Nitrifikace v globálním cyklu dusíku

31.12.2008

Oxidace amoniaku je prvním krokem nitrifikace, při níž čpavek (NH3 organického původu) je oxidován na dusičnanové ionty. Nitrifikace probíhá na pevnině i v oceánech a má zásadní význam pro globální cyklus dusíku. Proces je prováděn nejen bakteriemi, nýbrž i řadou archebakterií z podříše Crenarchaeota, jež obsahují gen pro ammonium-monooxygenázu (AMO). AMO přeměňuje amoniak na hydroxylamin NH2OH, který je přeměňován některými mikroorganismy na dusitanové ionty (protein katalyzující tuto přeměnu dosud nebyl nalezen v archebakteriích). Další určité bakterie dokončují nitrifikaci přeměnou dusitanových na dusičnanové ionty. Tyto ionty jsou pak buď asimilovány do organického materiálu nebo jsou denitrifikovány dalšími mikroorganismy za tvorby dusíku, který se uvolňuje do atmosféry. Bakterie zahrnuté do skupiny Annamox jsou též schopny přeměnit amoniak a dusitanové anionty na dusík. Dusík je pak většinou fixován specifickými bakteriemi za tvorby amoniaku. Ten pak může být inkorporován do organického materiálu nebo dále oxidován. Je zajímavé, že archebakteerie oxidující amoniak se hojně vyskytují v severním Atlantiku, ale nikoli v hloubkách rovníkových moří.

Nanopájení

30.12.2008

Klasickou technologii pájení uzpůsobili Beverley Inkson, Tony Cullis, a Yong Peng z britské Sheffield University pro kovové nanodráty. Mikromanipulátorem je umístili do vhodné polohy a spojili pomocí krátkých elektrických pulsů. Občas pro pájení použili slitinu zlata a cínu. Svou práci pozorovali rastrovacím elektronovým mikroskopem. Ze zlatého nanodrátu o průměru 55 nm se jim podařilo zhotovit slůvko „NANO“.

Největší naleziště dinosauřích fosilií

30.12.2008
Kostra zhuchengosaura dosahuje výšky 9,1 m (foto Zhao a kol., 2007).

Největší světové naleziště dinosauřích fosilií se podařilo odkrýt ve východočínské pobřežní provinci Šantung poblíž milionového města Žučcheng v prefektuře Weifang. Během uplynulých sedmi měsíců paleontologové vyhrabali z 300 metrů dlouhého výkopu na 7.600 fosilií včetně 20 m dlouhé kostry hadrosaura. Okolí Žučchengu je známé četným výskytem takových zkamenělin, můžeme je nalézt na 30 lokalitách v jeho okolí. Na jeho počest pojmenoval X. Zhao loni popsaného ještěra Zhuchengosaurus maximus. Jde o jednoho z hadrosaurů z doby před 70 až 100 miliony let. Obr. Zhao a kol. 2007.

Tranzistorové novinky

29.12.2008
struktura 3,4-ethylendioxythiofenu

Hsaioh-Kang Chang, a Fumiaki Ishikawa z University of Southern Kalifornia pod vedením prof.Chongwu Zhou dokáží vyrobit průhledné pružné tranzistorové pole. Kolektory, editory a báze z oxidu iridito cíničitého propojují uhlíkovými nanotrubicemi. Jejich vynález je možné použít jako ultratenký displej, který můžete připevnit třeba i na přední sklo automobilu.

Pracovníkům výzkumných laboratoří IBM se podařilo připravit z grafenu (akademon.cz 22.10.2004) tranzistor, který při velikosti 150 nm uspokojivě pracuje i při frekvenci 26 GHz.

Hyewon Kang, Tae-il Kim, a Hong H. Lee ze Soulské národní univerzity vyvinuli jednoduchou technologii při přípravu pružných polymerních tranzistorů. Nejprve natisknou základní vzor tranzistorových kolektorů a emitorů z poly(3,4-ethylenedioxythiofenu). Ty propojí velmi tenká vrstva z polovodivého polymeru. Na ni pak nanesou rovněž polymerní dielektrickou vrstvu. Celý proces zakončí natištění tranzistorových bází z poly(3,4-ethylenedioxythiofenu).

Co kdo provádí s uhlíkovými nanotrubicemi

28.12.2008
Struktura papíru z uhlíkových nanotrubic zaznamenaná AFM mikroskopem. Jejich průměr se pohybuje okolo 10 nm. (foto University of Texas)

Skupina vědců z MIT připravila nový senzor, který může přímo uvnitř živé buňky detekovat přítomnost karcinogenních látek. Tvoří ho uhlíková nanotrubice ovinutá dlouhou molekulou deoxyribonukleové kyseliny. Tento systém vykazuje fluorescenci v blízké infračervené oblasti spektra. Jsou-li přítomny sloučeniny, které DNA poškozují, reagují s ní a způsobí změny fluorescenčního spektra.

Americko brazilský tým prof. Raye H. Baughmana z University of Texas v Dallasu připravil papíru podobný materiál z uhlíkových nanotrubic. Použili k tomu standardní metodu výroby běžného papíru. Nechali vyschnout suspenzi uhlíkových nanotrubic různé tloušťky stěn ve vhodném rozpouštědle. Jeho mechanické vlastnosti jsou poněkud neobvyklé, protože při protažení se rozšiřuje. Způsobuje to zvláštní struktura, kdy ploché útvary se působením tahu deformují na prostorové, které zaberou více místa. Strukturu papíru z uhlíkových nanotrubic si můžeme prohlédnout na obrázku pořízeném AFM mikroskopem (Foto University of Texas).

Mnohem uspořádanější papír z uhlíkových nanotrubic, který je pevnější a má homogennější tepelné a elektrické vlastnosti, připravil Changhong Liu se svým týmem z čínské Univerzity Qinghua. Na křemíkové podložce nejprve standardním postupem vypěstovali uspořádané pole uhlíkových nanotroubic. Jejich polohu zafixovali a ještě je stlačili porézní membránou. Celý vrstevnatý systém slisovali válečkem z nerezové oceli. Folii pak odloupli od křemíkové podložky, membránu rozpustili ethanolem a získali tak homogenní folii z uhlíkových nanotrubic. Podobá se papíru natolik, že z ní můžete dělat papírové skládanky. Hlavní možnosti jejího využití vidí prof.Liu při výrobě superkapacitorů (kondenzátorů s velikou kapacitou).

Prof. Laura Ballerini z Terstské univerzity ve spolupráci se švýcarskými vědci studuje možnosti užití uhlíkových nanotrubic pro obnovu nervových vláken při jejich poraněních. Uhlíkové nanotrubice totiž mohou velmi dobře přilnout k membránám nervových buněk, vytvořit s nimi vodivý kontakt a přenést nervových vzruch, což je vlastně elektrický puls, přes poškozené místo.

S rostoucím zájmem o uhlíkové nanotrubice pochopitelně narůstá poptávka i po metodách jejich zkoumání. Doc. Jiwoong Park z Cornell University vyvinul metodu, která umožňuje studovat vodivost jednotlivých uhlíkových molekul. Vzhledem k tomu, že známe na sto nejrůznějších typů uhlíkových nanotrubic, které mohou vznikat ve směsi při jejich přípravě, má studium individuálních nanočástic značný význam. Svazek nanotrubic zapojí mezi dvě elektrody a změří jeho vodivost. Pak jednotlivé nanotrubice ozařuje laserovými pulsy. Zjištěné změny vodivosti odpovídají vždy té jediné zahřáté nanotrubici.

Nový fundamentální teploměr

27.12.2008

Jukka Pekola se svými kolegy z Helsinské technologické univerzity a Nanoelektronických laboratoří společnosti NEC v Tsukubě zdokonalili svůj deset let starý teploměr založený na tunelovém proudu. Tvoří ho malé vodivé kovové klastry kovu na nevodivé podložce. Nevodivé mezery mezi nimi musí být tak úzké, aby umožnily tunelování elektronů. Vodivost takového systému při nepatrném vloženém napětí závisí na teplotě, takže po kalibraci je možné ho využít jako velmi přesného teploměru. Po posledním vylepšení již vodivost celého zařízení při nízkých teplotách závisí na vodivosti pouze jediného tunelového přechodu mezi kovovými klastry. Pro měření teploty to sice nemá zásadní význam, nicméně to umožňuje definovat jednotku teploty Kelvin na základě fundamentálních přírodních konstant, což se doposud nepodařilo.

Svinuté biochipy

27.12.2008

Technologie, kterou vynalezl Eric Defrancq se svými kolegy z Université Joseph Fourier v Grenoblu může v budoucnu nahradit dnes hojně rozšířené biochipy (podrobněji o nich akademon.cz 6.12.2001 a 12.2.2002). Podařilo se jim vyvinout způsob, jak různé oblasti vnitřního povrchu kapilár pokrývat odlišnými sloučeninami. Jejich vnitřek nejprve modifikují reaktivními aminooxy skupinami. Před dalšími reakcemi však tyto skupiny chrání na ně navázané organické skupiny, jež se na světle odštěpí a umožní tak, aby se na aminooxy navázaly další látky, např. bílkovinné protilátky anebo molekuly DNA. Oproti biochipům mají biokapiláry tu výhodu, že je lze zapojit do průtočných systémů a zkrátit tak čas nutný pro provedení analýzy.

Bakterie v mateřském mléce

26.12.2008

Trávicí systém kojených novorozenců obsahuje bakterie Bifidobacterium longum infantis, které ochraňují střevo před škodlivými bakteriemi, jež by se tam mohly usadit. Genom tohoto poddruhu byl nyní publikován a bylo v něm zjištěno 2423 proteiny kódujících genů, z nichž 702 je odlišných od všech bakteriálních druhů dosud identifikovaných. Tato bakterie se živí specifickými cukry obsaženými v mateřském mléce, které novorozenec sám nespotřebovává. Zahrnuje to několik specifických genů. Další zajímavé enzymy jsou ty, které umožňují tomuto organismu zpracovávat močovinu obsaženou v mléce v jinak na dusík chudém prostředí novorozeneckého střeva.

Láska přes elektřinu

25.12.2008

Ryby z dolního toku řeky Kongo, náležející k rodu Campylomormyrus, využívají výbojů z elektrického orgánu k nalézání kořisti, ale i k výběru partnerů pro rozmnožování. Pracovníci z univerzity v Sheffieldu předkládali samičce druhu C. compressirostris k výběru mezi samečkem téhož druhu a buď blízce příbuzným, ale elektricky odlišným C. rhynchophorus nebo vzdálenějšímm druhem C. tamandua, který byl elektricky podobný. Ve všech případech preferovaly samičky partnery téhož druhu před C. rhynchophorus, ale nikoli C. tamandua.

Největší prvok na světě

24.12.2008
Prvok Gromia sphaerica (označena šipkou) pohybující se po mořském dně. Foto Dr.Mikhail Matz, University of Texas v Austinu.

Biologové z University of Texas v Austinu pod vedením Mikhaila Matze objevili na mořském dně poblíž Bahamských ostrovů gigantického prvoka. Dorůstá průměru okolo 2 cm a je to jediný jednobuněčný tvor, který nechává za sebou stopu. Dle prekambrických fosilií můžeme usuzovat, že žil již před 600 miliony let. Vidíme ho na snímku Dr.Mikhaila Matze z University of Texas v Austinu.

Barvy podzimu

24.12.2008
Pieris japonský (Pieris japonica), keř s výrazně zbarveným podzimním listím, na kterém innsbrucký tým zkoumal rozpad chlorofylu. Foto Julo.

Už od školních let víme, že změnu barvy listí způsobuje rozklad zeleného barviva chlorofylu, takže se mohou projevit jiná, žlutá a červená barviva, jejichž odstíny během jara a léta jeho zeleň překrývá. Bernhard Kräutler se svými spolupracovníky z Innsbrucké univerzity zjistil, že na barvě opadávající listí se podílejí i produkty rozkladu chlorofylu, které jsme doposud měli za bezbarvé. Nicméně dochází k jejich oxidaci, při které zežloutnou. Je zajímavé, že svou strukturou se velmi blíží bilirubinu, což je přírodní látka, která chrání buňky před poškozením. Rakouský tým nyní zkoumá, zdali jde jen o náhody či zda zoxidované produkty rozpadu chlorofylu hrají nějakou roli v buněčném metabolismu.

Trochu jiná trhavina

24.12.2008
Struktura triaceton triperoxidu, jehož přesné pojmenování zní 3,3,6,6,9,9-hexamethyl-1,2,4,5,7,8-hexaoxacyklononane

TATP, triaceton triperoxid, se stává mezi teroristy stále populárnější. Jde o nestabilní chemickou sloučeninu, která vybuchuje i při malém tepelném nebo mechanickém podnětu, chemicky 3,3,6,6,9,9-hexamethyl-1,2,4,5,7,8-hexaoxacyklononane. Neobsahuje totiž dusík, zatímco většina metod pro detekci trhavin je založena na monitorování přítomnosti oxidů dusíku. Snadno ji lze připravit z běžně dostupných chemikálií. Pro průmyslové využití jde o látku příliš nestabilní, což však sebevražedným atentátníkům nevadí. Předpokládá se, že byla použita při útocích v londýnském metru v červenci 2005. Jednoduchou detekční metodu vyvinuli Eran Sella a Doron Shabat z Telavivské univerzity. Tak, jako z běžných trhavin neustále v malém množství unikají oxidy dusíku, TATP uvolňuje peroxid vodíku H2O2. Zmíněným chemikům se podařilo připravit polymer, který se rozpadá za přítomnosti peroxidu vodíku a fluoreskuje při tom na vlnové délce 510 nm.

Kráčející plasty

23.12.2008

Tomiki Ikeda z Tokijského technologického ústavu v Jokohamě připravil s týmem chemikům polymer, který se pohybuje vlivem světla. Zabudoval do něj uspořádaným způsobem azoskupiny N=N, které se vlivem ultrafialového světla překlopí do jiné struktury. Viditelné světlo je navrátí do původního stavu. Tyto změny se navenek projeví vratným prohýbáním polymerní folie.

Záběry pohybu proužků plastu po osvitu viditelný a ultrafialovým světlem si můžeme prohlédnout zde. Šipky a text VIS a UV označují místo osvitu viditelným, popř. ultrafialovým zářením.

Co se děje s methanem?

22.12.2008

Po desetiletí stabilního stavu se množství methanu v atmosféře od roku 2007 zvyšuje podle dvou globálních měřicích systémů AGAGE a CSIRO. Způsobuje to obavy, protože methan je mnohonásobně silnější jako skleníkový plyn než je oxid uhličitý. Vzestup má hodnotu 10 dílů na miliardu za rok. Na severní polokouli je tento vzestup zřejmě způsoben emisemi z bažinatých oblastí na nezvykle teplé Sibiři. Může tu však hrát roli i zřejmý pokles hydroxylových volných radikálů.

Potomstvo podle nadmořské výšky

21.12.2008
samička strnadce zimního (Junco hyemalis) na snímku Kena Thomase. Snímek byl pořízen v Severní Karolíně.

Populace vrabcovitého ptáčka strnadce zimního (Junco hyemalis) z kanadského národního parku Jasper vykazují zřetelný vztah mezi délkou reprodukčního období a nadmořskou výškou, ve které žijí. Ty, které obývají hory ve výšce 2000 m nad mořem, žijí déle a produkují jen něco přes polovinu potomstva ročně ve srovnání s jedinci, žijícími o tisíc metrů níže. Na druhé straně mláďata vysokohorských jedinců dosahovala dospělosti o 15–20 % častěji a vážila o 11 % více, když jim bylo 25 dní.

Konečně uhličitany!

20.12.2008

Expertům NASA se podařilo na Marsu odhalit dlouho hledané usazeniny uhličitanů. Ukazuje to, že od doby před 3,6 miliardami lety, kdy nově nalezený minerál vznikal, až doposud v této oblasti panovalo neutrální až alkalické prostředí. Doposud vědci nepřítomnost uhličitanů na Marsu vysvětlovali tím, že na celém povrchu panovalo prostředí kyselé, v němž se uhličitany nesrážejí, popřípadě rozpustí. K novému objevu jim pomohl spektrometr CRISM (akademon.cz 11.1.2008) na palubě družice Mars Reconnaissance arbiter. Pracuje v rozmezí vlnových délek od 362 do 3920 nm, tedy ve viditelné i infračervené oblasti.

Mnohem více proteinů než genů

19.12.2008

Už od doby, kdy se podařilo zpracovat úplný genom různých organismů, od kvasinky po člověka, bylo jasné, že existuje více proteinů, než by tomu odpovídal počet genů – u člověka je to okolo 100 000 proteinů proti 28 000 genů. Tento rozdíl je dán především posttranslačními modifikacemi proteinů, jako je glykosylace, methylace, fosforylace nebo prenylace. V poslední době se ukazuje (prací amerických badatelů z tuctu univerzit), že příčinou je i alternativní zpracování pre-informační RNA (mRNA), které vede k izoformám proteinů s podobnými, odlišnými nebo dokonce opačnými funkcemi. Ukázalo se, že 92–94 % lidských genů může projít alternativním procesem sestřihu (splicing). Tento proces se lišil výrazně mezi různými tkáněmi jednotlivce, zatímco rozdíly mezi jednotlivci byly pouze 30–50 %. Proces sestřihu byl zřetelně spojen s polyadenylací.

Genom sibiřského mamuta

18.12.2008

V roce 1994 se dvěma odborným skupinám podařilo extrahovat DNA z několika mamutích jedinců starých desítky tisíc let. Šlo tu však o drobné fragmenty a nadto z buněčných mitochondrií; nálezy byly kromě toho zpochybněny znečištěním bakteriemi a plísněmi při jejich izolaci. Letos se podařil kousek zcela jedinečný, jehož úspěch byl podpořen dvěma skutečnostmi. Zaprvé šlo o materiál mamutích chlupů z oblasti věčného ledu (tzv. permafrostu), který byl zachován prakticky v původní podobě. Zadruhé tu bylo použito techniky sekvenování vyvinuté až v roce 2005, které se říkalo metoda 454. Zpočátku umožňovala zpracování 20 milionů bází v jednom záběru (to bylo o dva až tři řády více než v původní Sangerově metodě), časem se však její možnosti dále zvětšily a v současnosti (s použitím technik zvaných Solexa, SOLID a Heliscope) je možno analyzovat až 10 miliard párů bází v jednom záběru. Výsledky analýzy DNA mamuta severního (Mammuthus primigenius) provedené americkými, německými a ruskými vědci obsahují 80 % celkového genomu (okolo 3,3 miliard párů bází). Srovnání těchto výsledků s genomem afrického slona ukazuje na přibližně poloviční rozdíl ve srovnání s dvojicí člověk-šimpanz. Zdá se, že se oba druhy v evoluci oddělily před 1,5–2,0 miliony let.

Omlazující kozinec

18.12.2008
kozinec blanitý, foto Doronenko, Wikimedia Commons, GNU Freed Documentation license 1.2.

Kořen kozince blanitého (Astragalus membranaceus) používají Číňané již po tisíce let pro posílení imunitního systému. Prof. Rita Effros z University of Californina, Los Angeles (UCLA) objasnila mechanismus jejího působení. Na konci každého z chromozómů leží oblast zvaná telomer, která neobsahuje žádné geny, pouze zajišťuje, aby nedošlo k nežádoucími propojení jejich konců. Při dělení buněk, kdy dochází ke zdvojení každého chromozómu, se telomer zkrátí. Vymizí-li úplně, chromozom ztratí ochranu a přestane správně fungovat. V embryonální fází vývoje, kdy dochází k častému dělení buněk, to napraví enzym telomeráza, která zkrácený telomer prodlouží. Po narození, když se již buňky nedělí tak často, docházejí jen k její dočasné aktivaci např. v T-lymfocytech CD8 imunitního systému, protože při boji s infekcí dochází k jejich rychlému dělení. Látka TAT2 z kořenů kozince Astragalus membranaceus podporuje její činnost, čímž posílí imunitní systém při boji proti dlouhotrvajících infekcích, např. virem HIV. Na druhou stranu není vyloučeno, že nastavování telomer může spustit i rakovinné bujení, protože i v nádorových buňkách je telomeráza aktivní.

Úspěšné technické zkoušky tokamaku COMPASS

17.12.2008
logo AV ČR

Tisková zpráva AV ČR: V rámci reinstalace tokamaku COMPASS v Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i., byly v uplynulých měsících postupně oživeny a testovány jednotlivé subsystémy a dne 9. prosince 2008 se uskutečnily komplexní technické zkoušky tohoto zařízení. Nejprve byla pomocí doutnavého výboje vyčištěna vakuová komora. Následně byla ověřena řádná součinnost všech energetických zdrojů tokamaku. Těsně před dvanáctou hodinou byl tokamak COMPASS napuštěn pracovního plynem a poté byl generován výboj horkého plazmatu. Existence plazmatu byla dokumentována měřením elektrického proudu v plazmatu, měřením intenzity záření na vodíkové čáře a měřením hustoty plazmatu. Komplexní technické zkoušky tokamaku COMPASS lze díky těmto výsledkům prohlásit za velice úspěšné.

Katalyzátor z jedu

17.12.2008

Chemik Sinčchen Wang z Ústavu Maxe Placka zjistil, že polymerní dikyan může sloužit jako levný katalyzátor při rozkladu vody světlem. Dikyan NCCN je jedovatý plyn vonící po hořkých mandlích. Jako pevný polymer (CN)n byl poprvé připraven v roce 1834. Langova zjištění mohou mít velký význam, protože dosavadní metody výroby vodíku z vody jsou buď drahé (elektrolýza) nebo využívají ropy či zemního plynu. Pro výrobu vodíku jako paliva pro spalovací motor nejsou příliš vhodné. Katalyzátor by celou situaci mohl napomoci řešit. Zůstává však problém, jak oddělit vznikající vodík a kyslík, protože při rozkladu vody katalyzátor vznikají ve směsi, jež díky svým vlastnostem nese jméno třaskavá.

Jak se zbavujeme čpavku?

17.12.2008

Nečekané zjištění, že Rh-faktory, včetně krevních antigenů RhCE a RhD jsou složením příbuzné s přenášeči amonných iontů, naznačilo jejich možné biologické funkce. Belgičtí a švýcarští vědci nyní zjistili, že myši postrádající ledvinový faktor Rhcg mají vadnou exkreci amonných iontů a sníženou schopnost vypořádat se s kyselým stresem. Kromě toho je Rhcg zapojen do homeostázy obsahu nadvarlete, s možným dosahem na mužskou neplodnost. Zdá se tedy, že přenos amonných iontů není pouze otázkou difuze membránovými lipidy, nýbrž že je tu specificky zapojen protein Rhcg jak v transportu amonných iontů tak v ledvinové homeostáze.

Výroba grafenu

16.12.2008

Přestože grafen není příliš starým materiálem (akademon.cz 22.10.2004), za čtyři roky své existence již přitáhl značnou pozornost díky svým zajímavým vlastnostem (např. akademon.cz 25.2.2007). Čím oblíbenější materiál, tím více je ho třeba vyrobit. Původní způsob přípravy odlupováním z grafitu vyprodukuje jen malé množství. Další metody jsou (akademon.cz 18.5.2008) nákladné. Metoda prof.Yanga Yanga a prof.Richarda Kanera z University of California, Los Angeles, založená na působení hydrazinu na naoxidovaný grafit, poskytuje dostatečné výtěžky, avšak produkt má nízkou kvalitu. Velmi slibně vypadá metoda vynalezená Johnem Johnem Stridem z University of New South Wales s kolegy z Australian Nuclear Science and Technology Organisation. Za tlaku redukuji ethanol sodíkem. Po zahřátí vznikne černá hmota, kterou sonikací rozdělí na jednotlivé plátky grafenu.

Úplně malá laboratoř

15.12.2008

Rozsáhlý evropsko-americký vědecký tým pod vedením prof.Clemense Bechingera ze Štutgartské univerzity a prof.Davida Marra z Colorado School of Mines učinil důležitý krok při miniaturizaci laboratorních technik. Vytvořili zařízení ze čtyř cívek, které pomocí magnetického pole formuje různé tvary z plastových nanočástic s jádrem z magnetického oxidu železnato-železitého. Mohou z nich vytvářet třeba ozubená kolečka a točit s nimi oběma směry. Učiní-li tak v kanálku vhodné velikosti, vznikne čerpadlo nepatrných rozměrů. Pokud pouze přehradí tok kapaliny, vznikne ventil, protože překážkou pouhou kdykoliv rozptýlit. Zatím pracují s makroskopickými cívkami, nicméně i ty chtějí miniaturizovat, protože jejich nanočástice umožní vytvořit až 5.000 nepatrných čerpadélek na jenom čtverečním centimetru.

Obdobně postupují vědci Rensselaer Polytechnic Institute z týmu doc.Saroje Nayaka. Aby mohli zkoumat magnetické vlastnosti klastrů kobaltu, umístili je do speciální připravených nanozkumavek z uhlíkových nanotrubic.

Uzdraví nás jedovatý plyn?

14.12.2008

Experimenty na myších, které provedl prof. David Lefer a jeho lidé z lékařské fakulty Emoryho univerzity v Georgii ukázaly, že sirovodík H2S nás může ochránit před srdečním infarktem. Normálně jde o velmi nebezpečný jedovatý plyn, páchnoucí jako zkažená vejce. Naše enzymy ho produkují ve velmi nízkých koncentracích, při nichž reguluje krevní tlak a spouští zánětlivé procesy. Jeho funkce v našem těle je obdobná jako u dalšího plynu – oxidu dusnatého NO.

ossma 5.3.2009: Na srdce jsou Poděbrady. Tamní léčivé prameny obsahují určité procento H2S ...

akademon.cz 17.7.2013: Důležitou roli při růstu rakovinných nádorů hraje sirovodík H2S. Zjistil to prof. Csaba Szabo se svými lidmi z University of Texas v Galvestonu. Za normálních okolností slouží sirovodík jako neurotransmiter, přenašeč nervových vzruchů, obdobně, jako řada jiných látek. Důležitou roli hraje při růstu cév, tzv. angiogenezi. A právě tím je důležitý pro růst nádorů. Každý rostoucí novotvar potřebuje vytvářet nové a nové cévy, aby byl dobře zásoben krví. Za syntézu sirovodíku v buňkách odpovídá enzym cystathionin-beta-syntáza. Blokováním jeho činnosti by mohlo být možné zastavit růst nádorů. Jak praví studentská rýmovačka, sirovodík, hádvaes, smrdí jak pes, je silně zapáchající i ve velmi nízkých koncentracích. Je jedovatější než obávaný kyanovodík HCN. Nicméně v našem těle se vyskytuje v extrémně nízkých koncentracích.

Vzdálené plyny

13.12.2008

Marku Swainovi z NASA se infračervenou kamerou a spektrometrem Hubblova teleskopu podařilo odhalit v atmosféře 63 světelných let vzdálené planety HD 189733b (viz akademon.cz 22.2.2007) v souhvězdí Lištička oxid uhličitý a uhelnatý. Plyny v atmosféře žhavé planety pohlcují určité vlnové délky ve spojitém infračerveném spektru, které vyzařují hlubší vrstvy plynné oběžnice. Protože planete obíhá svou hvězdu velmi rychle, můžeme snadno odlišit jejich spektra. Od jejich společně změřeného spektra v době, kdy vidíme obě tělesa, odečteme spektrum naměřené v době, kdy je oběžnice zakrytá. Dřívější pozorování prokázala přítomnost vody a methanu. Vzhledem k tomu, že jde o jednoduché, stabilní organické sloučeniny, podivuhodná je spíše metoda, která umožní zjistit jejich přítomnost na objektu, který se díky své vzdálenost jeví nepatrný. Jakékoli úvahy o mimozemském životě na základě pouhé přítomnosti těchto sloučenin jsou pouhými spekulacemi.

Supravodivý vypínač

13.12.2008

Skupina německých, švýcarských a francouzských fyziků vedená Andrea Cavigliou z Ženevské univerzity pozorovala zajímavý jev, který může nalézt rozsáhlé uplatnění v elektrotechnice. Na rozhraní dvou izolantů, oxidu hlinito-lanthanitého a oxidu strontnato-titaničitého vzniků supravodivá vrstva. Do nevodivé stavu ji však přivede elektrické pole, po jeho vypnutí se opět stanu supravodivou. Bezprostřední aplikace zatím nehrozí, protože vše probíhá je za velmi nízké teploty.

Čeští vědci objevili gen, který zajišťuje vznik nových druhů

13.12.2008
logo AV ČR

Tisková zpráva AV ČR: Prestižní časopis Science referuje o objevu českých vědců z Ústavu molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.: tým prof. Jiřího Forejta, objevil první gen obratlovců, který brání předávání dědičných informací mezi příbuznými druhy. Gen Hybrid sterility 1 (Hst1) reguluje činnost dalších genů nezbytných pro tvorbu spermií tím, že modifikuje histony, bílkoviny které se váží na DNA. Rozdíl v tomto genu mezi blízkými druhy myší vede k neplodnosti jejich kříženců. Mezidruhovou bariéru se českým genetikům podařilo překonat zavedením umělého chromozomu s vhodnou („fertilní“) formou Hst1 genu do genomu myši, což vedlo k odstranění sterility kříženců. Poznání prvního genu obratlovců, který zajišťuje mezidruhovou reprodukční bariéru, je důležité pro pochopení vzniku nových druhů a obecně vývoje živých forem v přírodě.

Pan Vladimír Černák 12.12.2009: Pro profesora Forejta a jeho tým: Chápu to tak, že chemické složení genu Hst1 je pro jedince stejného druhu vždy totožné, však když je srovnáván s Hst1 jiného druhu, jsou tyto od sebe odlišné. V této souvislosti by mě tedy zajímalo toto: Je sterilita kříženců při odlišných Hst1 u vzájemně interagujících pohlavních buněk zajištěna vždy (tedy stoprocentně), jedno jak dalece se oba rodiče v onom genu různí? Druhá otázka je asi zatím poněkud nemístná, respektive předčasná, přesto ji položím taky, stačí mi totiž i spekulativní názor nebo předběžná úvaha. Co podle vás může být důvodem (příčinou) změny toho genu v daném organizmu v přírodním prostředí a jak (nebo i kdy) se to může stát, respektive konkrétně fyziologicky uskutečnit? /Mám ovšem na mysli přirozenou (evoluční) změnu toho genu, ne jeho umělou modifikaci experimentátorem/.

Předpověď zemětřesení z korálů

13.12.2008

U mořských korálů můžeme rozpoznat pravidelné sezónní přírůstky jako u stromů. Zůstanou v nich zachovány i stopy přírodních katastrof, které postihnou jejich růst, jako třeba tsunami. Na základě studia indonéských korálových útesů Prof.Kerry Sieh z California Institute of Technology soudí, že během příštích 20 let oblast ostrova Sumatra ohrožuje zemětřesení, jehož síla může dosáhnout až stupně 9 Richterovy stupnice. Podařilo se mu nalézt stopy obdobných událostí s dvousetletou periodou v posledních 700 letech.

Nobelovský laureát ministrem

12.12.2008
Steven Chu, 12.minister energetiky Spojených států

Budoucí americký prezident Barack Obama vybral do svého příštího týmu nositele Nobelovy ceny Stevena Chu jako ministra energetiky. Svou cenu obdržel v roce 1997 za podíl na vývoji metod chlazení a zachycení atomů laserovým paprskem. Je znám jako stoupenec alternativních a obnovitelných zdrojů energie. Od roku 2004 vede Lawrence Berkeley National Laboratory. Předtím působil na Stanfordově Univerzitě.

Buněčný batoh

10.12.2008

Michael Rubner se svými kolegy z MIT sestrojili z plastu malý váček, který úspěšně připojili na buňky imunitního systému. Můžeme ho naplnit léčivy a nechat je dopravit pomocí B nebo T lymfocytů na místo působení anebo ho lze naplnit magnetickým materiálem a řídit magnetickým polem pohyb buněk.

Zahájení Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace

9.12.2008

Na podporu národního výzkumu a vývoje je prostřednictvím Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace připraveno přes 53 miliard korun.

Národní výzkum a vývoj (VaV) se může těšit na významnou finanční podporu v podobě Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace (OP VaVpI). Celkem 2,07 miliardy EUR se České Republice nabízí z Evropského fondu pro regionální rozvoj v období 2007 – 2013 na budování a rozvoj kvalitní VaV infrastruktury a zařízení. V přepočtu podle současného kurzu je to suma přes 53 miliard korun. OP VaVpI je určen zejména pro vysoké školy, veřejné výzkumné instituce a další neziskové organizace, které se zabývají výzkumem a vývojem.

Finanční prostředky jsou již nachystány. Historicky první výzva v rámci OP VaVpI bude vyhlášena dne 15. prosince 2008 pro druhou prioritní osu – Regionální VaV centra. Cílem této výzvy je pomocí dotací podpořit vznik a rozvoj kvalitně vybavených pracovišť zaměřených na aplikovaný výzkum, posílení jejich spolupráce s aplikační sférou podle potřeb regionu. Na realizaci prvních projektů v rámci dané výzvy je vyčleněno 6 miliard korun.

„Jde o velmi zásadní a strategický Operační program, který posílí výzkumný, vývojový a inovační potenciál ČR. Realizace podpořených projektů má přispět ke zvýšení konkurenceschopnosti ČR a vzniku vysoce kvalifikovaných pracovních míst,“ poznamenal ministr školství, mládeže a tělovýchovy Ondřej Liška. Právě Ministerstvo školství mládeže a tělovýchovy je řídícím orgánem OP VaVpI. OP VaVpI je třeba vidět jako systémový krok nejen k posílení čistě výzkumných aktivit a budování infrastruktury pro výzkum a vývoj, ale i jako podporu pro výchovu kvalifikovaných lidských zdrojů, podporu pro přenos poznatků do aplikačního sektoru a nakonec i pro popularizaci výzkumu a vývoje.

Z pohledu finančních prostředků, určených k dosažení cílů regionální politiky EU, je OP VaVpI čtvrtým největším operačním programem, které mají být realizované na území ČR v období 2007 – 2013. Z Evropského fondu pro regionální rozvoj, je pro něj vyčleněno 2,07 miliardy EUR, což je přibližně 8 % veškerých prostředků poskytovaných ČR v rámci tzv. cíle Konvergence, jednoho ze tří cílů regionální politiky EU.

Navržený strategický rámec OP VaVpI lze popsat jako dvouvrstvou strategii podpořenou třemi průřezovými cíli. V prvé řadě je navrženo podporovat a rozvíjet relativně omezený počet interdisciplinárně zaměřených výzkumných center špičkové kvality (budoucí Centra excelence) vybavených moderní, potenciálně unikátní výzkumnou infrastrukturou. Za druhé, podpora bude směřovat do více aplikačně orientovaných, často více sektorově zaměřených výzkumných institucí, které již disponují potenciálem, nebo mají potenciál rozvíjet silná partnerství s aplikačním sektorem (budoucí Regionální VaV centra). Vedle výše zmíněných dvou pilířů strategie následující tři průřezové cíle posilují strategickou orientaci OP VaVpI: za prvé, podpora transferu technologií, tj posílení kapacit k ochraně a využívání výsledků výzkumu a pro provázání a spolupráci s aplikační sférou; za druhé podpora popularizace vědy a technologií a propagace výsledků výzkumu a inovací; za třetí podpora zvýšení počtu kvalitně vyškolených lidských zdrojů prostřednictvím investic do infrastruktury pro výuku spojenou s výzkumem a vývojem.

Ondřej Liška dále uvedl, že není možné vnímat OP VaVpI odděleně od ostatních Operačních programů, jako například Operační program Podnikání a Inovace či Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost. Dohromady představují vzájemně propojený systém intervencí, který má za cíl zajistit dlouhodobě udržitelnou konkurenceschopnost české ekonomiky a regionů.

Strategie OP VaVpI je v souladu s národními a evropskými strategickými dokumenty. OP VaVpI je navržen tak, aby zapadal do celkového rámce reformních kroků české vlády v oblasti výzkumu a vývoje.

Sonografie v kosmu

9.12.2008

Zařízení pro výzkum zdraví na ISS (Mezinárodní kosmická stanice) užívá sonograf, přístrojem na vyšetření měkkých tkání ultrazvukem. Součástí metodiky je systém komunikace mezi předem instruovanými astronauty a radiology Kontrolního střediska. Ti je vedou na dálku při sonografii při poraněních a očních resp. svalově-kosterních vyšetřeních. Je to významné zlepšení diagnostických možností na palubě kosmických lodí. Rozšiřuje se tak nový obor dálkově řízené lékařské péče, telemedicíny. Najde uplatnění nejen v extrémních podmínkách kosmonautiky, nýbrž na všech pracovištích a místech s velmi obtížně dostupnou kvalifikovanou lékařskou pomocí (jako arktické, velehorské a podmořské základny, ponorky apod.).

Vypnutá otrava

8.12.2008

Lékaři z St. Jude Children's Research Hospital v americkém Memphisu odhalili zajímavý mechanismus, kterým některé patogeny obelstí náš imunitní systém. Baktérie tuberkulózy anebo prvoci způsobující toxoplasmózu se ukrývají přímo v jednom typu bílých krvinek, v makrofázích, kteří je normálně rozkládají enzymy a tráví oxidem dusnatým. Nicméně patogenní bakterie či prvoci aktivují enzym arginázu, který vypíná produkci oxidu dusnatého. Za normálních okolností se v mikrofázích aktivuje jenom při vysokých koncentracích NO, pokud hrozí otrava jim samotným.

Bublinka poslouží nejen ve vodováze

7.12.2008

PhD student Helmut Rathgen z nizozemské Universiteit Twente sestrojil malý, mobilní a velmi citlivý ultrazvukový senzor. V konci skleněného vlákna zhotovil otvor o průměru několika nanometrů. Vlákno pak ponořil do kapky vody, takže v dutince zůstala nepatrná bublinka vzduchu. Její vibrace způsobené ultrazvukem detekuje laserový paprsek.

Astrobiologie ESA na palubě ISS

6.12.2008

26. listopadu 2008 odstartovalo na kosmické lodi Progress zařízení Expose-R, součást vybavení devíti experimentů v EuTEP (Evropské zařízení pro expozici technologie) na Mezinárodní kosmické stanici, ISS. Kontejnery se semeny, sporami bakterií, houbami a kvasinkami budou umístěny ve volném prostoru na stěně ruského segmentu. Podobné vybavení, Expose-E, je již nainstalováno na evropské laboratoři Columbus.

Oba experimenty jsou součástí astrobiologického výzkumu ESA. Jde o studie působení podmínek v kosmu na pozemské organismy a vlivu úplného spektra slunečního záření na organické molekuly (chemická evoluce). Po návratu na Zemi bude zařízení Expose-R odesláno do koordinačního Centra uživatelské podpory v mikrogravitaci (MUSC) v Kolíně nad Rýnem (Ústav kosmické a letecké mediciny).

Progress veze pro Columbus i další části Evropského programu biologických a fyzikálních věd (ELIPSE), kontejnery pro program WAICO (Vinutí a stáčení kořenů voděnky při různých úrovních tíže) pro zařízení Biolab. Je to pokračování WAICO-1 z letu STS-123 v březnu 2008. Cílem je výzkum náhradní orientace rostlin v beztíží. V absenci tíže se i rostliny orientují podle směru dopadajícího světla – kde je zdroj světla, tam je nahoře.

Odražené záření supernovy

6.12.2008
Snímek zbytků po výbuchu supernovy SN 1572 v rentgenovém a infračerveném záření, obr.NASA.

Tým astronomů pod vedení Olivera Krauseho z Max Planckova ústavu pro astronomii pozoroval pomocí teleskopů ve Španělsku a na Havaji odražené světlo Tychonovy hvězdy. Počátkem listopadu 1572 náhle vzplála v souhvězdí Kasiopea pouhým okem viditelná supernova. Zpočátku zářila stejně jasně jako planeta Venuše, postupně slábla až roku 1574 přestala být pouhým okem viditelná. Patří mezi osm supernov, jejíž výbuchy byly v historické době pozorovatelné pouhým okem. Kromě jiných se jejímu pozorování intenzivně věnoval i tehdejší přední astronom Tycho de Brahe. Zářila tak silně, že světlo jejího výbuchu, ke kterému došlo 7.500 světelných let od Země, odražené od mezihvězdného prachu se podařilo i v dnešní době zachytit Krauseho týmu. Vyčetli z něj další informace o výbuchu Tychonovy hvězdy astronomy zvané SN 1572.

Dřevěné odlitky

4.12.2008

Vědci z Fraunhoferova ústavu chemické technologie v Pfinztalu ve spolupráci se spin-off společností TECNARO GmbH vyvinuli materiál ARBOFORM®, který je velmi podobný dřevu, dá se však odlévat. Lignin, vedlejší produkt při výrobě papíru ze dřeva, smísí s rostlinnými vlákny a voskem. Vzniklé termoplastické granule je možné dále standardními způsoby zpracovat.

Práci studenta ČVUT ocenila Vídeňská technická univerzita

3.12.2008
Novostavba školy v Surye

Tisková zpráva ČVUT

Ing. Jan Tilinger, student Fakulty stavební Českého vysokého učení technického v Praze, získal první místo za poster s názvem „Nízkoenergetická škola v indických Himalájích“ v kategorii doktorandů na vědecké konferenci „Junior Scientist Conference“, kterou uspořádala ve dnech 16. až 18. listopadu 2008 Vídeňská technická univerzita. Akce se zúčastnilo celkem 160 studentů z Evropy a USA.

„Ve své prezentaci jsem se zaměřil na téma své doktorské disertační práce. Tím je projekt a realizace energeticky úsporné školy v nadmořské výšce 4 200 metrů ve vesnici Kargyak (stát Jamu a Kašmír) na severu Indie,“ uvedl Ing. Tilinger. Tato lokalita je vzdálená pět dní cesty pěšky od nejbližší silnice. Gramotnost místních dospělých obyvatel je méně než 10 %.

Jedním z cílů projektu bylo umožnit pravidelné, systematické a kvalitní vzdělávání dětí v této odlehlé oblasti.

Základním projektovým řízením školy se Ing. Tilinger zabýval už ve své diplomové práci. Analyzoval tradiční stavební konstrukce a materiály používané v dané oblasti, provedl řadu měření a na základě aplikace výpočtových modelů upřesnil a dokončil projekt školy navržené jako objekt s minimalizovanými energetickými nároky.

Budova školy byla slavnostně otevřena v září 2008. Byla postavena převážně z místních ekologických materiálů, jako je kámen, dřevo a nepálené cihly. V maximální míře využívá sluneční záření a po značnou část roku je energeticky soběstačná. Pro osvětlení učebny a napájení počítačů je použit fotovoltaický systém.

V současné době je připraven rozsáhlý systém měření parametrů vnějšího i vnitřního prostředí. Má potvrdit správnost použitého architektonického a technického řešení budovy školy i získat upřesněná klimatická data pro další výpočtová hodnocení.

Pro realizaci budovy školy založil Ing. Tilinger Občanské sdružení Surya, které za pomoci mezinárodní skupiny dobrovolníků a financí ze sponzorských darů pomohlo školu vybudovat během dvou let.

Více informací najdete na http://www.suryaschool.org/

Chlazený zpěv

2.12.2008
dospělý sameček zebřičky pestré, foto Peripitus, licence CC-BY-SA-2.5.

Neurologové v Texasu a Pennsylvánii zjistili, že ochlazením vedoucím ke zpomalení mozkových pochodů v premotorické oblasti mozku (HVC) u zebřičky pestré (dříve Poephila guttata, nyní Taeniopygia guttata) se též zpomalí zpěv těchto ptáčků, případně přestávky mezi hlasovými signály, ale výška tónů a celková akustika zůstávají zachovány.

Předávání informací u včel a čmeláků

1.12.2008

Včely, které objeví zdroj nektaru, to oznámí ostatním členkám úlu speciálním tancem. Čmeláci však informují obyvatele hnízd vůní. Pracovníci londýnské univerzity vystavili čmeláky Bombus terrestris vůni anýzu a ti pak za touto vůní putovali do terénu. Přitom tu nehraje roli feromon, který objevitelé vůně s sebou též přenášejí.

Diskuse/Aktualizace