proč je u některých článků uveden autor a u jiných ne? Proč by v budoucnu nemohl vysokoškolský student zaplatit své školné formou progresivní daně ze svého budoucího platu? Proč by se školné nemohlo vybírat jen při opakovaném ročníku nebo až při dalším studiu nového oboru? Forma progresivní daně by mohla zrušit základní školné na vysokých školách netrvalo,protože by bylo stále průběžně hrazeno z tohoto přijmu. Je jasné, že by všichni úspěšní neutekli do daňových rájů, na převážnou většinu tam ne ně nečekají s otevřenou náručí. Všem dosavadním co vystudovali VŠ to hradil stát, je o nich nefér požadovat to od těch budoucích a snažit se přitom vyhnout to progresivní daní ze svého platu to vrátit!!!

akademon.cz 22.6.2010: Na Vaše otázky se pokusím odpovědět postupně:

1.Proč je u některých článků uveden autor a u jiných ne? Na konci stránky www.akademon.cz je uvedena tato věta: "Autorem nepodepsaných příspěvků je vydavatel RNDr.Ondřej Dvořák, CSc.", kteá myslím autorství příspvěvků v akademonu.cz plně objasňuje.

2.Proč by v budoucnu nemohl vysokoškolský student zaplatit své školné formou progresivní daně ze svého budoucího platu? Jakékoli opožděné platby bude pro vysokou školu velmi obtížné vybírat. Absolventi se vůbec nemusí skrývat v daňových rájích, stačí, když odjedou na Slovensko a školu nebudou informovat. Budou-li školné formou daně vybírat finanční úřady, narazí na stejné problémy a školné se prostě stane příjmem rozpočtu a daní za vzdělání. Vysokoškolská studia i teď hradí stát jen zčásti, nemalou měrou si je hradí studenti sami nebo jejich rodiče.

3.Proč by se školné nemohlo vybírat jen při opakovaném ročníku nebo až při dalším studiu nového oboru?? To je docela dobrý model, ke kterému se kloní řada vysokoškolských pedagogů. Bohužel se o něm neuvažuje.

Pan T.Nemec 22.6.2010: Nechci s váma polemizovat o samotném školném. Ale pokud jde o způsob výběru odloženého školného, resp. o vaše argumenty, mám pocit, že vycházíte z toho, že všichni lžou a že je nutné lidi špiclovat. Každý občan podává daňové přiznání (nebo jeho zaměstnavatel) a tak stačí, že do něj uvede, že mu vznikla povinnost platit školné a prostě jej najednou nebo v měsíčních splátkach zaplatí. Nepotřebujete další úředníky, nepotřebujete nic sledovat. A když někdo uvede v přiznání nižší příjem, již dnes je to daňový únik.

Pan J.Langr 24.6.2010: Plně s vámi souhlasím pane Dvořáku. Stále vymýšlíme složité konstrukce jak platit školné, které se pak při zjištění složité praxe odloží na neurčito. Dnešní úroveň znalostí vysokoškoláků je všeobecně nižší, což koreluje s počtem vysokých škol a počtem studentů. Soukromé vysoké školy nutně potřebují studenty, jinak zaniknou. Podle toho se odvíjí úroveň výuky na těchto školách. Proto je rozumné ať si sama škola stanoví výši školného, které je placeno přímo škole a studenti si sami půjčí peníze od banky.

Jednoduché zlacení

21.6.2010

Sang-Kee Eah a Matthew N. Martin se svými kolegy z amerického Rensselaer Polytechnic Institute vyvinuli novou, extrémně jednoduchou metodu vytváření tenkých zlatých povlaků, které hrají velkou roli v současných technologiích. Zjistili, že nanočástice zlata nezůstávají v toluenu rozptýlené, nýbrž vytváří vrstvu na jeho povrchu. Pokryjeme-li povrch pomocí rozprašovače drobnými kapkami tohoto rozpouštědla s nanočásticemi zlata, vytvoří jednolitou vrstvu, z níž po odpaření toluenu vznikne homogenní zlaté pokrytí tenké několik nanometrů.

Vrozená geneticky podmíněná vysoká odolnost proti nedostatku kyslíku

20.6.2010

Souvislost přirozené vysoké odolnosti proti nedostatku kyslíku u Tibeťanů s genem EPAS1 dokázali Beall, C., G. Cavalleri, et al. Publikovali článek "Natural selection on EPAS1 (HIF2?) associated with low hemoglobin concentration in Tibetan highlanders" v Proceedings of the National Academy of Science (2010). Příčinou přirozené aklimatizace na nedostatek kyslíku ve velehorách je specifický hemoglobin, jehož tvorba je u člověka řízena uvedeným génem na chromosomu 2. Již dávno je taková přirozená aklimatizace známá u domorodců z And, kteří těžce pracují v dolech a trvale žijí se svými rodinami ve výškách kolem 5000 metrů. Genetický podklad se předpokládal již dávno, nyní ho Cynthia Bellová prokázala. Aklimatizace není dokonalá, domorodky v Andách, které otěhotněly, odcházejí do menších výšek, kde později porodí. Trvalý normální život, tj. i rozmnožování, není tedy možný nad výškou 5000 metrů. Z nálezů na lamách, které mají také tento odchylný hemoglobin, a byly odchyceny a převezeny do zoologických zahrad v malých výškách, je známo, že tento hemoglobin u nich přetrvává po více než tři generace a jde tedy zřejmě o genetické přizpůsobení trvalé. I ti nejodolnější horolezci tento způsob aklimatizace nemají, jde u nich o projev adaptace. Při srovnání výkonnosti britských horolezců v expedicích na Mount Everest, kteří se účastnili výstupů před a poté po druhé světové válce, se ukázalo, že taková zvýšená odolnost na pobyt ve velehorách zůstává zachována i po více než deseti letech. Při pobytu a práci ve velehorách nejde totiž pouze o odolnost proti nedostatku kyslíku, nýbrž především o schopnost v takových podmínkách těžce pracovat, což však souvisí i s metabolismem kysličníku uhličitého a se schopností tkání pracovat tu aerobně, tu anaerobně (na kyslíkový dluh). Barbašova prokázala na ovcích v Pamíru, že vysokohorská adaptace na nedostatek kyslíku je úzce vázána na současně vykonávanou těžkou tělesnou práci (což ovšem u horolezců splněno je, nikoliv však u víceméně pasivních turistů). Překvapivě Huslar v naší expedici do Tibetu v padesátých letech, kdy sledoval také reakce čínských vojáků, kteří na výškách nad 5000 metrů pracovali na výstavbě silnic, že (odhadem) v jednom případu na deset tisíc existuje přirozená odolnost na nedostatek kyslíku i u osob, které do těchto výšek přišly z nížiny; byli jedinci, kteří přes den těžce pracovali a po práci si šli zahrát jako rekreaci volejbal – bez problémů. Pochopitelně však neměl možnost bližšího lékařského vyšetření.

akademon.cz 2.7.2010: Zajímavé je, že adaptace Tibeťanů vznikla ve velmi krátké době během asi 3.000 let. Od srovnávací skupiny čínských Chanů se liší ve 30 genech, z nichž 15 má nějakou spojitost s užitím kyslíku v organismu.

Obří bakterie na poštovní známce

19.6.2010

V dubnu 1997 byl v mořských usazeninách při pobřeží Namibie v jihozápadní Africe objeven jednobuněčný mikroorganismus o průměru 0,75 mm – tedy viditelný pouhým okem – a byl nazván Thiomargarita namibiensis. Tvoří jemné řetízky kulatých perliček. Kromě své velikosti je tato bakterie významná tím, že hromadí velká množství dusičnanů, a to do koncentrace 10000krát vyšší, než je v okolní mořské vodě. Dusičnany využívá k oxidaci sulfidových iontů, které vznikají degradací anorganického materiálu bakteriemi redukujícími sírany. Thiomargarita se nyní dočkala mimořádného uznání, když se její obraz objevil na namibijské známce o hodnotě 1,10 namibijských dolarů. Kromě této bakterie se na známkách série objevil i nový druh sumce a druh hmyzu, který byl dlouho považován za vyhynulý.

Jak rozbít bakteriální biofilmy

18.6.2010

Biofilmy jsou shluky bakterií, které k sobě lnou a je obtížné je odstranit, čímž způsobují problémy v nemocnicích a továrnách. Pracovníci z Harvardovy univerzity nyní zjistili, že bakterie Bacillus subtilis je schopná produkovat směs D-aminokyselin, které po přidání k biofilmům je bourají, například biofilmy z bakterií Staphylococcus aureus nebo Pseudomonas aeruginosa. D-Aminokyseliny se zabudují do buněčné stěny bakterií, kde zamezí připoutáni proteinových vláken a tvorbu biofilmu.

Zelenání za tmy

17.6.2010
Molekula chlorofylu je základem fotosyntézy

Některé fotosyntetické organismy, zejména z oblasti nahosemenných rostlin, jsou schopny se zelenat za tmy, což je zcela odlišné od chování krytosemenných rostlin, které k tomu vyžadují světlo. Enzym za to odpovědný je protochlorofylidoxidoreduktáza, která katalyzuje specifickou redukci dvoné vazby C17=C18 v protochlorofylidu za tvorby chlorofylidu a, což je přímý prekursor chlorofylu a. Nyní byla odkryta struktura složky enzymu z rudé fototrofní bakterie Rhodobacter capsulatus. Možný mechanismus redukce dvojné vazby tímto enzymem se podobá dobře známé dusík vázající nitrogenáze. Zdá se, že existuje evoluční příbuznost mezi molekulárními mechanismy fixace dusíku a tvorby chlorofylu za tmy.

Obleček zlepší náladu

16.6.2010

Barbara Layne z kanadské Concordia University a Janis Jefferies z londýnské Goldsmiths College vyvíjejí šaty, které vyhodnocují emoční stav svého nositele ze sledování jeho tělní teploty a frekvence srdečního tepu. Pomocí hudby z reproduktorů v kapuci, videí, obrázků či textu, jež promítá zabudovaný displej, se slušivá vestička snaží ovlivnit vaši náladu. Mobilní napojení na internet je samozřejmostí. Nevím jak vážený čtenář, ale já bych svůj emoční stav raději ovlivnil když už tak panákem kořalky nežli oblečkem, který se na mě bude snažit působit pozitivně (nebo negativně???).

Natahování molekul

15.6.2010
dvojice zlatých elektrodých spojených můstkem před přerušením a vložením molekuly (foto  Joshua Parks, Cornell University)

Prof. Dan Ralph se svými lidmi z ornell University sestrojili zařízení, které umožňuje mechanicky namáhat jedinou molekulu a sledovat tím vyvolané pohyby elektronů. Základem celého zařízení je dvojice zlatých elektrod, propojených můstkem. Ten uprostřed přerušili a přemostili jedinou velkou molekulou. Celek spočívá na křemíkové destičce pokryté oxidem křemičitým kvůli izolaci. Tu prohýbají tlakem mikrošroubu, čímž od sebe nepatrně vzdalují obě zlaté elektrody a napínají molekulu, která je spojuje. Z citlivých impedančních měření usuzují na změny rozmístění elektronů ve studované molekule. Foto Joshua Parks, Cornell University.

Jak chutná voda

15.6.2010
Sameček octomilky Drosophila melanogaster. Skutečná velikosti 2,5 mm. Foto André Karwath aka Aka 2005, licence  Creative Commons Attribution-Share 2.5 Generic

Živočichové musí být schopni detegovat vodu, aby přežili. Nyní se ukázalo, že octomilka i další hmyzí druhy mají chuťové neurony, které zprostředkovávají odkrytí zdroje vody a reakci na ně pomocí osmosensitivního sodíkového kanálu PPK28. Odstranění genu ppk28 vede ke ztrátě citlivosti na vodu, což je podkladem pro studium detekce vody v dalších organismech. Foto André Karwath 2005. Foto André Karwath 2005.

Robot pro vysoké napětí

14.6.2010
(foto Electric Power Research Institute)

Technici z amerického Electric Power Research Institute sestrojili robota, který bude samostatně provádět kontrolu dálkových elektrických rozvodů. Zařízení o délce 2 m a váze 65 kg pojede po zavěšeném kabelu rychlostí přibližně 5 km/hod. Energii mu dodá sluneční záření a kontrolovaný kabel. Poškození kabelu zjišťuje pomocí elektrického šumu. Překážky v okolí, jako třeba přerostlé stromy, zjistí širokoúhlá kamera. Informace o zjištěných záývadách předá pomocí satelitního spojení nebo mobilního telefonu. První testy začnou koncem měsíce, ke zkušebnímu komerčnímu nasazení dojde v roce 2014 na vysokonapěťovém vedení Potomac-Appalachian Transmission Highline v Ohiu. Podobná zařízení vyvíjí i kanadský Hydro-Québec Research Institute a japonská společnosti Kansai Electric Power Co.

Čichám, čichám trhavinu...

13.6.2010
Zdroj:
S.Belkin, Remote detection of buried landmines using a bacterial sensor, Nature Biotechnology 35, 308–310 (2017) doi:10.1038/nbt.3791
Zdroj
Struktura TNT (2-methyl-1,3,5-trinitrobenzen), nejběžnější trhaviny

Tým vědců z University of St. Andrews sestrojili zařízení, které je velmi citlivé k oxidům dusíku, jež unikají z většiny běžných trhavin. Jejich přístroj dokáže vyčichat uložené miny. Původně vylepšovali laser založený na polyfluorenu, což je sloučeniny, která po excitaci velmi silně luminuje (vyzařuje světlo). Její chování velmi silně ovlivňuje vazba na molekuly oxidů dusíku, takže změny v luminiscenci pozorujeme již při koncentraci 10 ppb (10 molekul NOx na miliardu jiných). Vzhledem k tomu, že oxidu dusíku jsou přítomné i ve výfukových plynech automobilů, nejspíš se v civilizované části světa nové zařízení neuplatní. Nicméně v pustinách Afghánistánu, asi největšího současného bojiště, by své místo najít mohlo, byť ochrana třeba automobilových konvojů bude nejspíš problematická i tam.

akademon.cz 20.10.2012: Charlotte D'Hulst se svými kolegy z City University of New York se vydala jinou cestou. Geneticky modifikovali obyčejnou myš. Zvětšili 500 x citlivost jejího čichu vůči oxidům dusíku, které uvolňují trhaviny běžné trhaviny. Využití hlodavců k odminování není novinkou. Belgická organizace APOPO k vyhledání min užívá trénovaných krys obrovských (Cricetomys gambianus).

12.3.2015: Vhodnými pomocníky pro vyhledávání pozemních min by se mohli stát sloni díky svému vynikajícímu čichu a slušné inteligenci. Při testech, které proběhly u městečka Bela-Bela, severně od jihoafrického hlavního města Pretorie, sloni Shan, Mussina a Chishuru nalezli téměř všechny ukryté vzorky trhaviny TNT (viz obr.), která v minách převládá. Jejich chybovost činila pouze několik procent, což je slušný výsledek.

12.4.2017: Vědci z Hebrejské univerzity v Jeruzalémě pro vyhledávání min vypěstovali speciální bakterie. Geneticky je upravili tak, aby v přítomnosti oxidů dusíku vyzařovali modrozelenou fluorescenci. Terén se posype malými plastovými kuličkami s modifikovanými bakteriemi, kterou začnou svítit v místech, kde leží miny.

Umělý život !!!?

13.6.2010

Před krátkou dobou se media zahlacovala zprávami o vytvoření umělého života. Opravdu k tomu došlo ? No, tak … vlastně, jak se to vezme. Co vlastně tým J.Craiga Ventera udělal? Vzal známou sekvenci bakteriálního genomu, genomu Mycoplasma mycoides, a podle ní vytvořil syntetický bakteriální chromosom, který přenesl do hostitelských bakterií příbuzného druhu Mycoplasma capricolorum. Bakterie nesoucí syntetický chromosom byly schopny se replikovat a měly všechny znaky Mycoplasma mycoides. Chromozom byl vytvořen ze syntetických oligonukleotidů kombinací různých postupů: enzymatických reakcí ve zkumavce a rekombinací DNA v kvasinkách Sacharomyces cerevisiae. Kazety vytvořené ze syntetických oligonukeotidů obsahující sekvenci celého genomu byly postupně v několika krocích v kvasinkách zrekombinovány na celý chromosom. Syntetický chromosom, který obsahoval malé změny oproti sekvenci Mycoplasma mycoides byl poté přenesen bakterií Mycoplasma capricolorum, jejichž cytoplasma sloužila pro replikaci dárcovského genomu. Po replikaci kolonie bakterií obsahují pouze proteiny kodované dárcovským genomem. Je to nepochybně určitý milník v oboru a prokazuje, že pro vytvoření bakterie je zapotřebí pouze sekvence jejího genomu (a ještě ty hostitelské bakterie). Naznačuje cestu, kterou se může příprava syntetických organismů ubírat. Ačkoli Craig Venter není jediný, kdo se podobnými postupy zabývá, opět dokázal, že se nebojí myslet ve velkém. Práce byla publikována v prestižním časopise Science (http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/science.1190719) a jeho autoři také patentovali horem dolem – což vzbudilo nevoli známého badatele Johna Sulstona (http://news.bbc.co.uk/2/hi/science_and_environment/10150685.stm), který si zřejmě ne zcela neoprávněně ztěžuje, že patenty jsou příliš široké. Publikace se stala vítaným krmením pro media, a obrázek dvou modrých bakteriálních kolonií na oranžovém agaru oběhl svět. Ty dvě krásné modré bradavky (nebo snad oči ?) na oranžovém pozadí evokují něco arteficiálního, co se v přírodě nemůže vyskytnout - i když modré jsou proto, že produkují beta-galaktosidázu, která převádí látku X-gal obsaženou v agaru na modré barvivo (s Avatarem to nemá nic společného, i když jsou taky modré).

Vývoj molekulárního vodíku mimo fotodisociační oblasti v ultrajasných infračervených galaxiích

13.6.2010

Ultrajasné infračervené galaxie patří mezi nejjasnější objekty ve vesmíru a jejich výkon byl připisován intenzivní tvorbě hvězd. Rotační spektrální linie molekulárního vodíku nejsou ovlivněny prachovým zastíněním. Nedávná studie v USA ukazuje, že prachové stínění ovlivňuje indikátory tvorby galaxií, ale nikoli molekulárního vodíku. Emise H2 zřejmě vzniká vně zastíněných oblastí. V rozporu se současnou teorií, že emise H2 je přímo spojena s tvorbou hvězd, se autorka N.L. Zakamska domnívá, že tvorba H2 je následkem srážek s okolním materiálem, k nimž dochází interakcí s nedalekými galaxiemi. Velké srážky, které se ochlazují emisí H2, mohou tak být hojnější. V raném vesmíru mohl nárůst emisí H2 tak urychlit ochlazování hmoty, které vedlo k tvorbě hvězd a galaxií.

Invazní druhy lze predikovat pomocí ekonomických faktorů

13.6.2010
logo AV ČR

Tisková zpráva AV ČR: Zatížení invazními druhy závisí mnohem více na ekonomické zdatnosti země než na klimatických a geografických faktorech – bohaté evropské státy s vysokou hustotou osídlení jsou v Evropě nejvíce invadovány. Ekonomické faktory jsou těsně spjaty s výskytem invazních druhů, které narušují ekosystémy a způsobují značné ekologické škody. Mezinárodní tým 26 vědců, vedený prof. Petrem Pyškem a prof. Vojtěchem Jarošíkem z Botanického ústavu AV ČR a katedry ekologie Přírodovědecké fakulty UK publikoval toto zjištění tento týden v prestižním časopise Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS). Studie je výsledkem projektu DAISIE (Delivering Alien Invasive Inventory for Europe), který byl v letech 2005-2008 financován 6. rámcovým programem Evropské unie a za Českou republiku se ho jako partner účastnil Botanický ústav AV ČR.

„Počet invazních druhů v Evropě stále roste a stejně tak se prohlubují důsledky jednotlivých invazí,” říká Petr Pyšek, vedoucí autor studie. „Regionální příčiny invazí jsou složité a situace v jednotlivých evropských zemích závisí na mnoha faktorech, ale naše studie jako první na kontinentální úrovni zobecnila význam ekonomických, geografických a klimatických faktorů pro invaze několika skupin organismů, rostlin, hub, bezobratlých živočichů a obratlovců, v suchozemském i sladkovodním prostředí. Ukázalo se, že demografické a ekonomické faktory jsou klíčové, na této úrovni hrají mnohem důležitější úlohu než klima či geografické podmínky.”

Míra zasažení evropských států invazními druhy nejvíce závisí na populační hustotě a ekonomické prosperitě. Tyto faktory odrážejí intenzitu mezinárodního obchodu, který je jedním z hlavních vektorů biologických invazí (zavlékání druhů mimo oblast jejich původního výskytu). Invazní druhy cestují jako příměs obchodovaných komodit, například potravin či krmiva, nebo jsou samy komoditou jako v případě okrasných rostlin či doma chovaných zvířat. Některé z nich posléze zplaní či uniknou ze zajetí a mohou se v novém území rozšířit.

Zjištění je významné pro politiku přístupu k biologickým invazím v Evropě a jejich budoucí management, i když řešení problému invazí zdaleka není snadné – evropské státy nejsou příliš ochotné přijímat opatření, která by mohla interferovat s jejich ekonomickým růstem, uvádějí autoři studie. „Evropa potřebuje zlepšit monitoring zavlékání invazních druhů a vhodným krokem by bylo omezení či regulace nebo alespoň důslednější kontrola určitých typů importovaného zboží; to se však v dnešním světě volného obchodu prosazuje velmi těžko. Určitou cestou by bylo například zavedení poplatků či tarifů, které by u jednotlivých komodit zohledňovaly míru rizika plynoucího z invazí s dotyčným typem obchodování spjatých. K tomu lze využít znalosti toho, jak jednotlivé ekonomické činnosti souvisejí se zavlékáním konkrétních skupin invazních organismů,” dodává Pyšek. Například regulace mezinárodního obchodu s doma chovanými zvířaty by přispěla k omezení počtu invazních obratlovců, zatímco zaměření na dopravní infrastruktury by mohlo pomoci omezit počet zavlékaných druhů hmyzu či rostlin.

Umělá plicní ventilace je stále dokonalejší

13.6.2010
logo ČVUT

Tisková zpráva ČVUT: Možná pod vlivem televizních seriálů z lékařského prostředí existuje v povědomí lidí názor, že umělá plicní ventilace je dokonalá, jednoduchá a bezpečná metoda, která úspěšně řeší respirační selhání. V praxi je bohužel situace jiná. Úmrtnost pacientů postižených akutním respiračním selháním dosahuje téměř 40 % případů, a je-li přítomno ještě další komplikující onemocnění, umírá na ni až 60 % pacientů.

V poslední době zaznamenala umělá plicní ventilace výrazný posun zavedením takzvané vysokofrekvenční ventilace, u které se používají velmi malé dechové objemy a menší tlakové změny v respirační soustavě. To chrání plíce před poškozením, ke kterému často při umělé plicní ventilace dochází. Vysokofrekvenční ventilace bylo doposud možno použít jen v případech, ve kterých byl pacient zcela bez vlastní dechové aktivity. Tento stav se navozoval použitím speciálních látek označovaných jako svalová relaxancia.

Výzkumníkům z Fakulty biomedicínského inženýrství ČVUT se podařilo najít způsob, jak se vyhnout podávání látek potlačujících zbytky vlastní dechové aktivity pacientů, což přispívá k dalšímu vylepšení vysokofrekvenční umělé plicní ventilace. Jedná se o speciální zařízení, které naopak spontánní dýchání při vysokofrekvenční umělé plicní ventilaci podporuje, a tím zlepšuje i její účinnost. Výsledky tohoto výzkumu ocenila vedle odborníků z celého světa i americká firma SensorMedics, která vysokofrekvenční ventilátory vyrábí. Za tento výzkum byla doc. Ing. Karlu Roubíkovi, Ph.D. z Fakulty biomedicínského inženýrství ČVUT již podruhé přiznána cena Johna Havena Emersona, která je udělována jednou ročně v Salt Lake City v americkém Utahu.

Jak sčítat hlasy?

4.6.2010

Spolehlivosti voleb se doposud povětšinou dosahuje tím, že sčítání hlasů provádějí větší skupiny lidí, u nás zvané volební komise. Jejich vzájemnou kontrolou se zmenšuje možnost chyby či záměrné manipulace. Nicméně tento systém je stále více v rozporu s pokračující digitalizací a elektronizací našeho života a je jako jakákoli jiná lidská činnost zatížena nějakou chybou, jak se ukázalo při prezidentských volbách ve Spojených státech v roce 2000. Ani sebevětší tlak nezvoleného Alberta Gorea výsledky nezpřesnil. Možnost ovlivnění a systematické chyby jsou zatím hlavní výhrady vůči systémům elektronickým. Experti z University of Surrey, University of Birmingham a University of Luxembourg vyvinuli zajímavý volební systém, pracuje s kódovanými daty již od okamžiku přečtení volebního lístku. Jeho část, na které jsou jména kandidátů, si volič může uchovat pro kontrolu. Ve druhé části volebního lístku jsou stejné údaje v zakódované podobě, které se po přečtení optickou čtečkou přenesou rovnou do centrálního počítače. Dříve nebo později jistě pronikne moderní technika i do bezprostředního aktu volby, zatímco nyní se s ní setkáváme spíše ve vyšších úrovních zpracování volebních výsledků.

Některá prospěšná opatření by se dala realizovat i se současnou technikou. Volební obvody měly smysl v době, kdy rychlost přenosu informací byla určena rychlostí koně, anebo pokud je mandát poslance územně vázán, jako v našem senátu. Nic z toho neplatí pro poslaneckou sněmovnu, takže rozdělení České republiky na volební obvody jen umožňuje politickým stranám manipulovat s našimi hlasy dovedně vybranými způsoby převodu hlasů na mandáty. Vytvoření jediného volebního obvodu po celém území státu pro současnou techniku nepředstavuje problém a zároveň by zjednodušilo přepočet hlasů na křesla v poslanecké sněmovně.

Zrušení spodního limitu pro vstup do poslanecké sněmovny by rovněž mohlo zlepšit její fungování. Problém není tříštění hlasů, o čemž nás velké politické strany a někteří novináři snaží přesvědčit. Hlavním problémem je hlasování po kompaktních stranických blocích, bolest, přetrvávající již z období první republiky. Roztříštit a rozmělnit je třeba stranické bloky, a k tomu by mohlo napomoci zrušení limitů pro vstup do sněmovny a zastoupení menších stran, třeba jen jediným poslancem.

Kolik existuje mikroorganismů?

3.6.2010

Odhady počtu mikrobiálních druhů se zřetelně zvýšily od založení (v roce 2003) Sčítání mořských mikrobů IcoMM. V té době bylo definováno 6000 mikroorganismů a odhadovalo se, že jich může existovat stokrát více. Poslední analýzy však ukazují, že v oceánech žije alespoň 20 milionů druhů včetně takových exotů, jako jsou mřížovci Acantharia, jejichž „kostra“ je tvořena síranem strontnatým.

Transport nanočástic

3.6.2010
struktura N-isopropylakrylamidu

Liang-Yin Chu se svými kolegy ze Sečuanské univerzity vyvinul novou metodu, jak doručit nanočástice na místo určení. Nejprve je zapouzdří do kapslí z hydrogelu z poly(N-isopropylakrylamidu). Při jejich zahřátí nad nevysokou kritickou teplotu, jež je dána jejich strukturou, se stěny kapslí prudce zhroutí a uvolní obsah. Kromě infračerveného a mikrovlnného záření lze využít i ultrazvuku.

Uran z mořské vody

2.6.2010
Struktura 2,6-terfenyl karboxylové kyseliny

Tým Juliuse Rebeka jr. Z kalifornského Scripps Research Institute připravil nový ligand, který vytváří pevný komplex s uranylovým iontem UO22-. Jde o 2,6-terfenyl karboxylovou kyselinu. Její tři molekuly vytvoří s uranylovým aniontem pevný hydrofobní komplex, který lze z vody dobře extrahovat do organického rozpouštědla. Nová látka má velký význam pro získávání uranu z mořské vody. Přestože jeho koncentrace je nepatrná, ve Světovém oceánu je rozpuštěno celkem 4,5 miliardy tun uranu, tedy tisíckrát více než se nachází ve všech známých suchozemských nalezištích.

Diskuse/Aktualizace