Enzymem na yperit

31.8.2006
Dřevoryt Josefa Váchala Otravný plyn inspirován zážitky z 1.světové války.

Vědci z Masarykovy univerzity v Brně a z Vojenského technického ústavu identifikovali enzym, který rozkládá yperit, jež patří mezi chemické zbraně. V českých textem se často používá též nesprávné označení hořčičný plyn vzniklé doslovným překladem anglického pojmenování mustard gas. Za normální teploty jde o těkavou kapalinu tuhnoucí při 14,4 oC o chemickém vzorci ClCH2 CH2SCH2 CH2Cl. Při zasažení či vdechnutí velmi silně leptá tkáně. Příčinou smrti bývá zpravidla udušení v důsledku rozleptání plic. Samozřejmě, že v současné době máme k dispozici látky, které jej neutralizují. Fungují však na bázi chemické reakce, což značí, že jedna molekula činidla zlikviduje jednu molekulu yperitu. Jediná molekula enzymu, který odhalili čeští vědci, však rozloží za vhodných podmínek i miliony částic yperitu.

Obrazovka zářící všemi barvami

30.8.2006

Veškeré dosavadní technologie vytváření obrazů na obrazovce, tedy pomocí elektronového paprsku, kapalných krystalů nebo plasmy využívají pouze tří předem definovaných barev, z nichž skládá všechny ostatní. Ve Švýcarsku pracují na obrazovce, která by disponovala všemi barvami viditelného světla, takže výsledný obraz by byl pochopitelně lepší. Základem je laditelná optická mřížka, na níž dojde k rozkladu bílého světla z diody LED. Elektronicky řízený piezoelektrický pásek polymeru natáčí jednotlivé segmenty mřížky tak, aby vpřed mířil paprsek požadované vlnové délky a tedy žádané barvy. Ten projde nepatrným otvorem před mřížkou, zatímco světlo jiných vlnových délek dopadne na neprůhledné okolí otvůrku. Složením tisíců těchto segmentů získáme celou obrazovku.

Mimozemský gejzír

29.8.2006

Speciální termocitlivá kamera z družice Mars Odyssey zaznamenala z oběžné dráhy Marsu zvláštní úkazy na jeho jižním pólu, které astronomové z Arizona State University vysvětlují jako gejzíry. Povrch marsovských pólů totiž pokrývá vrstva suchého ledu, tedy tuhého oxidu uhličitého. Při jejím nestejnoměrném zahřátí slunečními paprsky vznikají dutiny se silně natlakovaným plynem, který pak proráží na povrch a strhává sebou písek s prachem.

Biokerosín

29.8.2006

Brazilská společnost Tecbio zahájila ve spolupráci s NASA a firmou Boeing práce na vyvinutí technologie pro výrobu palivo pro letadla z rostlin. Rostoucí ceny ropy tlačí její spotřebitele stále více k hledání nejrůznějších náhražek. Můžeme namítnout, že není třeba nic vyvíjet, protože bionafta je známou a rozšířenou látkou, kterou můžeme běžně nakoupit i u nás. Ta se však do tryskových motorů letadel použít nedá, protože tuhne při vyšší teplotě než letecký petrolej. A právě to je hlavní problém, který je třeba u biokerosínu vyřešit. Firma Tecbio se touto problematikou zabývala již v první polovině osmdesátých let a z té doby vlastní několik patentů. Nicméně celý projekt byl v té době ukončen, protože cena ropy byla nízká.

Ekologické roznětky

28.8.2006

Chemici z Los Alamos National Laboratory připravili sloučeniny, které mohou nahradit doposud užívané třaskavé chemikálie v roznětkách. Konkrétně jde o aniontové komplexy železa či mědi s nitrotetrazolem. Tetrazol je cyklickou sloučeninou s pětičlenným cyklem o sumárním vzorci CN4H2. Hořením nových látek vzniká pouze oxid uhličitý, dusík, voda a neškodné oxidy kovů. To se nedá říci o doposud užívaných sloučeninách, kterými jsou zejména azid olovnatý PbN2, kyanatan rtuťnatý Hg(OCN) 2 či 2,4,6-trinitrobenzen-1,3-diolát olovnatý. Při jejich shoření do prostředí unikají škodlivé sloučeniny těžkých kovů.

Kolik je ve sluneční soustavě měsíců?

28.8.2006

V souvislosti s nedávnou změnou počtu planet (akademon.cz 24.8.2006) by bylo též zajímavé, podívat se, kolik vlastně mámě ve Sluneční soustavě satelitů planet, kterým říkáme měsíce. Je až neuvěřitelné, jak moderní teleskopická technika pomohla rozšířit jejich počet. Následující tabulka ukazuje, jak se počet známých měsíců zvyšoval v době od zbudování obřích teleskopů v Kalifornii:

Planeta 1940 1975 2000 2006
Merkur 0 0 0 0
Venuše 0 0 0 0
Země 1 1 1 1 (1+ 0)
Mars 2 2 2 2 (2 + 0)
Jupiter 11 13 28 63 (8 + 55)
Saturn 10 10 30 47 (21 + 26)
Uran 4 5 21 27 (18 + 9)
Neptun 1 2 8 13 (6 + 7)
Pluto 0 0 1 3 (1 + 2)

Čísla v závorce udávají počet „pravidelných” měsíců, které obíhají v rovině blízké ekliptice a ve směru otáčení planety, a měsíců „nepravidelných”, které obíhají v nepravidelných, často protáhle eliptických drahách ve velkém odklonu od ekliptiky a většinou proti směru otáčení planety.

Ochrana mozku před nedostatkem kyslíku

25.8.2006

Australským lékařům se podařilo identifikovat bílkoviny, který pomáhá chránit mozek před následky nedostatku kyslíku. Ke špatnému prokrvení mozku může dojít z různých příčin – úraz, tonutí, špatný průběh porodu anebo mozková mrtvice. Zároveň jde o orgán k nedostatku kyslíku (hypoxii) nejcitlivější. Bílkoviny HIF1 a PHD2 jednak řídí tok glukózy, což je hlavní zdroj energie pro nervové buňky, jednak mají vliv na tvorbu červených krvinek. Ovlivňují tedy další šíření škod v mozku kvůli nedostatku kyslíku a v počáteční fázi mohou napomoci i při regeneraci poškozených částí. Experimenty na krysách naznačují, že zvýšení koncentrace zmíněných proteinů výrazně přispívá při překonávání následků hypoxie, takže tyto výzkumy možná povedou k přípravě nových léků.

Přes mastnou kyselinu na spavou nemoc

25.8.2006
Trypanosoma Brucie, poddruh  Brucei, v podobě, v jaké se vyskytuje v krevním řečišti. Černá úsečka je 10 mikrometrů dlouhá.

Prvok způsobující spavou nemoc, Trypanosoma Brucei, dokáže připravovat mastné kyseliny (organické kyseliny s dlouhým uhlovodíkovým řetězcem) dosud neznámým způsobem, což zjistila skupina vědců z Johns Hopkins Univesity. K syntéze kyseliny myristové CH3(CH2)12COOH, s jejíž pomocí kotví své membránové proteiny, používá enzym, o němž bylo doposud známo, že pouze umí prodlužovat řetězce mastných kyselin o dvouuhlíkové štěpy a nikoliv zahájit syntézu kyseliny samé. Odhalení této jedinečné metabolické cesty otevírá další možnost pro přípravu účinných léků proti spavé nemoci, jíž trpí asi šedesát milionů lidí.

Prvoci rodu Trypanosoma jsou vesměs parazity se složitým životním cyklem, kteří se vyskytují v tělech bezobratlých, savců, ale i obojživelníků a ryb. Způsobují řadu různých onemocnění, např. Chagasovu chorobu, jíž vyvolává druh Trypanosoma cruzi. Jde vlastně o americkou obdobu spavé nemoci, která je endemická v subsaharské Africe.

Konec deváté planety

24.8.2006

Ve škole jste se nepochybně učili, že Sluneční soustava obsahuje devět planet: Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Mezinárodní astronomická unie právě dnes na svém pražské zasedání definitivně vyřadila Pluta ze seznamu planet. Důvodem jsou jeho příliš malé rozměry. Jeho průměr činí totiž pouze 2300 km, což je méně než pětina zemského průměru a asi dvě třetiny průměru našeho Měsíce. Pokud by tak malé těleso mělo být řádnou planetou Sluneční soustavy, museli bychom zvýšit jejich počet z devíti na dvanáct, protože obdobných těles je více (např. Ceres, Iris nebo Plutův vlastní měsíc Charon). Nyní je všechny včetně Pluta nazýváme trpasličími planetami.

Jak to bylo s globálním oteplováním v minulosti

24.8.2006

Usazeniny v zemské kůře byly podrobeny zkoumání pro získání jejich vzorků v Arktidě třemi ledoborci a vrtnými loděmi - šlo tu o vzorky za posledních 55 milionů let. Před 50 až 55 miliony let byly teploty na severním pólu okolo 23 °C a koncentrace atmosférického oxidu uhličitého byla šestkrát vyšší než je dnes (a tehdy žádná auta nejezdila!). Zajímavé je, že po 5-10 milionech let od tohoto subtropického podnebí nastala jakási celosvětová doba ledová.

Pohled z APEXu

18.8.2006

Ve výšce 5107 m nad mořem se v chilských Andách nachází 12metrový teleskop zvaný APEX, který zkoumá jižní oblohu od loňského roku. Přístroj zachycuje červené a infračervené záření a zatím se podařilo s jeho pomocí objevit ve vesmíru ion CF+ (fluorodimethylidynium), což podporuje představy o mezihvězdné chemii. Počítá se s tím, že během několika let tu bude vybudována soustava padesáti 12metrových teleskopů zvaná Atacama Large Millimeter Array čili ALMA.

Vliv magnetického pole na supravodivost

17.8.2006

Zajímavé pozorování učinili fyzici z Universtiy of Arizona. Zjistili, že silné magnetické pole změní podstatu tzv.Cooperových párů, což je dvojice elektronů zodpovědná za supravodivost. V supravodivých látkách se elektrony spojují do dvojic, které se pak mohou pohybovat bez jakéhokoli odporu. Z makroskopického pohledu pak pozorujeme vymizení elektrického odporu. Cooperových párů však existují dva druhy. U jednoho z nich mají oba elektrony souhlasný spin, u druhého míří spiny elektronů opačně. Extrémně silné magnetické pole je však dokáže proměnit tak, že každá dvojice elektronů je jakoby průměrem prvního i druhého typy. Na supravodivém chování však tato přeměna Cooperových párů nic nezmění.

Voltmetr v enzymu

16.8.2006

Pracovníci Stanfordovy univerzity v Kalifornii vyvinuli způsob, jak umístit v molekule enzymu jakýsi nanovoltmetr, který měří elektrické pole vznikající při katalytické aktivitě enzymů. Změny tohoto pole, vyvolané mutacemi enzymového proteinu, posouvají vibrační frekvenci trojné vazby mezi C a N nedaleko aktivního místa enzymu, v tomto případě aldosa-reduktázy.

Písně lásky u komárů

15.8.2006

Létající komáři mění pisklavý zvuk vyvolaný pohybem křídel, tak aby se shodoval se zvukem potenciálního partnera. Badatelé z univerzity v Greenwichi a v Sussexu zaznamenávali frekvence zvuku vydávaného párem tropických komárů Toxorhynchites brevipalpis. Oba komáři opačného pohlaví měnili výšku zvuku tak, aby se shodovala s výškou zvuku partnera respektive partnerky. Samečkové, zřejmě díky svým rozvinutějším tykadlům, přizpůsobují své frekvence rychleji než samičky.

Počítadlo atomů

14.8.2006

Zařízení, které je schopno počítat jednotlivé atomy, sestrojili na MIT. V podstatě jde o rezonanční dutinu, běžnou součást každého laseru, v níž světlo tvoří stacionární vlnu. Nachází-li se uvnitř nějaké atomy, dochází na nich k rozptylu světla, a tím způsobem lze zjistit jejich počet.

Dělení kontinentů v Afarské proláklině

14.8.2006

Během jediného týdne v září 2005 se vytvořila v Afarské proláklině v Etiopii 60 km dlouhá trhlina o šířce 8 m, při čemž se vyvalila roztavená hornina o objemu 2,5 krychlových kilometrů. Podobný jev nastal v Krafle na Islandu před 25 lety, ale tehdy šlo o sérii posuvů trvající téměř deset let. Afarská trhlina byla doprovázena 16 zemětřeseními o síle větší než 3,9 stupňů Richterovy stupnice a sopečným výbuchem.

Je to planeta, není to planeta?

11.8.2006

Zajímavé objekty se podařilo nalézt v souhvězdí Hadonoše asi ve vzdálenosti 400 světelných let. Jde o navzájem se obíhající dvojici těles (Oph 162225-240515), které nepatří k žádnému slunci. Vznikla před milionem let stejným procesem jako hvězdy, jejich hmotnost je však příliš malá (asi 1% hmotnosti Slunce) , než aby v nich mohla vzplát termonukleární reakce. Takových objektů známe již asi 15, avšak osamocených. Chladný systém v Hadonoši je prvním pozorovaným, kde dvě taková tělesa, která se astronomové zdráhají označit jako planety, obíhají kolem společného těžiště, přičemž jejich vzdálenost je rovna asi jeden a půl násobku průměru Sluneční soustavy.

Imunitní buňky rozeznají přítele od nepřítele

11.8.2006

Vědci z univerzity v Osace prokázali, že skupina imunitních buněk ze zažívacího traktu myší, v oblasti tzv. lamina propria, nese na povrchu receptor označený TLR5, který rozeznává flagelin, nacházející se na povrchu bakterií, způsobujících choroby, a vyvolá imunitní odpověď. Ale na rozdíl od některých imunitních buněk jinde v těle lamina propria neobsahuje receptor TLR4, který rozeznává běžný bakteriální lipopolysacharid. Tato kombinace umožňuje, aby „dobré” bakterie ve střevě zůstaly nenapadeny, zatímco „zlé” bakterie jsou zneškodněny.

Vodíková hromadná doprava

10.8.2006

Berlínský dopravní podnik chce mít do roku 2009 každý pátý autobus poháněný vodíkem. Znamená to, že celkem 250 vozů bude vybaveno spalovacím motory, jejichž palivem bude místo nafty plynný vodík. Jejich velkou výhodou je, že tyto autobusy neemitují skleníkové plyny (oxid uhličitý) nýbrž pouze čistou vodu. Nevýhodou je však vysoká cena, protože stojí asi čtyřikrát víc než běžný autobus s dieselovým motorem. Nicméně rozdíl uhradí dotace Evropské unie. První dva takové autobusy testoval Berlínský dopravní podnik již v průběhu mistrovství světa ve fotbale, kdy přepravovali fanoušky z letiště Tegel na Olympijský stadion, kde probíhalo několik zápasů včetně finále. Tento projekt svým rozsahem předstihl i ambiciózní islandský plán (viz akademon.cz z 27.11.2002)

Co je ballbot?

10.8.2006
ballbot a jeho tvůrce prof. Ralph Hollis

Tým výzkumníků z Carnegie Mellon University vyvinul pohyblivého robota nového typu. Místo kol nebo nohou využívá k pohybu jedinou pohyblivou kouli, na níž se může valit všemi směry. Jeho procesor vyhodnocuje průběžně údaje z čidel, která registrují pohyb a polohu, a ballbota neustále stabilizuje. Výhodou je vyšší manévrovací schopnost a snažší ovladatelnost. Udržování rovnováhy 50 kg těžkého robota není tak obtížné, jak by se nám zdálo, když se představíme, že bychom se měli pohybovat přešlapováním na medicinbalu. Ale náš způsob pohybu a udržování rovnováhy se vyvíjel stovky milionů let a pro počítač nepředstavuje žádný problém nepřetržitě řídit balancování na kouli a průběžně vyrovnávat nepatrné, neustále při pohybu vznikající odchylky. Koordinace pohybu několika nohou je bezpochyby softwarově náročnější úloha. Pohyb na kolech pak omezuje manévrovací schopnosti. Je možné, že jsme právě svědky vzniku nového a zásadního konceptu robotiky.

Nový acidofilní methanogen z kyselého rašeliniště

9.8.2006

Kyselá rašeliniště patří mezi nejvýznamnější zdroje atmosférického methanu a obsahují velký počet methanogenních archebakterií. Přes toto bohatství se nikdy nepodařilo je kultivovat v laboratoři a izolovat v čisté formě. Nedávno však američtí mikrobiolgové získali kulturu jednoho člena této skupiny, při čemž optimální pH pro jeho růst bylo nižší než 5. Mikroorganismus dosud neobdržel druhové latinské označení.

Diamantový nanooscilátor

9.8.2006

V Argonne National Laboratory ve spolupráci s několika soukromími firmami i akademickými pracovišti vyvinuli novou technologii, která umožňuje využít diamant k přípravě nanotechnologických zařízení a tato plně integrovat do stávajících křemíkových integrovaných obvodů. Konkrétním výstupem je miniaturní mechanický oscilátor o rozměrech asi 100 nm. Vzhledem k velké tvrdosti může diamantový oscilátorek kmitat až při frekvenci 100 miliard Hz, což je výrazně více než dosavadní obdobná zařízení. Oscilátory jsou velmi důležitá zařízení v mikroelektronice, takže v nějaké podobě je najdeme prakticky v každém zařízení.

Nové měsíce Pluta mají jména

8.8.2006

Nedávno objevené dva měsíce planety Pluto byly nyní oficiálně pojmenovány a jména schválena Mezinárodní astronomickou unií. Jeden z nich se jmenuje Nyx, což byla řecká bohyně noci a matka Charona, což je i jméno dříve známého, poměrně velkého měsíce Pluta. Byla však zvolena egyptská varianta jména Nix, aby nedošlo k záměně s již dříve popsaným asteroidem Nyx. Druhý měsíc byl nazván Hydra, což byla devítihlavá saň zabitá Heraklem. Prý ta volba byla ovlivněna i tím, že Pluto je devátou planetou sluneční soustavy.

Evoluční rekord

7.8.2006

Když se vytvořily jihoamerické Andy před 2-4 miliony let, vznikly tam biotopy pro otužilé rostliny. Jak ukazují vědci z oxfordské univerzity, jednou z nich byla lupina (rod Lupinus), která dorazila do And před 1,5 milionem let. Od té doby z ní vzniklo 81 nových druhů, při čemž nová větev fylogenetického stromu se vytvořila každých 350 000 let. To je mezi rostlinnými druhy světový rekord, který překonávají mezi živočišnými druhy pouze ostroploutvé rybky cichlidy z východoafrických jezer.

Archimedův text

4.8.2006

Pomocí nedestruktivní rentgenové fluorescence se podařilo odhalit více než 1000 let staré přepisy původních textů Archimeda ze Syrakus, významného řeckého učence. Jde o část jeho pojednání O plovoucích tělesech. Ve 13.století jeruzalémský mnich Johannes Myronas odstranil z pergamenu původní přepisy z 10.století a vzácný materiál znovu pokryl texty modliteb. Recyklace drahého pergamenu byla ve středověku běžná a rukopisy vytvořené na pergamenech, z nichž byl původní text oškrábán, nazýváme palimpsesty. Moderní technika však umožní odhalit i před staletími odstraněný text.

Maximální délka života

4.8.2006
Střevle Semotilus corporalis je sladkovodní ryba obývající severovýcho Spojených států a východ Kanady.

Nedávná studie několika západoevropských univerzit určila maximální délku života různých živočichů takto (ve dnech):

Jepice Ephemera vulgata 0,6
Hlístice Caenorhabditis elegans 11
Octomilka Drosophila melanogaster 73
Střevle Semotilus corporalis 730
Myš Mus musculus 1000
Pes Canis familiaris 7000
Kočka Felis domesticus 11 000
Člověk Homo sapiens 40 000
Želva Geochelone gigantea 84 000

Srážka hurikánů

3.8.2006
Jupiter v nepravých barvách. Větší, výše položená bílá skvrna představuje Rudou skvrnu, menší pak vír Oval BA (foto NASA)

Oba obrovské víry v atmosféře Jupitera, Rudá skvrna stará minimálně tři sta let a menší vír oficiálně zvaný Oval BA, poprvé pozorovaný v roce 2000, se málem při svém putování srazily. Nicméně v současnosti se již opět od sebe vzdalují. Větší průměr Rudé skvrny kolísá v rozmezí 24 – 40 tisíc km, menší pak 12 – 14 tisíc km.

Nové místo pro RNA

3.8.2006

Až dosud byli molekulární biologové přesvědčeni, že jsou pouze tři místa v buňce, která mají svůj genom, totiž jádro, mitochondrie a chloroplasty. V červnu tohoto roku zjistili vědci z massachusettské Woods Hole, že v centrosomech, málo známých buněčných organelách, hrajících úlohu při dělení jádra a při tvorbě mikrotubulů, se vyskytuje genetický aparát, ale složený výlučně z RNA. Druh RNA nalezený v centrosomech severoamerické mořské škeble se nikde jinde v buňce nevyskytoval. Jedna z těchto RNA kóduje proteiny zúčastněné v replikaci DNA i RNA, takže centrosomy jsou zřejmě samoobnovitelné, což je základní charakteristikou živé hmoty.

Druhohorní pavouk

2.8.2006
Mesozygiella dunlopi v jantaru (foto David Penney)

U městečka Alava v severním Španělsku se podařilo nalézt nový druh druhohorního pavouka z obdobní spodní křídy. Jediný nalezený kus byl zalit v jantaru. Jeho staří se pohybuje mezi 115 až 121 miliony let a je nejstarším dosud nalezeným exemplářem tohoto typu pavouků. Protože jeho potomci se dneška nedožili, objevitelé pojmenovali nový druh Mesozygiella dunlopi. Patřil k těm typům pavouků, kteří spřádají kruhové, radiálně vyztužené sítě.

Piezoelektrické dřevo

1.8.2006
Struktura molekuly nejrozšířenějšího biologického polymeru celulózy.

Poslední experimenty potvrdily více než padesát let staré pozorování, totiž že dřevo má piezoelektrické vlastnosti. To znamená, že mění tvar, pokud na něj působí elektrické napětí. Nyní se prokázalo, že tuto vlastnosti dřevu propůjčují molekuly celulózy, která je jeho hlavní součástí. Chemicky je celulóza polysacharid tvořený beta-glukózou a je hlavní surovinou pro výrobu papíru. Jde o nejrozšířenější stavební materiál rostlinných buněk.V kombinaci s ligninem tvoří dřevo. Příčina jejího piezoelektrického chování není jasná. Strukturu molekuly nejrozšířenějšího biologického polymeru celulózy vidíme na obrázku.

Diskuse/Aktualizace