Sundejte ten dron!

31.8.2015
CLWS, foto Boeing

Bezpilotní letouny neboli drony se stále více stávají součástí našeho života. Dnes už není problém si koupit jednoduchý nevelký typ, zpravidla vyrobený v Číně. Občas jistě někoho napadne, když ho soused nebo novinář obtěžuje svým dronem, že by ho rád sundal z oblohy. Společnost Boeing Company jim vyšla vstříc a během uplynulého měsíce provedla testy s kompaktním pozemním laserem, určeným pro sestřelováním menších letících cílů, tedy dronů. Přenosné zařízení nazvané Compact Laser Weapons System (CLWS - Kompaktní laserový zbraňový systém) ho zaměří a osvítí ho po dobu do 15 sekund. Při výkonu 2 kW to je doba dostatečná k lokálnímu přehřátí a destrukci celého letícího stroje. CLWS vidíme na fotografii od společnosti Boeing. Sestřelování dronu a jak to celé funguje uvidíme na tomto videu.

20.10.2015: Citlivější, avšak komplexnější zařízení vyvinuly tři britské technologické společnosti: Blighter Surveillance Systems, Chess Dynamics a Enterprise Control Systems. Letící dron nejprve vyhledá radar. Jeho dráhu můžeme pak sledovat infračervenou nebo obyčejnou kamerou se speciálním softwarem. Vysílač radiových vln fungující jako rušička nakonec přeruší jeho veškerou radiovou komunikaci. Takže pokud půjde o autonomní robotický systém, bude nám celé zařízení na nic. Dron si vesele poletí dál, pokud nenasadíme nějaký těžší kalibr.

Vzácnou loděnku

30.8.2015
vlevo loděnka hlubinná (Nautilus pompilius), vpravo loděnka píštělová ( Allonautilus scrobiculatus), foto Peter Ward

píštělovou (Allonautilus scrobiculatus) pozoroval její objevitel prof.Peter Ward z University of Washington znovu po 31 letech od jejího objevení. Došlo k tomu na místné původního objevu u ostrova Ndrova v Admiralitních ostrovech na sever od Nové Guineje. Loděnky patří do rodů Nautilus a Allonautilus z čeledi loděnkovitých (Nautilidae). Náleží mezi vývojově nejstarší, a tudíž nejprimitivnější zástupce celé třídy hlavonožců (Cephalopoda). Celkem jich známe jen šest obtížně odlišitelných druhů, které žijí v některých oblastech Indického a Tichého oceánu. Nejstarší fosilie loděnek pocházejí z kambria. Od té doby jich naprostá většina vyhynula a ty přeživší se prakticky nezměnily. Živí se drobnými rybkami a korýši. Na fotografii Petera Warda vidíme nalevo loděnku hlubinou (Nautilus pompilius) a napravo jeho objev, vzácnou loděnku píštělovou ( Allonautilus scrobiculatus). Oproti očekávání plavou doprava, protože se pohybují schránkou napřed. Tu rozdělují přepážky na až 36 komor. V některých se nachází plyn, který loděnku nadnáší. Proto mohou žít pouze v hloubkách kolem 700 m. V osmi stech metrech je hydrostatický tlak vody rozdrtí. V menších hloubkách v teplejší ne tak husté vodě nemají dostatečný vztlak. Přestože loděnky pobývají na Zemi již 500 milionů let, kdy přežily několik hromadných vymírání, největší nebezpečí jim zřejmě hrozí teď. Lidé je hromadně loví kvůli jejich zajímavým schránkám.

Růžová pilulka

29.8.2015
struktura flibanserinu

Před několika dny schválil americký Food and Drug Administration (FDA) přípravek Addyi k distribuci. Je určen ke zvýšení nízké sexuální touhy žen, pokud jim to působí partnerské problémy. Otázkou zůstává, jak se bude užívat skutečně. Přípravky na podporu mužské erekce, např. viagru, užívají nejen ti, co ji skutečně potřebují, ale i obrovské množství ostatních, kteří si jí jen tak trochu vypomáhají. Účinnou látku přípravku Addyi je flibanserin, chemicky 1-(2-{4-[3-trifluoromethyl)fenyl]piperazin-1-yl}ethyl)-1,3-dihydro-2H-benzimidazol-2-on), jehož strukturu vidíme na obrázku. Působí v lidském mozku na serotoninové receptory. U typu 5-HT1A vyvolá fyziologickou odpověď. Na receptor 5-HT2A se pouze váže a odpověď nevyvolá, takže jej vlastně blokuje. Nepříjemným vedlejším účinkem může být výrazný pokles krevního tlaku vedoucí až k mdlobám. Výrazně je může stimulovat alkohol.

Původně ji vyvíjela německá farmaceutická společnost Boehringer Ingelheim jako antidepresivum. Při testování na laboratorních potkanech pozorovali vědci zvýšenou sexuální žádostivosti samiček. Nicméně roku 2010 příslušné evropské úřady přípravek neschválily kvůli nedostatečné účinnosti a vedlejším příznakům převyšujícím akceptovatelnou míru. Boehringer Ingelheim tudíž svůj projekt zastavil. Veškerá práva prodal americké společnosti Sprout Pharmaceuticals, které se podařilo schvalovací proces dotáhnout ve Spojených státech do úspěšného konce. Jeho majitelé prodali den po oznámení FDA svou společnosti za miliardu dolarů a podíl na budoucích ziscích kanadské farmaceutické společnosti Valeant Pharmaceuticals International, Inc.

akademon.cz 16.2.2015: Vedlejší účinky viagry

Domácí mikroorganismy

28.8.2015

Důkladnou analýzou vzorků prachu z 1.200 amerických domácností zjistili biologové z University of Colorado v Boulderu, že se v nich nachází průměrně 2.000 různých druhů hub a na 7.000 druhů bakterií. Naprostá většina hub pochází z okolního prostředí, takže zastoupení jednotlivých druhů záleží na lokalitě, kde se obydlí vyskytuje. Zajímavé je, že zastoupení jednotlivých druhů bakterií je rozdílné v domácnostech, které obývají převážně muži nebo převážně ženy. V mužských domácnostech jsou výrazně více zastoupeny druhy běžných na kůží žijících bakterií Corynebacterium a Dermabacter, jakož i střevní bakterie Roseburia. Vliv má i přítomnost psů nebo koček.

Samoobnovitelný vodič

27.8.2015
struktura 2,2';6',2''-terpyridinu

připravil Ye Shi se svými kolegy z University of Texas v Austinu. Jeho mechanickou odolnost a samoobnovitelnost zajišťuje kostra z komplexu zinečnatých kationtů Zn2+ s 2,2';6',2''-terpyridinem (struktura viz obr.). Základním prvkem je kubická makromolekula tvořená dvanácti zinečnatými ionty a 24 molekulami terpyridinu provázanými po třech. Jde o tak stabilní uspořádání, že se za normální teploty samovolně obnoví i při mechanickém poškození. Vodivost zajišťují makromolekuly polypyrrolu. které vyplňují volné prostory. Jeho strukturu si můžeme prohlédnout zde. Měrná elektrická vodivost (konduktivita) tohoto komplexního materiálu dosahuje 12 S/m. Není to příliš mnoho, vodivosti kovů jsou o tři řády vyšší, avšak pro některé nenáročné aplikace by to mohlo být dostačující.

akademon.cz 3.8.2014: Zhojení pod vodou

akademon.cz 16.6.2014: Hojení plastů

akademon.cz 2.10.2013: Hojící se polymer

akademon.cz 16.3.2009: Samoobnovitelný polymer

akademon.cz 23.5.2008: Trhlina se zacelí sama

Whisky na oběžné dráze

26.8.2015
sklenice pro pití whisky v beztíží, foto Ballantine's, autor James Parr

Japonská společnost Suntory Global Inovation Center Limited nechala dopravit na Mezinárodní kosmickou stanici ISS šest vzorků whisky, aby během nejméně ročního experimentu sledovala vliv beztíže na její stárnutí. Členové posádky ISS se jich nesmí ani dotknout! Shodné vzorky jsou pro porovnání uloženy na Zemi. Jejich zájem nepřekvapí, protože společnost Suntory Global Inovation Center představuje vývojové a technologické centrum přes sto let starého japonského koncernu Suntory Holdings Limited, který se zabývá zejména výrobou alkoholických nápojů. Možná se tím podaří obohatit procesy staření lihovin o novou technologii, naděje ale není velká. Již delší dobu někteří odborníci soudí, že nemáme dostatek námětů pro skutečně zajímavé pokusy ve stavu beztíže na ISS a že celý projekt běží spíše setrvačností, než že by něco podnětného přinášel. Experimenty s whisky takové obavy sotva rozptýlí. A hlavně, aby se vzorky poté, co se na ISS vystřídá několik posádek, podařilo najít!

4.10.2015: Nachází-li se na oběžné dráze whisky, je třeba ji z něčeho pít. Ve skutečnost ji sice astronauti ochutnávat nebudu, nicméně její známý producent, společnost Ballantine's se chopila této výzvy a nechala vyvinout sklenky pro její pití ve stavu beztíže. Vytvořil je James Parr ze společnosti Open Space Agency. Jeho dílo vidíme na obrázku. Rozhodně nepostrádá estetických kvalit. Vyšel při tom z klasického tvaru whiskových sklenek. Jako materiál použil z bezpečnostních důvodů polymléčnou kyselinou, která umožňuje výrobu pomocí 3d tisku. Nad pozlacených konvexním dnem se nachází vzhůru prohnutá zlatá mřížka. V prostoru mezi nimi whisky zůstane díky povrchovému napětí i v beztíží. Doplňuje se otvorem ve dně sklenky, což uvidíme na tomto videu, zhruba uprostřed. Před tím a potom leží víceméně fádní reklama. Ze skleničky ji můžete sát pomocí zlaté hubičky na obvodu, která je s whiskovým prostorem při dně propojena spirálovým kanálkem ve stěně. Vzhledem k vysoké hustotě zlata je sklenka pro pozemské užití příliš těžká, což v beztíží nevadí. V jejím dně se rovněž nachází magnet, s jehož pomocí ji můžeme fixovat i bez gravitace.

Stlačené osmium

25.8.2015
hexagonální krystalky osmia o čistotě 99,99% (via Wikimedia Commons, foto Alchemist-hp)

Zajímavý jev pozorovali při stlačování mimořádně nestlačitelného kovu osmia (Os) Natalia Dubrovinskaia a Leonid Dubrovinsky z Universität Bayreuth ve spolupráci s rozsáhlým mezinárodním týmem fyziků. Použili k tomu zařízení vlastní konstrukce, které jim umožňuje dosáhnout statického tlaku 770 GPa, což je zhruba 7,5 milionkrát více než atmosférický tlak. Za tlaku 440 GPa pozorovali anomálii v odpovídajících parametrech krystalové mřížky, které se dají vysvětlit pouze interakcí nevalenčních elektronů atomů osmia. Valenční nazýváme ty elektrony, které se nacházejí jakoby na povrchu atomu, jsou nejdále od jádra a podílejí se na vzniku chemických vazeb mezi atomy. Hlouběji ležící nevalenční elektrony se těchto procesů neúčastní, což se zřejmě při velkém tlaku může změnit. Hexagonální krystalky osmia o čistotě 99,99% vidíme na obrázku (via Wikimedia Commons, foto Alchemist-hp).

Nejstarší dopis v lahvi

24.8.2015
dopis v lahvi vypuštěný G.P.Bidderem a nalezený M.Winkler, foto Winkler

nalezla německé poštovní úřednice na penzi Marianne Winkler, když se se svým manželem procházela po pláži ostrova Amrum ze Severofríských ostrovů. Roku 1906 ji spolu se zhruba tisícovkou dalších vhodil do vod Severního moře britský oceánolog George Parker Bidder kvůli zkoumání mořských proudů. Dovnitř vložil žádost v angličtině, němčině a nizozemštině, aby nálezce informoval britskou Marine Biological Association, za což měl obdržet odměnu jednoho šilinku (1/20 libry šterlinků). Protože tyto mince Velká Británie nepoužívá od roku 1971, kdy přešla na desítkový systém, neváhali její pracovníci zakoupit jednošilinkovou minci ve starožitnictví a vyplatit ji paní Winkler. Mezi vypuštěním a nalezením tohoto dopisu uplynulo 108 let, což je zatím nejdelší doba. U předchozího nejstaršího dopisu v lahvi to bylo 99 let. Nález paní Winkler vidíme na obrázku pořízeném příslušníkem její rodiny.

Kolibří čerpadlo

23.8.2015
sameček kolibříka modrolícího (Colibri coruscans), Finca El Colibri Gorriazul, Fusagasuga, Kolumbie, foto Kristiina Hurme Photo

Doposud biologové předpokládali, že kolibříci sají nektar z květů pomocí kapilárních sil. Ve skutečnosti pracují tito drobní ptáčci mnohem rychleji. Alejandro Rico-Guevara, Tai-Hsi Fan a Margaret A. Rubega z University of Connecticut pomocí kamery s rychlým snímkováním zjistili, že aktivně využívají svůj jazyk jako elastickou pumpu. Čerpají nektar pomocí změn objemu svého jazyka při napínání a povolování jeho jednotlivých částí, jak můžeme vidět na tomto videu. Prozkoumali celkem osmnáct druhů ze sedmi z devíti vývojových skupin kolibříků.

Co bouchlo v Tianjinu?

22.8.2015
následky exploze v Tianjinu na snímku EPA

Na obrázku (foto EPA) vidíme, že minimálně jeden z výbuchů, ke kterým došlo v největším čínském přístavu Tianjin, byla pořádná šlupka. Největší explozi ekvivalentní výbuchu 21 tun trhaviny TNT zřejmě způsobil silně třaskavý plyn acetylen HCCH. Vznikl působením vody, kterou hasiči používali při hašení původního požáru, na skladovaný karbid vápenatý CaC2. Sílu exploze ještě podpořilo několik set tun silných okysličovadel dusičnanu amonného a draselného, z nichž se za tepla snadno odštěpuje kyslík. Tepelný rozklad jinak běžného průmyslového hnojiva dusičnanu amonného NH4NO3 může probíhat explozivně. O rozsahu neštěstí svědčí o tom, že pozůstatky 70 hasičů nebyly vůbec nalezeny.

Tianjin, ve starším přepisu Tiencin, je se svými jedenácti miliony obyvatel pátým největším čínským městem. Rozkládá se východním směrem v těsném sousedství hlavního města Beijingu (Pekingu). V českém překladu Tianjin znamená Nebeský Brod.

Digitální pískoviště,

21.8.2015
pískoviště ve vylepšené realitě

které spadá do oblasti rozšířené reality sestrojil Glen Gesener se svými kolegy z University of California v Los Angeles. Vrstvu písku na podložce snímá pohybový senzor, který zaregistruje úpravy, jež s ní provádíte. Software vyhodnocuje vaši činnost a projektor promítá doplněné barevně zvýrazněné úpravy zpět na písek. Jak vidíme na videu, můžeme si třeba prohlubně jakoby zaplnit vodou. Zařízení je snadno přenosné a kromě výuky najde možná své uplatnění i ve vojenské oblasti.

diostratos 21.8.2015: Takove piskoviste jsem videl v CR pred tremi roky.

Kompozit ze vzduchu

20.8.2015
fotografie připravených uhlíkových vláken pořízená elektronovým mikroskopem, foto One-Pot Synthesis of Carbon Nanofibers from CO2 Jiawen Ren et al., Nano Lett., August 3, 2015, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b02427

Metodu, jak z atmosférického oxidu uhličitého připravit žádaná uhlíková vlákna, vyvinuli chemici z laboratoře prof.Stuarta Lichta z George Washington University v americkém státě Washington. Elektrolyticky rozkládají taveninu uhličitanu lithného za teploty něco pod 800 oC. Na pozinkované ocelové katodě vznikají uhlíková vlákna, na anodě se uvolňuje kyslík. V tavenině zůstává oxid lithný Li2O. Okamžitě ochotně reaguje s atmosférickým oxidem uhličitým za vzniku uhličitanu lithného Li2CO3, takže reakce může pokračovat. Využití elektřiny z elektráren na fosilní paliva nepřichází v úvahu, protože tím bychom do atmosféry dostali více oxidu uhličitého, než bychom z ní vychytali. Fotovoltaické články představují slibnou alternativu. Na obrázku vidíme fotografii připravených uhlíkových vláken pořízenou elektronovým mikroskopem (obr. One-Pot Synthesis of Carbon Nanofibers from CO2 Jiawen Ren et al., Nano Lett., August 3, 2015, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b02427). Používají se k výrobě velmi pevných, kompozitních materiálů.

Supravodivý puch

19.8.2015
struktura sulfanu

Supravodivosti při zatím nejvyšší teplotě dosáhl A. P. Drozdov se svými kolegy z Max-Planck-Institut für Chemie ve spolupráci s experty na magnetismus z Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Za normální teploty plynný sulfan neboli po staru sirovodík H2S se stane supravodivým za teploty 203 K (-70 oC) a při stlačení zhruba na 90 GPa. Atmosférický tlak při povrchu Země se pohybuje kolem 100.000 Pa, je tedy třeba zvýšit ho skoro milionkrát. Za normálních podmínek je sulfan jedovatý plyn ukrutně páchnoucí po zkažených vejcích. Správnější by bylo říci, že shnilá vejce páchnou po něm, protože při rozkladu bílkovin s obsahem síry při nedostatku kyslíku se skutečně uvolňuje. Dále se vyskytuje např. v sopečných plynech. Zatím nejvyšší dosažené teploty, při kterých elektrický odpor vymizel, jsou 133 K za normálního a 164 K za zvýšeného tlaku. Supravodivost hydridů (binárních sloučenin vodíku) vědci očekávali již dříve. Studie s deuterovaným sulfanem D2S ukazují, že supravodivou látkou jsou molekuly H3S, které vznikají rozkladem sulfanu při obrovském tlaku.

Jiné zajímavosti o sulfanu: Uzdraví nás jedovatý plyn? (akademon.cz 14.12.2008)

Prehistorický masakr

18.8.2015
Umístění jednotlivých masových hrobů z doby kultury s lineární keramikou (Christian Meyer et al., The massacre mass grave of Schöneck-Kilianstädten reveals new insights into collective violence in Early Neolithic Central Europe, PNAS 2015 ; published ahead of print August 17, 2015, doi:10.1073/pnas.1504365112). Světle zelená vyznačuje rozšíření  kultury s lineární keramikou.

Neolitický masový hrob nalezl a popsal archeologicko-antropologický tým prof. Kurta W. Alta z Danube Private University poblíž městečka Schöneck-Kilianstaedten asi 20 km severovýchodně od Frankfurtu nad Mohanem. Leží v něm pozůstatky 26 lidí zabitých buď šípem nebo úderem tupého předmětu. Nenacházejí se v něm pozůstatky žádných mladých žen, což naznačuje možnost jejich únosu. Jde o jeden z celkem sedmi nalezených obdobných masových hrobů z doby kultury s lineární keramikou. Tehdejší keramické nádoby se vyznačovaly charakteristickým zdobením čarami rovnými či zavinutými. Nacházíme je na území od dolního Porýní po řeku Prut. Pocházejí z doby zhruba před osmi tisíci lety. Nositelé této kultury byly první zemědělci na našem území. Podařilo se tu odkrýt zbytky několika jejich sídlišť. Na rozdíl od ostatních nalezených masových hrobů měly oběti z lokality Schoeneck-Kilianstaedten též zpřerážené dolní končetiny. Nelze rozlišit, zdali před smrtí anebo až po ní. Zatím nevíme přesně, proč v té době docházelo k rozsáhlým násilnostem. Umístění jednotlivých masových hrobů z doby kultury s lineární keramikou vidíme na obrázku (Christian Meyer et al., The massacre mass grave of Schöneck-Kilianstädten reveals new insights into collective violence in Early Neolithic Central Europe, PNAS 2015 ; published ahead of print August 17, 2015, doi:10.1073/pnas.1504365112). Světle zelená vyznačuje rozšíření kultury s lineární keramikou.

28.1.2016: Pozůstatky obětí ještě o něco staršího konfliktu odhalili antropologové v keňské lokalitě Naturak 30 km západně od jezera Turkana. Zhruba deset tisíc let tam ležely zbytky koster 27 jedinců, z toho po osmi mužských a ženských, pět dospělých neurčitelného pohlaví a kosterní pozůstatky šesti dětí. Řada z nich nese stopy násilné smrti. Zvláštní je, že šlo o příslušníky kultury lovců a sběračů. Dosud se předpokládalo, že podobné konflikty započaly až s rozvojem pastevectví a zemědělství, kdy vznikaly dostatečné přebytky, o něž bylo možné souseda připravit. Studii vedl M. Mirazón Lahr z Cambridge University a podílela se na ni řada vědců z Keni, Velké Britanie, Španělska, Indie a Austrálie. Podle aktuálních informací jde o nejstarší zaznamenaný konflikt vůbec.

Klouda 29.1.2016: Ad předřečník V době před 10000 lety již byly propracované neolitické náboženské představy včetně pohřbívání. Jaký je důkaz pro smrt v konfliktu oproti smrti "vládcovy družiny" při pohřebních rituálech? Mimochodem, proč na info Akademonu reagujete tak pozdě?

30.1.2016: Pro přesné podklady bych Vás odkázal na původní publikaci: http://www.nature.com/nature/journal/v529/n7586/full/nature16477.html

Míčky proti vedru

17.8.2015
Sypání míčků na hladinu rezervoáru, YouTube

Zajímavou metodu nasadily úřady města Los Angeles pro letošnímu suchu. Hladinu rezervoáru vody pro město nechaly pokrýt 96 miliony plastových míčků, každý v ceně 30 centů. Plavou na hladině, takže ji zastíní před dopadajícími slunečními paprsky. Pokrytí se navíc samovolně reguluje při změně plochy vody v nádrži v důsledku poklesu či vzestupu její hladiny. Míčky se mohou hromadit ve více vrstvách, k čemuž dochází při zmenšení plochy hladiny. Při jejím zvětšení se naopak po ní zcela samovolně rozprostřou. Omezí se nejen odpařování, ale i vznik škodlivých sloučenin vlivem slunečního záření. Podíváme-li se na video, může nás překvapit, že míčky jsou tmavé a nikoliv bílé, které odrážejí více slunečního záření. Prvořadá je však stabilita před ultrafialovým zářením, což lze zaručit u použitých míčků. Vekou výhodou je, že jde o zcela bezúdržbovou technologii. Vydržet by měly pět let, než bude dokončena nová přehrada. Poprvé byla tato metoda použita roku 2008 u menšího losangelského rezervoáru Ivanhoe, takže stačily pouhé tři miliony míčků. Tehdy šlo jen o zamezení vzniků jedovatých sloučenin chloru a bromu vlivem slunečního záření.

Oko jednobuněčných

16.8.2015
Řez ocelloidem na snímku z elektronového mikroskopu (Eye-like ocelloids are built from different endosymbiotically acquired components, Gregory S. Gavelis et al.,  Nature, 523, 204–207 (09 July 2015), doi:10.1038/nature14593), písmeno L označuje čočku, r komponentu fungující jako sítnice.

V rámci živočišné říše vzniklo během vývoje několik typů očí. Ve všech případech jde o složitý mnohobuněčný orgán. Existuje jeho již dříve objevená analogie u některých jednobuněčných obrněnek (Dinophyta) rodu Warnowiidae. Jde o složitou světločivnou organelu, mnohem složitější než jednoduchá světločivná skvrna, jakou někteří jiní jednobuněční disponují, např. rod Euglena, krásnoočko. Důkladně ji nyní prozkoumal Gregory S. Gavelis ze skupiny Briana S. Leandera z kanadské University of British Columbia spolu s dalšími kolegy. Pomocí tomografie a elektronové mikroskopie rozlišili, že světločivnou organelu tvoří čtyři komponenty, které mají podobnou funkci jako v oku rohovka, čočka, duhovka a sítnice. Genetické studie ukázaly, že jmenované součásti ocelloidu, jak se tato světločivná organela nazývá, vznikly z již dříve existujících buněčných organel. Např. funkční analogie rohovky pochází z mitochondrie. Řez ocelloidem vidíme na snímku z elektronového mikroskopu (Eye-like ocelloids are built from different endosymbiotically acquired components, Gregory S. Gavelis et al., Nature, 523, 204–207 (09 July 2015), doi:10.1038/nature14593), písmeno L označuje čočku, r komponentu fungující jako sítnice. Jak probíhá další zpracování zrakového vjemu a co obrněnka vlastně vidí zůstává zatím naprosto nejasné.

13.4.2016: U sinic rodu Synechocystis, které žijí ve sladkých vodách, funguje jako spojná čočka celé jejich jednobuněčné tělo. Záření světelného zdroje zaostřuje na protilehlou buněčnou membránu, čímž buňce umožňuje rozpoznat směr k němu. Zjistil to prof. Conrad Mullineaux z londýnské Queen Mary University spolu s kolegy z Velké Britanie, Německa a Portugalska. Protože organické sloučeniny získávají sinice prostřednictvím fotosyntézy, směr ke zdroji světla je pro ně klíčový.

Kvasinky produkují drogy

15.8.2015
struktura thebainu (nahoře) a hydrokodonu (dole)

Geneticky modifikovat kvasinky tak, aby z cukru produkovaly dva důležité opioidy, thebain a hydrokodon, se podařilo Stephanie Galanie a jejím kolegům ze Stanford University z laboratoře Christiny D. Smolke. Jejich strukturu vidíme na obrázku. Opioidy jsou látky, které se váží na tzv. opioidní receptory. Důležitou roli hrají v lékařství při tlumení bolesti. Jsou velmi účinné, avšak dosti návykové. Důležitou roli hrají v paliativní péči, tedy péči o nemocné, kteří trpí nevyléčitelnou chorobou v pokročilém nebo konečném stadiu. U nás nejsou tak rozšířené, jak by si zasluhovaly, nicméně jejich význam stoupá. Dají se získat ze šťávy z nezralých makovic máku setého (Papaver somniferum). Nicméně je třeba absolvovat podstatnou část vegetačního cyklu této rostliny. V tanku jich kvasinky mohou srovnatelné množství vyprodukovat během několika dní. Samotná genová manipulace kvasinek Saccharromyces cerevisiae, aby produkovaly zmíněné látky, je náročná záležitost, která si vyžádala několikaleté úsilí specializované laboratoře. U thebainu je třeba zajistit expresi 21, a u hydrokodonu dokonce 23 různých genů, které pocházely z rostlin, savců, bakterií i kvasinek samotných. Zjevně je již jen otázkou času, kdy se pomocí geneticky modifikovaných organismů budou vyrábět i ilegální drogy. Jak vidíme, není zatím příprava takových organismů snadnou záležitostí a nelze ji provést mimo genetické laboratoře vysoké úrovně. Nicméně zvláště v genetice pokrok pokračuje velmi rychle, takže je otázkou, čeho se dočkáme za pár let. Jak si dnes můžeme vykvasit třeba jabčák, nelze vyloučit, že za pár let si vykvasíme kupříkladu heroin, který rovněž patří mezi opiové alkaloidy.

18.9.2015: Vývoj pokračuje vpřed opravdu rychle. Bastian Zirpel, Felix Stehle a Oliver Kayser z Technische Universität Dortmund úspěšně vpravili do kvasinek Saccharomyces cerevisiae a Pichia pastoris gen, který kóduje enzym THCAS. Ten v konopí setém zodpovídá za syntézu Delta9-tetrahydrokanabinolové kyseliny, z níž v něm přímo vzniká hlavní účinná složka marihuany, Delta9-tetrahydrokanabinol (THC). Pomocí signálního peptidu se jim ho podařilo aktivovat, takže kvasinky skutečně produkovaly Delta9-tetrahydrokanabinolovou kyselinu, byť s malým výtěžkem. Použit kvasinek k výrobě THC obdobně, jako s jejich pomocí vyrábíme ethanol, zatím nelze. Dortmundští chemici zrealizoval zatím jediný krok několikastupňové chemické syntézy, kterou buňky konopí z jednoduchých sloučenin připraví THC. Schéma zmíněných chemických reakcí si můžeme prohlédnout zde.

Opakovaný kříženec

14.8.2015

Již od roku 2011 víme, že kvasinky využívané pro výrobu nejrozšířenějších piv, spodně kvašených ležáků, nepatří k nejrozšířenějšímu domestikovanému druhu těchto mikroorganismů Saccharromyces cerevisiae. Ty používáme při kvašení vín, svrchně kvašených piv nebo těsta. Ke kvašení tzv. spodně kvašených ležáků za nízké teploty používáme spontánně vzniklého křížence druhů kvasinek Saccharromyces cerevisiae a Saccharomyces eubayanus. Jak ukázaly poslední výzkumy Emily Clare Baker a jejích kolegů z týmu Chrise Todda Hittingera z University of Wisconsin-Madison, tento hybrid nevznikl pouze jednou v souvislosti s objevením ležáků v 15.století v Bavorsku. Porovnáním s nově objeveným divokým kmenem patagonských kvasinek S. eubayanus zjistili, že vznikl nezávisle opakovaně, nejméně dvakrát.

Odkudpak to zní?

13.8.2015
plastový disk pro rozlišení směru přicházející zvuku, obr.Yangbo Xie, et al.,  Single-sensor multispeaker listening with acoustic metamaterials, PNAS 2015 : 1502276112v1-201502276

Jednoduché a zajímavé zařízení, které umožní robotům rozlišit směr přicházející zvuku, sestrojil Steven A. Cummer se svými kolegy z Duke Universtiy v Durhamu v americkém státě Severní Karolína. Jde o plastový kruhový disk rozdělený do 36 výsečí s mikrofonem ve středu. V každé výseči se nachází jedinečná struktura z dutých šestihranů různých výšek připomínající včelí plástev. Vidíme ho na obrázku (Yangbo Xie, et al., Single-sensor multispeaker listening with acoustic metamaterials, PNAS 2015 : 1502276112v1-201502276). Zvuk, který prochází každou výsečí, je zkreslen jedinečným způsobem. Lidské ucho rozdíl nepozná, ale citlivý mikrofon podpořený softwarem jednotlivé výseče a tím i směry rozpozná. Jednoduché prakticky nerozbitné zařízení nahradí složitou elektroniku. Pro ni je rozlišení směru přicházejícího zvuku stále velký problém, na rozdíl od živočichů, pro které je to triviální záležitost.

Patnáctý typ pětiúhelníku,

12.8.2015
Nahoře 15 typů pětiúhelníků, které zcela vyplní rovinu, Wikimedia Commons, dole parametry nově objeveného typu (obr.Casey Mann).

ze kterého lze složit jednolitou rovinou plochu bez mezer ze shodných stejně velkých tvarů, odhalili matematici Casey Mann, Jennifer McLoud a David Von Derau z University of Washington. Spolu se čtrnácti předchozími, které byly odhaleny dříve, si je můžeme prohlédnout v horní části obrázku (via Wikimedia Commons). Poslední objevený je vpravo dole. Jeho parametry shrnuje spodní část obrázku (obr. Casey Mann). U trojúhelníků, čtverců a šestiúhelníků jde o triviální záležitost. Vyplnit s nimi rovinu homogenně bez mezer není problém. S pětiúhelníky je to podstatně složitější. S pravidelnými pětiúhelníky to nejde vůbec. Prvních pět použitelných typů nepravidelných pětiúhelníků nalezl až roku 1918 německý matematik Karl August Reinhardt. Současný počet typů možná není konečný. Se sedmi a osmiúhelníky je to neproveditelné, což se již podařilo dokázat. Vše, co tu bylo zmíněno, platí pro konvexní mnohoúhelníky stejné velikosti a tvaru, u nekonvexních je to podstatně snazší.

S vlastnostmi pětiúhelníka souvisí i problematika pětičetné symetrie krystalů, viz akademon.cz 5.10.2011: Nobelova cena za chemii pro rok 2011.

Čaj pro hubnutí

11.8.2015
struktura epigalokatechingallátu

Zelený čaj zpomaluje trávení škrobu. Ověřil to experimentálně Jaroslaw Walkowiak s Klaudií Lochockou a dalšími kolegy z Poznaňské lékařské univerzity. Přesný mechanismus zatím neznáme, nicméně se tím potvrzuje starší tvrzení o jeho prospěšnosti při hubnutí. Zelený čaj jsou sušené listy čajovníku čínského (Camellia sinensis), které na rozdíl od rozšířenějšího čaje černého prošly při zpracování jen minimální oxidací. . Často se nesprávně hovoří o fermentaci, byť při zpracování jakéhokoli čaje k žádnému kvašení nedochází. V důsledku toho obsahuje zelený čaj větší množství antioxidantů, zejména epigalokatechingallátu (viz obr.). O jeho prospěšnosti pro zdraví koluje řada informací, z nichž některé se podařilo ověřit, jiné nikoliv.

akademon.cz 13.12.2003: Pití zeleného čaje ochrání před HIV?

VeinViewer

10.8.2015
VeinViewer při práci, obr.Christie Medical Holdings

Užitečnou pomůcku, která usnadní život zdravotníkům i pacientům, uvedla na trhu společnost Christie Medical Holdings z amerického Memphisu. VeinViewer ukáže přesnou polohu cév do hloubky zhruba 1 cm. K jejich zobrazení využívá blízkého infračerveného záření o vlnových délkách 800 - 2.500 nm, které hemoglobin v krvi v cévách pohlcuje, zatímco okolní tkáň je odráží. Přístroj o velikosti přibližně cihly promítá polohu cév ve viditelných vlnových délkách přímo na kůži pacienta. Užitečnost této jednoduché pomůcky ocení jistě každý, kdo nemá snadno dostupné žíly, takže správné vbodnutí injekční jehly se podaří až na několikerý pokus.

Sluha housenky

5.8.2015
Sameček ostruháčka Arhopala japonica (via Wikimedia Commons) s rozpětím křídel zhruba 30 mm.

Trojice entomologů z japonské Kóbské univerzity, Masaru Hojo, Naomi Pierce a Kazuki Tsuji, odhalila, že housenka motýla ostruháčka Arhopala japonica z čeledi modráskovitých (Lycaenidae) dokáže zdrogovat mravence, aby ji sloužili. Její hřbetní žlázy produkují sladký nektar. Když ho mravenec pozře, zapomene na své rodné mraveniště, nevrátí se do něj a začne hlídat svou novou paní. Jakmile se postaví do výhružného postoje, začnou strážci čile rejdit kolem a agresivně vyhledávat nepřítele. Přesný mechanismus působení housenky ostruháčka na mravence zatím znám není. Zjistilo se jen, že v nervových gangliích mravenců je méně dopaminu než obvykle, což koreluje s jejich agresivitou. Na fotografii vidíme samečka ostruháčka Arhopala japonica (via Wikimedia Commons) s rozpětím křídel zhruba 30 mm. Motýl žije podél východního pobřeží Asie.

Jak na kocovinu?

4.8.2015
Přeměna ethanolu (nahoře) na acetaldehyd (uprostřed) a kyselinu octovou (dole) prostřednictvím příslušných enzymů.

Podle prof. Manny Noakes a jejích kolegů z CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), přední australské výzkumné organizace, pomůže obyčejná hruška. Látky v ní obsažené stimulují dva enzymy klíčové při zpracování alkoholu: alkoholdehydrogenázu a aldehyddehydrogenázu. Ty přemění ethanol na neškodný ocet (kyselinu octovou). Průběh reakce od ethanolu (nahoře) přes acetaldehyd (uprostřed) až po kyselinu octovou (dole) znázorňuje obrázek. Přesný mechanismus působení hrušek doposud znám není a celý výzkum je v počáteční fázi. Jako nejúčinnější se jeví hrušky původem z Koreje, takže možná bychom v našich obchodech měli sáhnout po asijské hrušce, plodu hrušně písečné (Pyrus pyrifolia), jež se tu prodává pod jménem naši. U nás roste hrušeň obecná (Pyrus communis). Nicméně už teď je jasné, že pokud chcete využít jejich blahodárný potenciál, musíte je pozřít před tím, než se napijeme. Jedna by měla stačit. Vaše zkušenosti rád zveřejním a samozřejmě to vyzkouším také!

15.10.2015: Podle studie Jorise Verstera a jeho kolegů z Utrechtské univerzity je spolehlivý prostředek proti kocovině toliko jediný - nepít. Svůj průzkum provedli mezi stovkami nizozemských a kanadských studentů.

Úspěšné očkování

3.8.2015
Jednotlivá vlákénka představují viriony Eboly. Snímek byl pořízen rastrovacím elektronovým mikroskopem (foto PLoS Biol 3/11/2005).

Vakcína proti viru Ebola od společnosti Merck prokázala při včasném nasazení svou stoprocentní účinnost během pokusů, které proběhly v západoafrické Guiney. Celkem ji obdrželo 4.000 lidí. Vzhledem k hrozícímu dalšímu šíření choroby proběhlo očkování nestandardním způsobem ve zvláštním zrychleném režimu, který se osvědčil při vymýcení viru neštovic v sedmdesátých letech minulého století. Onemocněli-li kdokoli krvácivou horečkou ebola, očkování obdrželi všichni lidé, se kterými dostal do kontaktu, tedy příbuzní, sousedé, přátelé i náhodní příchozí. Výjimku představovali kvůli nedostatku experimentálních dat děti, mladiství a těhotné ženy, takže celkem se dostalo zhruba na polovinu lidí v okolí nemocného. Proběhlo-li očkování okamžitě, jeho účinnost byla stoprocentní. Při standardním testování očkovacích látek dostane vakcínu polovina populace, zatímco druhá jen placebo.

akademon.cz 21.11.2011: Protilátka proti viru Ebola

Různě tmavá vajíčka

2.8.2015
nahoře snesená tmavá vajíčka na vrchní straně listu, dole světlá na spodní straně (Abram Paul K. et al., An Insect with Selective Control of Egg Coloration, Current Biology 2015/08/02,  doi: 10.1016/j.cub.2015.06.010, http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.06.010).

Samička polokřídlého hmyzu Podisus maculiventris z čeledi kněžicovitých (Pentatomidae) snáší odlišně zbarvená vajíčka. Žije sice v Severní Americe, ale pokud bychom ji viděli, označíme ji laicky nejspíš za ploštici, i když je to spíš kněžice. Jak vidíme v horní části obrázku, na vrchní stranu listu snese vajíčka tmavá, na spodní světlá (Abram Paul K. et al., An Insect with Selective Control of Egg Coloration, Current Biology 2015/08/02, doi: 10.1016/j.cub.2015.06.010, http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.06.010). Jejich barvu určuje množství zatím neznámého pigmentu. Oproti původním předpokladům nejde o velmi rozšířený melanin. Nepodařilo se určit žádný samostatný faktor, jako gravitace, intenzita viditelného světla, intenzita ultrafialového záření, který by barvu jednoznačně určoval. Vypadá to, že samička sama před nakladením vajíček vizuálně posoudí vzhled povrchu a podle toho rozhodne.

Dospělý exemplář Podisus maculiventris si můžeme prohlédnout zde.

Extrémní vodič

1.8.2015
varhánky z uhlíkových nanotrubic na povrchu polymerního vlákna po relaxaci na původní délku (foto Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute).

Elektrický vodič, který se dá protáhnout na čtrnáctinásobek původní délky, přičemž jeho vodivost poklesne o 5%, připravil čínsko-americký tým prof.Raye H.Baugmana z University of Texas v Dallasu. Vychází z tradičního konceptu elastických vodičů, které se připravují ze směsi uhlíku a gumy, popř. plastu. Vyšli z běžně užívaného velmi elastického blokového kopolymeru styren-etylen-butylen-styren. Vlákna z něj pokryli uhlíkovými nanotrubicemi, avšak v nataženém stavu. Smrsknutí na původní délku povrchová vrstva vodivých uhlíkových nanotrubic bez problémů přežije. Reverzibilně se složí do varhánků, které vidíme na obrázku (foto Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute).

Obrázek struktury použitého polymeru SEBS najdeme v aktualitě Velmi pružný vodič v akademonu.cz dne 19.12.2012. Tam je rovněž popsána jiná technologie výroby elastických vodičů, které se dají použít při konstrukci pružných elektronických obvodů, deformačních senzorů nebo umělých svalů.

Diskuse/Aktualizace