Aromát s bismutem

31.10.2016
Struktura aromatického cyklu s bismutem, dole molekula benzenu.

Zajímavou chemickou sloučeninu připravil Takuya Ishi a Makoto Yamashita se svými kolegy z Centrální univerzity v Tokiu. V cyklické molekule benzenu nahradili jeden z atomů uhlíku bizmutem. Výsledný produkt podržel svůj aromatický charakter. To znamená, že jeho molekula je rovinná a vazebné elektrony jsou delokalizované po celém obvodu cyklické molekuly. Známe celou řadu takových sloučenin, zejména organických. Nicméně doposud chemici nepřipravil aromatickou molekulu s atomem prvku 6.periody soustavy prvků, kam těžký kov bismut právě patří. Pro stabilizaci molekuly bylo nutné připojit ještě dvě organokřemičité funkční skupiny, konkrétně tri(isopropyl)silanylové. Strukturu sloučeniny vidíme na obrázku. Dole pro srovnání molekula benzenu, prvního známého aromátu s typickou strukturou.

Neuvěřitelně dlouhý let

30.10.2016
Rorýs obecný v letu, foto N.Camilleri.

Rorýs obecný (Apus apus) vydrží ve vzduchu nepřetržitě deset měsíců, aniž by jedinkrát přistál. Dokázali to prof.Anders Hendersson se svými kolegy ze švédské Lundské univerzity. Pomocí mikročipu s akcelerometrem sledovali celkem 13 jedinců. Celé zařízení vážilo pouhý jeden gram, takže ptáky nikterak neomezovalo, i když rorýs je nevelký. Již dříve bylo jasné, že rorýsi jsou vynikající letci, kteří většinu svého času tráví ve vzduchu. Ostatně, o tom svědčí jejich zakrslé nohy, jichž příliš nevyužívají. Nicméně, že vydrží ve vzduchu nepřetržitě po tak dlouhou dobu, nečekal nikdo. Většinu doby, po níž byly sledováni, strávili na svých zimovištích jižně od Sahary. Rorýs obecný z řádu svišťounů (Apodiformes) dorůstá až 17 cm při rozpětí křidel do 48 cm. Vidíme ho na fotografii N.Camilleriho, jak jinak než v letu.

Jak během letu řeší spánek, není ještě úplně jasné. Ornitologové předpokládají, že při východu a západu Slunce vystoupá do výšky dvou až tří kilometrů, odkud pří spánku plachtí.

akademon.cz 18.8.2011: Tisková zpráva České společnosti ornitologické - Odhalí čeští rorýsi tajemství svého putování?

Měchovec proti astmatu

29.10.2016
Ústní část dospělého měchovce lidského na mikrofotografii Roberto J. Galinda/GFDL, CC-BY-SA-3.0, via Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AAncylostoma_duodenale_boca.jpg.

Parazitické hlístice rodu měchovců (Ancylostoma) produkují protein s protizánětlivým účinkem zvaný AIP-2 (anti-inflammatory protein-2 = protizánětlivý protein-2). Severine Navarro se svými kolegy z James Cook University v Cairns v australském Queenslandu ukázal, že může přinést velkou úlevu při onemocnění alergickým astmatem. Má to svou logiku, protože měchovci při svém životním cyklu procházejí přes plíce. Konkrétně pro nás nejdůležitější je měchovec lidský (Ancylostoma duodenale), který se vyskytuje v teplých krajích. Jeho larvy pronikají do těla nejčastěji přes kůži bosých chodidel. Přes krevní oběh proniká plicními sklípky a průduškami do průdušnice. Vykašláváním a polykáním hlenu přechází do tenkého střeva, kde samičky nakladou vajíčka. Ta se líhnou v půdě, kam se dostanou se stolicí. Ústní část dospělého měchovce lidského vidíme na mikrofotografii Roberto J. Galinda/GFDL, CC-BY-SA-3.0, via Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AAncylostoma_duodenale_boca.jpg.

Parazit přejímá geny hostitele

27.10.2016
Kvetoucí záraza Phelipanche aegyptiaca na fotografii Eitana f (CC BY-SA 3.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Orobanche_aegyptiaca_67.JPG).

Parazitické rostliny z čeledi zárazovitých (Orobanchaceae), které náleží mezi vyšší dvouděložné rostliny z řádu hluchavkotvarých (Lamiales), hojně přejímají geny svých hostitelů. Dochází u nich k tzv.horizontálnímu přenosu genů. Označujeme tak proces, kdy jeden organismus přejímá DNA druhého, přičemž není jeho potomkem. U bakterií jde o běžný jev, u vyšších organismů příliš obvyklý není. U druhů Triphysaria versicolor, Striga hermonthica a Phelipanche aegyptiaca to potvrdil Claude W. dePamphilis z Pennsylvania State University s řadou svých kolegů. Přejaté geny jim zřejmě pomáhají lépe se popasovat s organismem hostitele a jeho imunitním systémem. Na fotografii Eitana f vidíme kvetoucí zárazu Phelipanche aegyptiaca (CC BY-SA 3.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Orobanche_aegyptiaca_67.JPG). Roste na Blízkém Východě a ve Středomoří.

Dávné praváctví

26.10.2016
Zkoumaná horní  čelist z proslulého naleziště v Olduvaiské rokli v severní Tanzanii  (foto David Frayer (University of Kansas, Lawrence) et al., Journal of Human Evolution, Volume 100, November 2016, Pages 65–72, doi: 10.1016/j.jhevol.2016.07.002).

V současnosti dává pravé ruce přednost naprostá většina lidské populace. Výzkumy ukazují, že pravorukost je s námi nejméně ke dvěma milionů let. Již Homo habilis dával při práci s nástroji přednost pravé ruce. Vyplývá to z výzkumů David W.Frayera z University of Kansas a jeho kolegů. Na přední straně zubů pozorovali pod mikroskopem rýhy vedoucí zleva doprava. Zřejmě je vyryl kamenný nástroj, kterým si náš dávný předek odkrajoval sousta potravy z většího kusu. Část ji svíral mezi zuby, vnější díl přidržovala levá ruka. V pravé ruce držel nástroj, kterým pohyboval zleva doprava. Jediné takový postup odpovídá poloze a orientaci rýh. Upřednostňování pravé strany nejspíš vzniklo v souvislosti s lateralizací mozkových funkcí, tedy s nesymetrickým rozdělení řízení různých činností mezi mozkové polokoule. Na obrázku vidíme zkoumanou horní čelist, která pochází z proslulého naleziště v Olduvaiské rokli v severní Tanzanii (foto David Frayer (University of Kansas, Lawrence) et al., Journal of Human Evolution, Volume 100, November 2016, Pages 65–72, doi: 10.1016/j.jhevol.2016.07.002).

Podlahový generátor

25.10.2016
Struktura molekuly celulózy, nejrozšířenějšího biologického polymeru.

Podlahové díly, které generují elektřinu z chůze, vynalezli Xudong Wang a Chunhua Yao se svými kolegy z University of Wisconsin-Madison a Zhiyongem Caiem z Forest Products Laboratory. Tvoří je směs celulózových vláken a fluoridovaného kopolymeru ethylenu a propylenu nanesená na nosný prvek, jímž je dřevovláknitá deska připravená lisováním bez přidaných pojidel. Běžný lidský krok generuje napětí 30 V při proudu 90 mikroampérů díky triboelektrickému jevu. Při něm vzniká elektřina kvůli tření různých materiálů, jako např. při notoricky známém pokusu s ebonitovou tyčí a liščím ocasem. Mimochodem, ebonit je silně vulkanizovaný kaučuk. Chemicky je celulóza polysacharid tvořený molekulami beta-glukózy. Její strukturu vidíme na obrázku.

Kombinovaná léčba

24.10.2016
Makak rhesus v indické Ágře na snímku Thomase Schocheho (GFDL CC-BY-SA-3.0 via Wikimedia Commons).

Při léčbě makaků nakažených virem SIV uspěl rozsáhlý americko-jihoafricko-německý vědecký tým vedený Aftabem A.Ansarim z Emory University v Atlantě. SIV je zkratka z Simian immunodeficiency virus. Jde o analogii lidského viru HIV (Human immunodeficiency virus ) u nehumanoidních primátů. Během léčby dostávali úzkonosí primáti druhu makak rhesus (Macaca mulatta) z čeledi kočkodanovitých (Cercopithecidae) virostatika v kombinaci s protilátkou proti integrinu alfa4-beta7. Integriny jsou membránové receptory, které kromě jiného umožňují pohyb buněk imunitního systému. Zásadní výhodou této kombinované léčby je její časová omezenost. Samotná virostatika je nutné podávat neustále, aby infekce zůstala pod kontrolou. Viry HIV a SIV nejsou sice shodné, ale jsou velmi podobné. Lze tedy rozumně očekávat, že obdobná léčba zabere i u lidí. Makaka rhesa v indické Ágře vidíme na snímku Thomase Schocheho (GFDL CC-BY-SA-3.0 via Wikimedia Commons).

Testosteronové samičky

23.10.2016
Rvoucí se samičky surikat fotografii Charliho Daviese z Duke University. Vlevo nahoře chemická struktura testosteronu.

Testosteron je samčí pohlavní steroidní hormon savců, který u mužů ovlivňuje spermatogenezi a vývoj sekundárních pohlavních znaků. Jeho chemickou strukturu vidíme na obrázku vlevo nahoře. Je spojován s dominancí a agresivitou. V těle samic se vyskytuje asi v pětinové koncentraci s jedinou výjimkou, kterou představují jihoafrické šelmy surikaty (Suricata suricatta, čeleď promykovití - Herpestidae). Jeho koncentrace v těle samiček surikat je oproti samcům až dvojnásobná, jak zjistila prof. Christine Drea a Charli Davies se svými kolegy z Duke University v Durhamu v Severní Karolíně. Surikaty žijí ve smečkách zpravidla o 20 až 30 členech, i když jich může být až na padesát. V jejich čele stojí vždy samice. Vyšší hladina testosteronu k tomu není nutnou podmínkou. Známe řadu jiných druhů savců (např. sloni), jejich skupiny vedou rovněž samice, aniž by měly vyšší hladinu tohoto pohlavního hormonu než samci jejich druhu. Nicméně u surikat většinu konfliktů uvnitř smečky skutečně obstarávají samice. Rvoucí se samičky jinak roztomilých šelmiček vidíme na fotografii Charliho Daviese z Duke University. Vyšší agresivita není zadarmo. Zdá se, že množství parazitů v tělech samic surikat je úměrné hladině jejich testosteronu. Skupina prof.Drea se nyní snaží potvrdit hypotézu, že více testosteronu oslabuje imunitní systém.

Extrémně nízká smáčivost

22.10.2016
Vlevo nahoře snímek povrchu folie pořízený rastrovacím elektronovým mikroskopem, vpravo nahoře konečný produkt, dole po řadě zleva doprava pozorujeme nízkou smáčivost uhlovodíků dodekanu a hexadekanu, řepkového oleje a vody (převzato z H.Vahabi et al., Free-Standing, Flexible, Superomniphobic Films, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8 (34), pp 21962–21967, DOI: 10.1021/acsami.6b06333).

Speciální folií, která odpuzuje veškeré kapaliny, připravil Arun K.Kota se svými kolegy z Colorado State University ve Fort Collins. Tvoří ji nanočástice oxidu křemičitého SiO2 s fluoridovaným povrchem, které pohromadě drží polyuretan. Na obrázku dole po řadě zleva doprava vidíme, že spolehlivě odpuzuje tak rozdílné kapaliny jako uhlovodíky dodekan C12H26 a hexadekan C16H34, řepkový olej a vodu H2O (převzato z H.Vahabi et al., Free-Standing, Flexible, Superomniphobic Films, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8 (34), pp 21962–21967, DOI: 10.1021/acsami.6b06333). Chemicky je řepkový olej směs tzv. vyšších mastných kyselin. Největší je podíl kyseliny olejové CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH, který se pohybuje mezi 50 až 66%. Interakce mezi fluoridovanými částicemi oxidu křemičitého a jakoukoli kapalinou jsou velice slabé, důsledkem čehož je extrémně nízká smáčivost takového povrchu. Efekt podporuje ještě porozita připravené folie. Na obrázku vlevo nahoře vidíme její povrch na snímku rastrovacího elektronového mikroskopu. Vpravo nahoře najdeme konečný produkt (rovněž dle H.Vahabi et al., Free-Standing, Flexible, Superomniphobic Films, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8 (34), pp 21962–21967 DOI: 10.1021/acsami.6b06333).

Pavouček naslouchá

21.10.2016
Hlava samečka skákavky srdnaté (Phidippus audax) se zářivě zbarvenými klepítky (Wikimedia Commons).

Pavouk skákavka srdnatá (Phidippus audax) z čeledi skákavkovitých (Salticidae) dokáže vnímat zvuky až ze vzdálenosti tří metrů a nikoliv jen z nejbližšího okolí, jak biologové doposud předpokládali. Jak zjistil Paul S.Shamble a Ronald E.Hoy spolu se svými kolegy z Cornell University, využívá k tomu dlouhých chlupů na svých nohách a těle. Slyší selektivně pouze frekvence kolem 90 Hz, což odpovídá kmitočtu mávání křídel parazitických vos. Skákavky se před nimi musí mít na pozoru, protože je loví a krmí s nimi své potomstvo. Že chvěním vzduchu vyvolané pohyby chlupů skutečně způsobuje aktivaci mozkových neuronů, dokázali vědci pomocí tenoučkých elektrod, které zavedli přímo do titěrného pavoučího mozku. Na obrázku vidíme hlavu samečka skákavky srdnaté se zářivě zbarvenými klepítky (Wikimedia Commons).

Opomíjené potvůrky

20.10.2016
Škuner Tara kotvící v brestském přístavu na fotografii Fanny Schertzer (via Wikimedia Commons CC-BY 2.5).

Dříve opomíjení prvoci (Protozoa) diplonemidi představují jednu z nejpočetnějších a také nejběžnějších skupin organismů v oceánu. Vzorky získané během námořní vědecké expedice TARA Oceans zvýšily jejich počet ze čtyř známých druhů na desítky tisíc. Jedné z plaveb výzkumného škuneru Tara se účastnil i prof Julius Lukeš, ředitel Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR, který ve výzkumu diplonemid pokračuje i dál. Tisková zpráva AV ČR ze dne 12.10.2016 k tomu uvádí: „O těchto miniaturních organismech věda dosud neměla téměř žádné informace, přitom se ukazuje, že diplonemidi svou početností, druhovou bohatostí i výskytem patří ke klíčovým hráčům ve světovém oceánu a pravděpodobně mají zásadní vliv na fungování mořského ekosystému.“ Rovněž říká: „Jsou rozšířeni ve všech mořích od severního ledového až po jižní moře a nalezeni byli ve všech hloubkách.“ Obrázek jednobuněčného tvorečka nepřinášíme proto, že o jejich vzhledu nemají mořští biologové doposud jasno. Může se zdát podivné, že vědí o desítkách tisíc jejich druhů, aniž by věděli, jak vypadají. Moderní mořský biologický výzkum probíhá z velké části přes určení celkové DNA z odebraného vzorku, tedy z mnoha nejrůznějších živočichů. Hledají se neznámé úseky a podle nich vědci určují nové druhy živočichů. Přesně je identifikují podle jejich genomu, aniž by potřebovali byť je jen zahlédnout. Musíme se spokojit s fotografií škuneru Tara kotvícího v brestském přístavu od Fanny Schertzer (via Wikimedia Commons CC-BY 2.5). Expedice s ním organizuje panevropská výzkumná organizace European Molecular Biology Laboratory se středisky v Heidelbergu, Hamburku, Grenoblu, britském Hixtonu a italském Monterotondu.

Správnou strukturou proti Parkinsonově nemoci

19.10.2016
Struktura molekul s potenciálním účinkem proti Parkinsonově chorobě.

Dvě nadějné sloučeniny, které by mohly sloužit při prevenci Parkinsonovy choroby, vytipovali Joe Kakish a Jeremy S.Lee se svými kolegy z University of Saskatchewan v kanadském Saskatoonu. Jde o chemicky upravené spojené molekuly kofeinu a nikotinu. Jejich strukturu vidíme na obrázku. V tkáňových kulturách zabraňují vzniku nerozpustné, agregované struktury bílkoviny alfa-synuklein, která je příčinou odumírání některých mozkových nervových buněk, číms způsobuje Parkinsonovu chorobu. Poprvé ji popsal roku 1817 londýnský lékař James Parkinson. Odumírání postižených buněk vyvolává nedostatek neurotransmiteru dopaminu, v důsledku čehož nemocní přestávají kontrolovat své pohyby. Účinek popsaných sloučenin spočívá v tom, že se jakoby vzepřou mezi oba konce bílkoviny, čímž zabrání, aby zaujala nesprávnou strukturu. Nicméně látky velmi podobné struktury mohou mít vliv právě opačný. Naopak podpoří vznik škodlivé struktury alfa-synukleinu.

Návrat hmatu

18.10.2016

Hmat v prstech své paralyzované ruky pocítil nedávno Nathan Copeland zcela ochrnutý po autonehodě před 12 lety. Stalo se to díky umělé robotické paži, se kterou komunikuje prostřednictvím elektronického interfacu ve své hlavě a polí mikroelektrod voperovaných přímo do jeho mozku, do oblastí, které odpovídají za hmatové vjemy prstů a dlaně. Dotyk na umělé ruce skrze speciální interface projde v podobě elektrického signálu do odpovídajících mikroelektrod, kde vzbudí dojem dotyku na skutečné Copelandově paži. Pocit není zdaleka dokonalý, někdy šimrá nebo tlačí. Nerozliší ani teplo a chlad, ale spolehlivě rozpozná každý prst. Mikroelektrody a jejich komunikační systém zhotovila společnost Blackrock Microsystems, robotickou paži vyvinuli na Johns Hopkins University. Interface, který ji propojuje s mikroelektrodami, pochází z University of Pittsburgh.

Stopy velmi staré

17.10.2016
Lokalita Engare Sero s prastarými otisky lidských chodidel (Liutkus-Pierce, C.M., et al., Radioisotopic age, formation, and preservation of Late Pleistocene human footprints at Engare Sero, Tanzania, Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.palaeo.2016.09.019).

Více než 400 otisků lidských chodidel zdokumentovali antropologové v severní Tanzanii u břehu Natronového jezera poblíž vesnice Engare Sero. Pocházejí doby asi před 10.000 let z rozhraní pleistocénu a holocénu. Nachází se spolu s otisky kopyt zebry a tura na ploše 300 m2. Vznikly ve vrstvě vlhkého bláta, jejíž stáří podle datování pomocí radioaktivního argonu 40Ar/39Ar a uhlíku 14C dosahuje 5.760±30 až 19.100 ±3.100 let. Zachovaly se díky velké náhodě. Krátce po jejich vzniku je překryla vrstva sopečného spadu z blízkého vulkánu Oldoinyo L’engai. Muselo k tomu dojít nanejvýš několik měsíců po jejich otištění. Další zvlhčení vrstvy bláta, ať už deštěm nebo vodou z jezera, by je spolehlivě zlikvidovalo. Ke ztuhnutí kryjící vrstvy vlivem zásadité jezerní vody, které ji uchovalo až do dnešních časů, došlo před 10 až 12 tisíci let, což mohlo být dlouho po jejím vzniku. Jednoznačného datování vzniku otisků se nepodařilo dosáhnout ani s pomocí dalších metod, takže není jasné, zdali jsou již pleistocénního nebo až holocenního původu. Plochu o rozloze 125 m2 s 56 lidskými otisky odkryla přirozená eroze, zbytek vědci během dalšího výzkumu. Na fotografii vidíme celou lokalitu (Liutkus-Pierce, C.M., et al., Radioisotopic age, formation, and preservation of Late Pleistocene human footprints at Engare Sero, Tanzania, Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.palaeo.2016.09.019).

Natronové jezero nese své jméno podle vysoké koncentrace uhličitanu sodného ve vodě, v důsledku čehož její pH dosahuje vysoké hodnoty 10. Nárůst koncentrace solí způsobuje velký výpar a malý přítok. Plocha jezera činí 600 km2 a maximální hloubka 3 m.

Tuhnoucí sumýši

16.10.2016
Sumýš běloskvrnný (Holothuria leucospilota) na fotografii Ria Tana (via Wikimedia Commons).

Mořští živočichové sumýši z třídy ostnokožců (Echinodermata) umí velmi rychle měnit tuhost krycí vrstvy na povrchu svého těla. Využívají toho při pohybu nebo obraně. V elastickém stavu jsou vlákna jejich molekul kolagenu uložena rovnoběžně. Tuhost výrazně naroste vzájemným překřížením. Bílkovina kolagen je v přírodě nejrozšířenější složka pojivových tkání. Asi čtvrtina všech proteinů v našich tělech je právě kolagen. Vzájemnou změnu poloh jeho vláken zvládají pouze sumýši (Holothuroidea). Umožňují to molekuly glykoproteinů, které propojují jednotlivá kolagenová vlákna. Glykoproteinem rozumíme sloučeninu bílkovin se sacharidy. Pokusy se sumýšem běloskvrnným (Holothuria leucospilota) prováděl Jingyi Mo spolu s dalšími členy týmu Himadriho S.Gupty z Queen Mary University of London. Změny polohy vláken studovali pomocí měření rentgenové difrakce. Proces ztuhnutí spouští zvýšení koncentrace draselných iontů K+. Kationy vápenaté Ca2+ mají účinek opačný. Pokusného živočicha vidíme na fotografii Ria Tana ze Singapuru (via Wikimedia Commons). Bílé skvrny nejsou příliš zřetelné. Je zajímavé, že stejně jako u všech ostnokožců, i tělo sumýšů vykazuje pětičetnou symetrii. Na rozdíl od nejznámějších ostnokožců mořských hvězdic, u sumýšů ji rozeznáme až při bližším zkoumání.

Velmi stabilní proudění

15.10.2016
Maximální rozsah moře Parathetys (dle S.Schneider et al., Preserved colour pattern in Polititapes tricuspis (EICHWALD, 1829) (Bivalvia: Veneridae) from the Sarmatian holostratotype at Nexing (Lower Austria), Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Abhandlungen 268(2):191-197, May 2013, DOI: 10.1127/0077-7749/2013/0326).

Vzdušné proudění ve Střední Asii je mnohem stabilnější, než se klimatologové doposud domnívali. Podle dosavadních představ se současný model ustálil v době zhruba před 20 miliony let, tedy po vzniku Himalájí a Tibetské plošiny, ústupu moře Parathetys ze Středí Asie a počátku kenozoického globálního ochlazení, které započalo před 34 miliony let. Ze studia větrem navátých středoasijských usazených hornin vyplývá, že způsob jejich vzniku zůstal prakticky nezměněn po celých 42 milionů let. Vyplývá to z výzkumů A Lichta z Universität Potsdam a jeho kolegů. Je skutečně překvapující, že se pouze minimálně projevil vliv takové události, jako vyzdvižení Himalájí. Maximální rozsah moře Parathetys vidíme na obrázku (dle S.Schneider et al., Preserved colour pattern in Polititapes tricuspis (EICHWALD, 1829) (Bivalvia: Veneridae) from the Sarmatian holostratotype at Nexing (Lower Austria), Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Abhandlungen 268(2):191-197, May 2013, DOI: 10.1127/0077-7749/2013/0326).

Zika imunita

14.10.2016
Řez virionem Zika viru (D.Sirohi et al., The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus, Science 31 Mar 2016, DOI: 10.1126/science.aaf5316).

Podle zjištění expertů z Biosecurity Research Institute pod vedením Stephena Higgse, jež je součástí Kansas State University, vyvolává infekce virem Zika u lidí imunitu. Opakovaná infekce tedy není možná. Jde o velmi významné zjištění, které usnadní vytvoření vakcíny. Samotná horečka Zika, kterou virus vyvolává, není příliš nebezpečná. Kromě vysokých teplot se projevuje vyrážkou a bolestmi hlavy i kloubů. Léčení zpravidla nevyžaduje hospitalizaci. Významné riziko představuje pouze pro těhotné ženy, u jejichž plodů může vyvolat mikrocefalii, těžkou vývojovou poruchu. Řez virionem Zika viru vidíme na obrázku (D.Sirohi et al., The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus, Science 31 Mar 2016, DOI: 10.1126/science.aaf5316).

Vlastislav Výprachtický 15.10.2016: Možnost získání vakcíny by pomohlo vyřešit řadu vedlejších následků onemocněním virem Zika. Zda-li se podaří i snížit výskyt mikrocefalie je otázkou. Mikrocefalii může provázet snížená sorbce mozkomíšního moku / ochrana mozku / vlivem změny pH, zvýšení hodnoty laktátu a příp. dalších látek.

Halucinace

13.10.2016
Vzhled halucinací vyvolaných J.Pearsonem a jeho kolegy dle (J.Pearson et al., Sensory dynamics of visual hallucinations in the normal population, eLife 2016;5:e17072, DOI: 10.7554/eLife.17072).

Klamný vjem vzniklý v bdělém stavu bez skutečného podnětu nazýváme halucinací. Jde o nesporný, mnohokrát zaznamenaný jev. Nicméně jejich zkoumání je obtížné, protože psychiatrie nedisponuje metodou, jak je jednoduše reprodukovatelně vyvolávat, aby bylo možné je vědecky zkoumat. Se zajímavý postupem, jak vyvolat zrakovou halucinaci, přišli experti z australské University of New South Wales pod vedením Doc.Joela Pearsona ve spolupráci se Stewartem Heitmannem a Bardem Ermentroutem z americké University of Pittsburgh. Stačí jim k tomu obraz bílého prstence blikajícího frekvencí kolem 11 Hz na tmavém pozadí. Dráždění mozkové kůry tímto způsobem brzy vyvolá halucinaci v podobě šedých skvrn rovnoměrně rozmístěných na prstenci, které společné pomalu rotují. (viz obr. dle J.Pearson et al., Sensory dynamics of visual hallucinations in the normal population, eLife 2016;5:e17072, DOI: 10.7554/eLife.17072). Ve srovnání se spoustou barvitých halucinacích, o kterým můžeme číst, to působí poněkud fádně. Nicméně cílem je pomocí pokročilých zobrazovacích metod určit, co přesně probíhá v našem mozku během halucinaci. Poté bude možné přistoupit ke složitějším případům.

Fluorescence a viskozita

12.10.2016
Struktura zkoumaných molekul fluoroborhydrazonů. Nejvyšší nárůst intenzity fluorescence se projevil u sloučeniny, kde R1 = H a R2 = NO2.

Závislost intenzity fluorescence na viskozitě rozpouštědla u organických sloučenin fluoroborhydrazonů se specifickou strukturou pozorovali Matthew D. Liptak z University of Vermont a Ivan Aprahamian z Dartmouth College v americkém New Hampshire se svými kolegy. Nutnou podmínkou pro vznik neobvyklého jevu je, že molekula musí mít dvě podobně velké části, spojené jedinou jednoduchou vazbou. Obě části mohou tudíž vůči sobě volně rotovat. Rostoucí viskozita jejich vzájemný pohyb omezuje, takže více energie mohou vyzářit ve formě světelných kvant. Strukturu zkoumaných molekul vidíme na obrázku. Nejvyšší nárůst intenzity fluorescence se projevil u sloučeniny, kde R1 = H a R2 = NO2. Při nárůstu viskozity z 20,8 cP na 620,7 cP vzrostla intenzita fluorescence zhruba desetkrát na vlnové délce 500 nm, což odpovídá zelené barvě. Nárůstu viskozity dosáhli badatelé změnou složení rozpouštědla od čisté vody po směs glycerolu a ethylenglykolu. Popsaný jev možná půjde využít při konstrukci organických LED diod.

Nobelovu cenu za ekonomii

10.10.2016

pro rok 2016 obdrželi Oliver Hartz Harvard University a Bengt Holmström z Massachusetts Institute of Technology za svůj příspěvek k teorii smluv. Vytvořili kompletní metodu, která umožňuje studovat nejrůznější aspekty smluv a jejich důsledky.

Zajímavé nálezy z Okinawy

10.10.2016
Nejstarší rybářské háčky na světě. Pocházejí z okinawské jeskyně Sakitari (Masaki FUjita et al., Proceedings of the National Academy of Sciences (2016). DOI: 10.1073/pnas.1607857113).

Ve zříceninách středověkého hradu Katsuren na japonské Okinawě nalezli archeologové několik římských mincí z doby vlády císaře Konstantina Velikého (306 - 337). Jsou značně poškozené, takže s jejich identifikací musela pomoci rentgenová tomografie. Jde o první nález římských mincí v Japonsku, nicméně tehdejší kontakty nedokazují. Na Okinawu se nejspíš dostaly až dlouho po pádu Římské říše jako součást sbírky. Pohromadě s nimi ležely v zemi i turecké mince ze 17.století. Navíc hrad Katsuren pochází ze středověku s dobou největšího rozkvětu od 12. do 15. století.

Jiný zajímavý okinawský nález představují nejstarší známé rybářské háčky z doby před 30.000 až 35.000 lety. Pocházejí z jeskyně Sakitari, která náleží k bohatým pravěkým nalezištím. Prohlédnout si je můžeme na obrázku (Masaki FUjita et al., Proceedings of the National Academy of Sciences (2016). DOI: 10.1073/pnas.1607857113).

O bílém hadu

9.10.2016
Madagascarophis lolo, foto Sara Ruane, Louisiana State University.

Nový druh hada z Madagaskaru popsala Sara Ruane z Louisiana State University spolu se svými kolegy rovněž z American Museum of Natural History a madagaskarské Université de Mahajunga. Jak vidíme na obrázku, je velmi světle zbarven (foto Sara Ruane, Louisiana State University). Jmenuje se Madagascarophis lolo. Analýza genomu potvrdila, že jde o samostatný druh. Jeho nejbližším příbuzným je Madagascarophis fuchsi. Oba druhy žiji na severu ostrova ve skalnatých lokalitách. Od svého objevu v osmdesátých letech minulého století rod Madagascarophis v posledních letech podstatně narostl. V současnosti zahrnuje pět druhů žijících pouze na Madagaskaru. Jde o nevelké hady dorůstající délky nanejvýš 100 cm.

Raději tučné nebo sladké?

8.10.2016
Tvar a poloha amygdaly na horizontálním řezu lidským mozkem (Wikimedia Commons).

Melanokortinový receptor MC4R v nervových buňkách mozkové struktury amygdaly rozhoduje o tom, zdali dáte přednost tučnému nebo sladkému jídlu. Máte-li ho ve svém mozku méně, sáhnete raději po mastném. Vyplývá to z výzkumů Agathy A. van der Klaauw a I.Sadafa Farooqiho a jejich dalších kolegů z University of Cambridge. Melakortiny jsou bílkoviny, které fungují jako hormony hypofýzy. Amygdala je párová mozková struktura obratlovců. Její tvar a polohu vidíme na obrázku na horizontálním řezu lidským mozkem (Wikimedia Commons).

Opylení klamem

7.10.2016
Kvetoucí svícník Sandersonův (Ceropegia sandersonii) na fotografii H.Zella via Wikimedia Commons.

Jihoafrická rostlina svícník Sandersonův (Ceropegia sandersonii) - z čeledi toješťovitých (Apocynaceae) láká na své květy kvůli opylení masožravé mušky (dvoukřídlé - Diptera) rodu Desmometopa. Do ovzduší vypouští několik sloučenin, které představují varovný pachový signál, jež vypouští napadené včely (rod Apis). Jeho nejdůležitější součásti jsou geraniol, 2-heptanon, 2-nonanol a (E)-2-okten-1-yl-acetát. Mušky Desmometopa jsou totiž mrchožrouty hmyzího světa. Jejich nejoblíbenější potravou jsou včely čerstvě ulovené pavoukem. Na obrázku vidíme kvetoucí svícník Sandersonův na fotografii H.Zella via Wikimedia Commons.

Mnohem starší virus

6.10.2016
Letucha malajská (Cynocephalus variegatus), foto Nina Holopainen, via Wikimedia Commons.

Virologové předpokládali, že původ viru HIV, který způsobuje onemocnění AIDS, sahá přibližně 12 milionů let do minulosti. Daniel Elleder z Ústavu molekulární genetiky se svými spolupracovníky zjistil, že lentiviry, mezi něž HIV náleží, jsou mnohem starší. Podařilo se jim identifikovat vir LVgv v genomu letuch, které infikoval před 40 - 60 miliony let. Letuchy jsou zvláštní noční savci z čeledi letuchovitých (Cynocephalidae), řád letuchy (Dermoptera), kteří žijí v jihovýchodní Asii. Zvláštní kožní blána jim umožňuje klouzavým letem doplachtit až 100 m daleko. Letuchu malajskou (Cynocephalus variegatus) vidíme na obrázku (foto Nina Holopainen, via Wikimedia Commons). Letuchy patří k našim blízkým příbuzným, od předků primátů se oddělily zhruba před 80 miliony let. Lentiviry patří do čeledi retrovirů (Retroviridae), kteří jsou schopni svou genetickou informaci vložit do genomu hostitelské buňky.

Plný text tiskové zprávy AV ČR najdeme zde.

Vlastislav Výprachtický 7.10.2016: Dle houževnatosti lentiviru bude výzkum totální léčby proti retrovirům hodně náročný. Zatím nebyl nalezen žádný vhodný antivir/virofág/. Řešení se bude asi ubírat enzymatickou cestou k odbourání struktury retrovirů.

Romana Dubnova Bělocká 8.10.2016: Mozna pro tebe zajimave....pro me urcite, moc se mi tyhle potvůrky libi.uz na pajdaku mi prisly roztomile.

Nobelovu cenu za chemii

5.10.2016
Nahoře struktura katenanu, dole rotaxanu.

pro rok 2016 obdrželi Jean-Pierre Sauvage ze Štrasburské univerzity, sir J. Fraser Stoddart z Northwestern University v illinoiském Evanstonu a Bernard L. Feringa z nizozemské Groningenské univerzity za návrh a přípravu molekulárních strojů. Tím jsou míněny velké molekuly, jejichž pohyby lze kontrolovat zvnějšku. Základem je práce J.-P. Sauvage z roku 1983. Připravil katenany (struktura obr.nahoře), což jsou do sebe zaklesnuté cyklické molekuly. Přestože navzájem nejsou propojeny chemickou vazbou, bez jejího přerušení je nelze oddělit. J.F.Stoddart v roce 1991 přišel s rotaxany (struktura obr.dole), což je cyklická molekula navlečená na jiné molekule jako na ose. Konce molekulární osy jsou rozšířené připojenými chemickými skupinami, aby navlečená molekula nesklouzla. A konečně B.L.Feringa roku 1999 připravil molekulární motor - molekulu, jejíž část se otáčela stejným směrem. S pomocí těchto molekul roztočil sice nevelký, ale již makroskopický skleněný váleček.

Nobelovu cenu za fyziku

4.10.2016

pro rok 2016 obdržel z jedné poloviny David J. Thouless z University of Washington v Seattlu, druhou polovinu si rozdělí rovným dílem F. Duncan M. Haldane z Princeton University a J. Michael Kosterlitz z Brown University v Providence ve státě Rhode Island za odhalení tajemství neobvyklých stavů hmoty. Pro studium supravodičů, supratekutých látek a tenkých magnetických vrstev využívali moderních matematických postupů. Celkem si mezi sebe rozdělí 8 milionů švédských korun, což odpovídá přibližně 22,5 milionu Kč.

Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství

3.10.2016

pro rok 2016 získal Jošinori Ósumi z Tokijského technologického ústavu za objev mechanismu autofagie. Jde o velmi důležitý proces, kterým buňka odstraňuje a recykluje některé své součásti. Zjistil, že tento proces probíhá i u kvasinek Saccharomyces cerevisiae, se kterými prováděl své pokusy. Jde o přesně ten druh, který se využívá při kvašení alkoholických nápojů nebo při přípravě kvásku. Náhodným poškozování genomu kvasinek určil geny, které za autofagii odpovídají. Pro prostudování jejího přesného mechanismu u kvasinek zjistil, že v našich buňkách probíhá velmi podobně.

Slimákožrout a další fosilie

3.10.2016
Umělecká rekonstrukce dávno vyhynulého vačnatce Malleodectes mirabilis na obrázku Petera Schoutena (M.Archer et al., A new family of bizarre durophagous carnivorous marsupials from Miocene deposits in the Riversleigh World Heritage Area, northwestern Queensland, Scientific Reports 6:26911, DOI: 10.1038/srep26911 1).

Paleontologové na základě vyhodnocení fosilií chrupu vačnatce Malleodectes mirabilis usoudili, že se živil převážně měkkýši s pevnými schránkami. Mohutné zašpičatělé zuby mu umožňují rozdrtit jejich tvrdé schránky. Na takovou potravu se doposud savec kromě něj nespecializoval. Jeho objevitelé tak usuzují na základě podobností s chrupem plaza scink Gerradovův (Cyclodomorphus gerrardii), který se právě na tuto potravu specializuje. Vačnatec M.mirabilis žil před 17 miliony let a jeho zkameněliny pocházejí z lokality Riversleigh na severozápadě australského Queenslandu. Uměleckou rekonstrukci dávno vyhynulého vačnatce vidíme na obrázku Petera Schoutena (M.Archer et al., A new family of bizarre durophagous carnivorous marsupials from Miocene deposits in the Riversleigh World Heritage Area, northwestern Queensland, Scientific Reports 6:26911, DOI: 10.1038/srep26911 1).

O dalších zajímavých zkamenělinách hovořila Phoebe Cohen 27.září na výroční konferenci Americké geologické společnosti v coloradském Denveru. Spolu se svými kolegy nalezla a popsala nejstarší dochované pevné schránky eukaryotních organismů. Pocházejí z kanadského Yukonského teritoria a jsou staré zhruba 809 milionu let. Tvoří je hydroxylapatit, chemicky hydroxifosforečnan vápenatý Ca5(PO4)3(OH).

Pravidla ptačího provozu

2.10.2016
Sameček andulky vlnkované (Melopsittacus undulatus), https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Melopsittacus_undulatus_-_pet_female_recessive_pied_mutation_1.jpg

Pokusy s andulkami vlnkovanými (Melopsittacus undulatus) letícími přímo proti sobě ukazují, že se vyhýbají vždy vpravo, aby se vyhnuli čelnímu střetu. Prokázala to videa ptáků letících ve speciálním experimentálním tunelu proti sobě, jak vidíme na tomto videu. Nasnímal je a vyhodnotil Tristan Perez z Queensland University of Technology spolu s Ingo Schiffnerem a prof.Mandyamem V. Srinivasanem, oba z University of Queensland. Zřejmě jde o obecné chování ptáků, v rámci jednoho druhu by jeho výhoda byla velmi omezená. Pokusy proběhly celkem s deseti samečky andulky vlnkované. Prohlédnout si ho můžeme na obrázku (via Wikimedia Commons).

Měď pro čich

1.10.2016
Struktura některých biologický významným thiolů.

Náš čich jako je velmi citlivý na thioly, organické sloučeniny, které obsahují sirnou skupinu -SH v molekule. Ethanthiol CH3CH2SH vnímáme ve vzduchu již v koncentraci mikrogram na litr, zhruba milionkrát méně než chemicky velmi podobný ethanol CH3CH2OH lišící se pouze atomem kyslíku na místě síry. Přesné fungování receptoru OR2T11 v buňkách nosní sliznice, který detekuje molekuly malých thiolů ve velmi nízkých koncentracích, popsali až nyní Hanyi Zhuang z Šanghajské dopravní univerzity spolu s Ericem Blockem z University of Albany, Victorem S. Batistou z Yale University a dalšími experty. Pro vazbu molekuly thiolu na receptor, a tím vzniku čichového vjemu, je zapotřebí ještě kationu měďného Cu+. S alkoholy, které obsahují skupiny -OH s kyslíkem místo síry, tato vazba nevzniká. Jako zdroj měďného kationtu slouží nosní sekret, jež obsahuje různé kovové ionty. Zároveň dutina receptoru je malá, takže do ní vstoupí jen nevelké molekuly. Proto reaguje pouze na malé molekuly thiolů s nanejvýš čtyřmi atomy uhlíku. Thioly vznikají při rozkladu bílkovin s obsahem aminokyselin s atomem síry v molekule. Našim předkům tak velká citlivost čichu vůči nim mohla přinášet důležité informace o přítomnosti masové potravy, jakož i nebezpečných šelem ji požírajících. Strukturu několik biologicky významných thiolů vidíme na obrázku. Seshora dolů methylthiol, který vzniká při trávení v zažívacím traktu savců, allylthiol (2-propen-1-thiol), základní součást česnekového aroma, propan-1-thiol, základní součást cibulového aroma, 3-methylbutan-1-thiol, základní součást obranného sekretu skunkovitých (čeleď Mephitidae), butan-1-thiol, základní součást obranného sekretu tchoře tmavého (čeleď lasicovití - Mustelidae).

Diskuse/Aktualizace