28.01.2025 09:56

Botanici objevili 12 nových druhů a dva nové rody lišejníků

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Botanici-objevili-12-novych-druhu-a-dva-nove-rody-lisejniku/]
Kombinace metod odhalila, že běžné druhy lišejníků lze efektivně identifikovat oběma postupy. Analýza eDNA však umožnila zaznamenat velké množství druhů, které jsou při tradičních taxonomických průzkumech zpravidla přehlíženy. Některé druhy byly v eDNA datech podhodnoceny, avšak stovky dalších se objevovaly výrazně častěji než při klasických taxonomických průzkumech. Tento objev potvrzuje, že kombinace klasických a moderních přístupů zvyšuje účinnost výzkumu biodiverzity. „Spojení tradičního taxonomického průzkumu a environmentálního sekvenování DNA poskytuje v současné době nejkompletnější obraz o druhové rozmanitosti a o složení lišejníkových společenstev. Metoda umožňuje identifikaci i těch nejvzácnějších a nejméně nápadných druhů. Například drobné mikrolišejníky byly klasickými metodami často přehlíženy, zatímco nápadné makrolišejníky byly tradičními průzkumy zaznamenány většinou stejně účinně jako při analýze eDNA,“ říká vedoucí výzkumného týmu Jan Vondrák z Taxonomického oddělení Botanického ústavu AV ČR. V České republice výzkum probíhal ve 20 lesních lokalitách, na nichž vědci identifikovali přes 600 druhů. Mezi nejvýznamnější výsledky patří zjištění desítek neznámých druhů, z nichž 12 bylo pro světovou vědu nově popsáno. Byly objeveny také druhy, které představují dva zcela nové rody lišejníků. Dva druhy – Absconditella amabilis a Chaenotheca nitidula – byly poprvé zaznamenány na evropském území. Poprvé v historii byla také eDNA data využita k podrobnému popisu rozšíření a ekologické preferenci nově popisovaných druhů. Propojit eDNA s existujícími (hmatatelnými) druhy lišejníků umožnila databáze DNA barkodů (specifické úseky DNA, které se používají k rozpoznávání a identifikaci druhů) sestavená speciálně za tímto účelem. Průzkumy lišejníků pomocí eDNA skýtají do budoucna ucelené údaje o lokální až globální biodiverzitě a mohou být využity například při monitoringu vzácných druhů či studiu proměn lišejníkových společenstev v souvislosti s lokálními až globálními změnami. Co je eDNA Environmentální DNA (eDNA) je genetický materiál získaný z prostředí, například z vody, půdy nebo vzduchu. Tento materiál zahrnuje DNA z buněk, které jsou v daném prostředí přítomné, včetně DNA ze slin, výkalů a odumřelých organismů. Vědci mohou sbírat vzorky z prostředí (například vodu z řeky) a pomocí analýzy eDNA zjistit, jaké druhy organismů tam žijí, aniž by je museli přímo pozorovat nebo odchytávat. Tato metoda se často využívá k monitorování biodiverzity, sledování ohrožených druhů nebo detekci invazivních organismů. Je rychlá, neinvazivní a šetrná k přírodě. Více informací: Jan Vondrák, Stanislav Svoboda, Jiří Malíček, Jaroslav Šoun, Jiří Košnar, Måns Svensson, Einar Timdal, Jiří Machač & Zdeněk Palice: Combining environmental DNA data and taxonomic surveys provides an unprecedented understanding of lichen diversity and accelerates the discovery of new species (Preslia) Kontakt:  Doc. Jan Vondrák, PhD.Taxonomické odděleníjan.vondrak@ibot.cas.cz Mgr. Mirka DvořákováPR & Marketing Managermiroslava.dvorakova@ibot.cas.cz    

27.01.2025 12:28

Kamila Hrubanová: Je důležité zábavně seznamovat děti s mikroskopy

[https://www.avcr.cz/cs/o-nas/aktuality/Kamila-Hrubanova-Je-dulezite-zabavne-seznamovat-deti-s-mikroskopy-00001/]
Kamila Hrubanová působí ve skupině mikroskopie pro biomedicínu v oddělení elektronové mikroskopie Ústavu přístrojové techniky AV ČR. Mimo jiné je také držitelkou Prémie Otto Wichterleho a popularizátorkou – organizuje workshopy i výstavy pro veřejnost. Československá mikroskopická společnost (ČSMS), jejíž předsedkyní se stala, podporuje rozvoj mikroskopie a vědeckého zkoumání pomocí mikroskopů. Její úloha zahrnuje podporu výzkumu, vzdělávání a školení vědců, studentů a relativně nově i dětí základních, případně mateřských škol v projektu „Malé popularizační akce“. „Organizujeme také konference, které propojují vědeckou komunitu s komerční sférou, ale třeba i popularizační aktivity pro veřejnost, jako jsou výstavy mikroskopických snímků, přednášky či panelové diskuze,“ doplňuje Kamila Hrubanová. Ve výboru společnosti působí vědkyně od roku 2021 a do konce roku 2024 zastávala funkci hospodářky. Od té doby se aktivně podílí na jejím chodu. „Hodně jsem se toho se společností naučila, takže mě potěšilo, že jsem byla ve volbách znovu zvolena. Novou roli předsedkyně beru zodpovědně.“ Kamila Hrubanová získala v roce 2023 Prémii Otto Wichterleho. Co jako předsedkyně plánujete a jakým směrem chcete sdružení rozvíjet?Pevně věřím, že přispěji k rozvoji aktivit, které společnost realizuje. Aktuálně plánuji jen menší změny. Začali jsme pracovat na nových modernějších webových stránkách, které budou splňovat požadavky dnešní doby. Přála bych si, aby díky tomu vznikl prostor pro lepší komunikaci s mikroskopickou komunitou. Také je potřeba dotáhnout organizaci samotné správy členské databáze. Některé menší změny uděláme i ve struktuře programu výroční konference Microscopy 2025. Společnost mimo jiné cílí na rozvíjení mladé vědecké generace. Jak ji podporuje?Má pracovní skupinu mladých mikroskopiků. Sdružuje mladé vědce a vědkyně, kteří používají mikroskopy pro svou práci, případně se přímo podílejí na jejich vývoji. Skupina slouží k navazování kontaktů, sdílení znalostí a rozvoji dovedností na workshopech či ve společných výzkumných projektech. Reaguje na potřeby končících studentů a začínajících vědců – navštěvují potencionální zaměstnavatele, diskutují na různá témata… Zmiňujete vzdělávání dětí. Jak konkrétně je „připravujete“ k vědecké práci?Aktuálně nabízíme menší granty například na výuku s nákupem školního mikroskopu. Jsme přesvědčeni, že je důležité zábavně seznamovat děti s vědou a mikroskopickými přístroji, protože studentů na přírodovědných a technických oborech všeobecně ubývá a přitom jsou potřeba. Jaká vnímáte situaci mladších vědců v Česku obecně? Jejich situace je nejen Česku složitá a plná výzev. Zároveň se ale objevují i pozitivní trendy. Mladí vědci v drtivé většině pracují na krátkodobých pozicích, což ztěžuje budování kariéry. Nutnost dlouhodobé zahraniční stáže po dosažení doktorského titulu často limituje ženy, které zakládají rodinu, což je hlavní příčina jejich odchodu z vědy. Další problém je financování výzkumu. I když existují granty a soutěže, konkurence je vysoká a částka na pokrytí nákladů je často nedostatečná. Platy v akademické sféře jsou nízké a administrativní zátěž značná, což může odvádět pozornost od výzkumu. A co zmíněné pozitivní trendy?Máme větší příležitosti k mezinárodní spolupráci a v posledních letech se celkově zlepšuje financování výzkumu, například i pro výše zmíněné ženy, které se vracejí z mateřské dovolené. Co se v československém světě mikroskopie chystá v dohledné době? Jak se na tom podílíte? Připravují se Dny elektronové mikroskopie v brněnském regionu, kterých se může zúčastnit kdokoli. Program bude opět bohatý. Výbor ČSMS připravuje v Liberci ve dnech 19.–21. 2025 výroční konferenci Microscopy 2025. Brzy se vypíšou stipendia pro mladé vědce, kteří využívají ke své práci mikroskopy, jmenovitě stipendium ČSMS a Stipendium Thermo Fisher Scientific / ČSMS. Přehled o akcích najdou zájemci v kalendáři, který průběžně aktualizujeme. Jak vám pomohla Prémie Otto Wichterleho v kariéře?Každé ocenění pomáhá. Člověk dostane novou energii a chuť pokračovat, protože vidí, že i ostatním to dává smysl. Pomohla mi také finančně – mám dvě děti, které pořád něco potřebují. A doufám, že mi pomůže k získávání grantů, jež pomohou financovat výzkum naší vědecké skupiny a chod centrální laboratoře, kterou mám na starost. Připravili: Zuzana Dupalová a Luděk Svoboda, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR Text a fotografie jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

27.01.2025 10:14

Čeští vědci objevili novou metodu diagnostiky kožních infekcí pomocí vůně

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Cesti-vedci-objevili-novou-metodu-diagnostiky-koznich-infekci-pomoci-vune/]
Dermatofyty jsou houby způsobující kožní infekce, které mohou být zdravotně i esteticky nepříjemné a jejichž diagnostika bývá často zdlouhavá a komplikovaná. Nová studie vypracovaná týmem z laboratoře Genetiky a metabolismu hub v Mikrobiologickém ústavu AV ČR se zaměřila na analýzu spektra těkavých organických látek, tedy chemických látek uvolňovaných do vzduchu, které různé druhy dermatofytů produkují. Výzkum vytvořil základ pro vývoj rychlejších diagnostických metod, které by mohly diagnostiku houbových infekcí zásadně zjednodušit. Diagnostika přímo na těle pomocí elektronického nosu „Zjistili jsme, že různé druhy dermatofytů produkují unikátní spektra volatilů. Toto poznání by mohlo umožnit diagnostiku přímo na těle pacienta bez nutnosti zdlouhavé kultivace. Látky by mohl detekovat například takzvaný „elektronický nos“, zařízení známé z letištních kontrol, které dokáže zachytit i stopová množství chemických látek,“ říká vedoucí laboratoře Miroslav Kolařík. „Každý druh dermatofytů má svůj specifický pachový profil. Díky tomu můžeme nejen rozlišit jednotlivé druhy, ale dokonce i kmeny rezistentní vůči běžně používaným antimykotikům,“ popisuje první autorka článku Lenka Machová. Objev by podle ní mohl výrazně přispět k boji proti rostoucí rezistenci na léčiva tím, že umožní lékařům cíleně nasadit správnou léčbu již na začátku infekce. Tradiční metody, jako jsou mikroskopické vyšetření nebo kultivace vzorku, se používají jen v ojedinělých případech a mohou trvat i několik dní až týden. V praxi se tak dermatologové často spoléhají na symptomy pacienta a volí léčbu metodou pokusu a omylu. Nejde o jejich nedostatečnou odbornost, ale spíše o absenci rychlých a spolehlivých diagnostických nástrojů. „Například kortikoidy, které se běžně používají k léčbě zánětlivých kožních onemocnění, mohou u houbových infekcí problém ještě zhoršit. Bez rychlého potvrzení diagnózy je však těžké zvolit cílenou léčbu,“ vysvětluje Miroslav Kolařík. Přístroje pro diagnostiku přímo na místě Vedoucí výzkumné skupiny Adéla Wennrich zdůrazňuje, že „tato metoda má obrovský potenciál, ale je nutné ji dále technologicky rozvinout. Naším cílem je vytvořit přístroj, který bude použitelný v klinické praxi, což by zásadně zrychlilo diagnostiku a zlepšilo léčebné postupy“. Studie navíc otevírá možnosti dalšímu výzkumu a vývoji přístrojů schopných využít těkavé látky pro diagnostiku přímo u pacienta. Podobné přístupy by mohly být aplikovány i na další mikroorganismy, což zvyšuje význam této inovace nejen v medicíně, ale i v dalších oblastech biotechnologií. Kontakt:Adéla Wennrichadela.cmokova@biomed.cas.cz Lenka Machovámachova@biomed.cas.cz

24.01.2025 13:22

Tradiční novoroční představení AV ČR ve Státní opeře nabídlo Verdiho La traviatu

[https://www.avcr.cz/cs/o-nas/aktuality/Tradicni-novorocni-predstaveni-AV-CR-ve-Statni-opere-nabidlo-Verdiho-La-traviatu/]
Na programu večera bylo klasické dílo Giuseppe Verdiho La traviata, jedna z vůbec nejhranějších italských oper. Vypráví příběh kurtizány, do níž se zamiluje mladý Alfredo. Děj pak sleduje osudy dvojice i tragický konec jejich lásky. Libreto vzniklo na motivy románu Alexandra Dumase mladšího Dáma s kaméliemi. „Titul opery La traviata můžeme přeložit jako Zbloudilá. A je příznačné, že je to právě umění a věda, které nám pomáhají se ve světě kolem nás vyznat a nebloudit,“ uvedla před představením předsedkyně Akademie věd ČR Eva Zažímalová. Hosty přivítal také ředitel Národního divadla Jan Burian, který své předřečnici poděkoval za skvělou dlouhodobou spolupráci a předal jí kytici.  Předsedkyně Akademie věd ČR Eva Zažímalová se na novoročním představení loučila, po osmi letech v březnu končí v čele naší nejvýznamnější vědecké instituce a nahradí ji nově zvolený Radomír Pánek. Pozvání Akademie věd ČR přijali a představení se zúčastnili první místopředseda Senátu Parlamentu ČR a bývalý předseda Akademie věd Jiří Drahoš s manželkou Evou, první místopředsedkyně Poslanecké sněmovny Parlamentu ČR Věra Kovářová, ministr financí Zbyněk Stanjura nebo vrchní státní zástupkyně Lenka Bradáčová a další významní hosté. Slavnostní novoroční představení se uskutečnilo díky podpoře generálního partnera IOCB Tech, transferové společnosti při Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, a dalších partnerů, kterými jsou Kardiologie Na Bulovce, Galerie Kodl a firmy Zeiss a Katchem. Poděkování patří také sponzorům Akant Art, Celtes a JFH + inženýring. Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR Text i fotografie jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

21.01.2025 17:28

Vyšly první společné dějiny česky a německy psané literatury českých zemí

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Vysly-prvni-spolecne-dejiny-cesky-a-nemecky-psane-literatury-ceskych-zemi/]
Publikace sleduje napříč česky i německy psanou literaturou způsoby, jimiž literární díla znázorňovala a utvářela vnímání, jednání a cítění člověka dlouhého 19. století. Vypráví při tom o vzestupu, nacionalizaci a krizi sebeobrazu člověka spojeného od osvícenství s vírou ve schopnost kultivovat a harmonizovat své nitro. Vedle slavných osobností, jako jsou Karel Hynek Mácha, Josef Kajetán Tyl, Božena Němcová, Adalbert Stifter, Marie von Ebner-Eschenbach či Franz Kafka, se zde potkávají i stovky dnes méně známých a zapomenutých autorů a autorek, kteří inovovali literární výrazové prostředky a společně utvářeli moderní obraz člověka. Co si z četby knihy Tvořeni dějinami může odnést dnešní člověk? Podle Václava Petrboka „přesvědčení, že literatura měla významnou roli při utváření novodobé společnosti v českých zemích, zejména v onom „měšťanském“ 19. století, a to bez ohledu na užívaný jazyk.“ Václav Smyčka doplňuje: „Především uspokojivý pocit, že literatura naší vlasti je mnohem bohatší a pestřejší, než jsme čekali. Žilo zde mnoho skvělých autorů a autorek, o nichž jste se ve škole a v literárních dějinách nemohli nic dozvědět, protože nepsali česky, na jejichž výkonech ale pozdější vývoj i české literatury a kultury stavěl.“ Kdy vznikla myšlenka napsat společné dějiny česky a německy psané literatury českých zemí, jak je kniha koncipována, s čím se tvůrci knihy nejvíce potýkali a k čemu by vztah obou literatur připodobnili? – odpovědi obou editorů jsou k dispozici v rozhovoru na webu Ústavu pro českou literaturu AV ČR. Tvořeni literaturou. Společné dějiny česky a německy psané literatury českých zemí (1760–1920) Praha, Akropolis a Ústav pro českou literaturu AV ČR 2024, Václav Smyčka, Václav Petrbok (eds.), 664 stran Autorský kolektiv: Václav Smyčka, Václav Petrbok, Jan Budňák, Ladislav Futtera, Martin Hrdina, Mirek Němec, Matouš Turek Recenzní výtisky: Kateřina BínováÚÚstav pro českou literaturu AV ČRbinova@ucl.cas.cz Kontakt:Lenka PatokováÚstav pro českou literaturu AV ČR patokova@ucl.cas.cz +420 728 889 273    

21.01.2025 08:22

Zdravé a dostupné potraviny, které nezničí krajinu. Nový program SAV21

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Zdrave-a-dostupne-potraviny-ktere-neznici-krajinu.-Novy-program-SAV21/]
Zemědělství a potravinářství jsou odvětví zranitelná změnou klimatu. „Rostoucí populace, výkyvy počasí, intenzivní a nešetrné hospodaření a celková degradace životního prostředí snižují kvalitu půdy i výnosy zemědělských plodin. Je třeba vyšlechtit nové, vysoce produktivní, odolné a nutričně bohaté odrůdy. K tomu by měl přispět náš program,“ vysvětluje koordinátor programu Ondřej Prášil z Mikrobiologického ústavu AV ČR. „Chtěli bychom přinášet řešení, která přispějí k dosažení udržitelnějšího potravinového systému a zároveň podpoří lokální ekonomiky, sníží plýtvání a přispějí ke zdravějšímu stravování. S ohledem na klimatickou změnu a omezené zdroje je podle mě nutné zabývat se také etickými otázkami udržitelné produkce a spotřeby potravin,“ dodává Ondřej Prášil. Podle dostupných údajů je až třetina globálních emisí skleníkových plynů spojena s výrobou a distribucí potravin. Zdravá půda, včasná varování a šlechtění Program bude rozvíjet systémy včasné výstrahy na webových portálech, které s předstihem varují zemědělce před výkyvy počasí nebo škůdci. Bude také upřesňovat dlouhodobé scénáře i krátkodobé předpovědi dopadů změny klimatu na zemědělství. Velká pozornost bude věnována půdě, která přímo ovlivňuje výnosy zemědělských plodin. Vědci budou například testovat organická hnojiva a různé půdní doplňky a jejich vliv na zdraví půd. Chtějí též využít nové postupy při revitalizaci půd na zastavěných brownfieldech. Novinkou je unikátní výzkum a monitoring půdního mikrobiomu, který nemá v tuzemsku obdoby. Půdní mikrobiom se podle Ondřeje Prášila podílí nejen na tvorbě půdní struktury a zadržování vody a živin, ale i na rozkladu organické hmoty a uvolňování živin využitelných rostlinami. „Mikrobiom je negativně ovlivňován například antibiotiky či mikroplasty, které vstupují do půdy prostřednictvím statkových hnojiv nebo kalů z čistíren odpadních vod. Jedním z našich cílů proto je orientovat se na vliv prostředí a používaných technologií na mikrobiom půdy. Zásadní budou bioinformatické analýzy půdního mikrobiomu zemědělských půd, a to i v delší časové škále,“ vysvětluje Ondřej Prášil. Vědci se zaměří i na zavádění nových postupů a metod pro úpravu dědičné informace rostlin a budou studovat odolnost plodin vůči biotickému i abiotickému stresu. Cílem je zlepšit výnosy a zvýšit odolnost plodin vůči škůdcům, chorobám a extrémním klimatickým jevům. Program také prozkoumá využití jedinečných vlastností řas a sinic v zemědělství, ekologii nebo bioenergetice. Jsme to, co jíme? Důležitým tématem je také vliv potravin na zdraví člověka. Strava není pouhým zdrojem živin, ale ovlivňuje téměř všechny životní funkce člověka. „Epidemie civilizačních chorob, které souvisejí s nesprávnou výživou, mohou významně oslabit společnost a přetížit zdravotní a sociální systém. Současné průmyslové způsoby získávání, zpracování a distribuce kontaminují potraviny celou řadou chemikálií a stávají se pro lidské zdraví rizikové. To chceme hlouběji prostudovat,“ objasňuje Ondřej Prášil. Odborníci budou analyzovat kontaminace potravin škodlivými látkami, organickými polutanty a mikroplasty. Budou sledovat vliv stravy na lidský mikrobiom a potažmo na vznik nemocí. Věnovat se chtějí i potravinové intoleranci a hledání nových, kvalitních bezlepkových potravinářských surovin. Program se bude zabývat též lokální produkcí, zahradničením a zkoumáním cest potravin od produkce ke spotřebě. Bude zjišťovat příčiny plýtvání potravinami, formy a strategie udržitelné a etické spotřeby potravin. Výzkumem veřejného mínění budou odborníci zkoumat, jak se mění postoje společnosti k plýtvání potravinami, a získávat tak cenná data, která v ČR k této problematice neexistují. Výzkumný program Udržitelná produkce a spotřeba potravin byl zahájen 1. ledna 2025 a potrvá pět let. Svými tématy navazuje na úspěšně dokončený výzkumný program Potraviny pro budoucnost. Účastní se ho na třicet vědců z devíti ústavů AV ČR. Spolupracovat budou s více než dvěma desítkami univerzitních pracovišť, firem a neziskových organizací. Kontakt: Ing. Radoslava Kvasničkováprojektová manažerka výzkumného programuCentrum strukturní a funkční genomiky rostlinÚstav experimentální botaniky AV ČRkvasnickova@ueb.cas.cz prof. RNDr. Ondřej Prášil, CSc.koordinátor výzkumného programuCentrum AlgatechMikrobiologický ústav AV ČRprasil@alga.cz

20.01.2025 15:56

Musíme zlepšit podporu mladých kolegů, říká rostlinný genetik David Kopecký

[https://www.avcr.cz/cs/o-nas/aktuality/Musime-zlepsit-podporu-mladych-kolegu-rika-rostlinny-genetik-David-Kopecky-00001/]
Rostlinný genetik David Kopecký je odborníkem ve výzkumu dědičné informace rostlin. Zabývá se především studiem mezidruhových kříženců trav a obilovin, důraz klade na genetiku a šlechtění hybridů. V Ústavu experimentální botaniky AV ČR vede výzkumnou skupinu, která se zaměřuje na mezidruhovou hybridizaci. V asociaci EUCARPIA nyní zastává funkci President Designate, koordinuje tak spolupráci mezi jejími jedenácti sekcemi a vědecké strategie. „Každý český kolega zapojený do vedení jakékoli renomované nadnárodní asociace zvyšuje prestiž české vědy. Usnadňuje to totiž zapojení českých pracovišť do mezinárodních projektů a užší spolupráci se zahraničními týmy,“ zdůrazňuje David Kopecký. Čím chce do organizace přilákat vědecké talenty? David Kopecký (uprostřed) se svou výzkumnou skupinou z Ústavu experimentální botaniky AV ČR. Jaký máte pocit z toho, že jste se stal prvním Čechem ve vedení asociace? Beru to jako ocenění práce své a kolegů, bez nich by mi moje práce nedávala smysl a nebavila by mě. Jak dlouho už v organizaci působíte? První konference organizované pod hlavičkou asociace EUCARPIA jsem se zúčastnil v roce 2009, v roce 2019 jsem se stal vedoucím sekce pícnin. Jaká je situace v Česku a šířeji v Evropě ve šlechtění rostlin? Obor šlechtění se v Evropě včetně České republiky neuvěřitelně rozvíjí. Šlechtitelé se nebojí využívat nástroje, postupy a znalosti získané základním a aplikovaným výzkumem včetně nejmodernějších metod genotypování a fenotypování. Možné je to díky různým národním platformám, které podporují spolupráci šlechtitelů a výzkumníků. Udělalo mi velkou radost, že založení podobné platformy v České republice podpořila v těchto dnech vláda. Jakým směrem by se měla EUCARPIA rozvíjet?Hlavní cíl asociace se od jejího založení nezměnil. Je jím sbližování šlechtitelů a výzkumníků, podpora jejich spolupráce, umožnění setkání a výměny poznatků. Zlepšit je třeba podporu mladých kolegů, medializaci a diskuzi nad potřebami šlechtitelů a výzkumníků. Změna klimatu rovněž klade nové nároky na šlechtění, čemuž se musíme přizpůsobit. Máme prostor na založení nových sekcí – chybí nám například sekce pro biotechnologie. Pomůže vaše funkce také české vědě a její prestiži? Každý český kolega zapojený do vedení jakékoli renomované nadnárodní asociace zvyšuje prestiž české vědy. Usnadňuje to totiž zapojení českých pracovišť do mezinárodních projektů a užší spolupráci se zahraničními týmy. V asociaci je zvykem, že členové prezidia pořádají na konci svého volebního období generální kongres. V České republice bychom tak měli tuto prestižní akci uspořádat v roce 2032. Podle svých slov chcete do organizace více zapojit mladé vědce. Jakým způsobem? V poslední době registrujeme generační obměnu. Silná poválečná generace odchází do penze a je potřeba ji nahradit mladými kolegy. Měli bychom jim naši asociaci více představit a nabídnout jim v ní důstojnou roli, podporovat je formou cestovních grantů či stipendií a zapojovat je do organizace konferencí a do činností jednotlivých pracovních skupin. Jak byste zhodnotil obecně situaci mladých vědců v Česku? Na tuto otázku se mi neodpovídá snadno. Situace má k optimu daleko. Troufám si tvrdit, že drtivá většina mladých kolegů, alespoň z Akademie věd, má jednoroční pracovní smlouvy a značnou nejistotu ohledně dalšího působení. Podpora aplikovaného, ale především základního výzkumu je naprosto nedostatečná. Institucionální financování jednotlivých pracovišť je často na hranici třiceti procent. Ostatní prostředky si musejí výzkumníci vysoutěžit, což není jednoduché ani pro renomované týmy – úspěšnost v jediné agentuře podporující základní výzkum, Grantové agentuře ČR, je kolem 14–18 procent! Co by mohla zlepšit Akademie věd ve vztahu k mladým badatelům?Rada je jednoduchá, i když připouštím, že její realizace bude komplikovanější: Akademie musí spolupracovat s politiky na zvýšení dotace na vědu a výzkum tak, aby se zvýšil podíl institucionálního financování. Významně by to přispělo ke stabilitě systému a podpoře mladé generace, bez níž se v budoucnu neobejdeme. Doporučil bych také znovuzavedení juniorských grantů Grantové agentury ČR bez nutnosti vyjet na dva roky do zahraničí. Co dalšího by české vědě prospělo?Významně snížit byrokracii, která nás každodenně ubíjí. Množství času stráveného papírováním se neuvěřitelně zvýšilo a nemyslím si, že by to jakkoli pozvedlo kvalitu české vědy. Přesto je ale práce výzkumníka nesmírně zajímavá a nikdy bych ji neměnil. Text: Zuzana Dupalová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, s využitím zprávy Ústavu experimentální botaniky AV ČRFoto: Ústav experimentální botaniky AV ČR Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

20.01.2025 11:49

Pomohou kvantové počítače překonat hranice současné výpočetní technologie?

[https://www.avcr.cz/cs/veda-a-vyzkum/aplikovana-fyzika/Pomohou-kvantove-pocitace-prekonat-hranice-soucasne-vypocetni-technologie/]
Kovář nebyl v dávné minulosti pouze řemeslníkem - mnohde na vsi plnil také roli zubaře nebo léčitele koní, někde jej lidé dokonce považovali za ochránce od zlých duchů či přímo mága. Uměl totiž doslova kouzlit s kovy - za pomoci ohně přeměňoval jejich formu a upravoval jejich vlastnosti. „Kouzlení“ s kovovými slitinami se dělo vlastně ještě docela nedávno. Metalurgové připravili desítky nebo stovky experimentálních vzorků s různými kombinacemi prvků a další odborníci pak měřili a testovali jejich vlastnosti. Tento klasický postup byl poměrně časově náročný, drahý a neefektivní. Při troše štěstí bývaly jeho výsledkem skvělé inovativní materiály, často však veškeré pokusné vzorky končily v koši. Martin Friák z Ústavu fyziky materiálů AV ČR (CC) Jako kostky legaSnížit množství neúspěšných pokusů pomohlo až počítačové modelování, které zažívalo boom na konci 20. století. Díky němu už dnes není třeba přicházet s množstvím experimentálních vzorků jako dřív, protože teoretičtí materiáloví fyzici si látky nejprve v počítači namodelují, aby odhalili ty nejperspektivnější. Jen ty se pak dostanou „na stůl“ experimentátorům. Celý vývoj nového materiálu je tak efektivnější. „V počítači si poskládáme hmotu atom po atomu jako kostky z lega. Naše metody jsou velmi spolehlivé a přesné. Díky současným superpočítačům dokážeme propočítat i systémy obsahující stovky různých atomů,“ uvádí Martin Friák z brněnského Ústavu fyziky materiálů AV ČR. Nanočástice využitelné v lékařské vědě nebo k ukládání vodíku se však skládají až ze stovek tisíc atomů. A s těmi si momentálně neporadí ani ty nejvýkonnější superpočítače světa - nedokážou totiž dostatečně přesně spočítat a určit vlastnosti materiálů budoucnosti. Třeba těch, jež lze využít v cirkulární ekonomice - což je téma, které Martina Friáka velmi zajímá. „V počítači si skládáme hmotu atom po atomu jako kostky lega,“ říká Martin Friák. Materiáloví vědci často stojí u zrodu látek, které s sebou nesou nejen výhody a zlepšení, ale někdy i zátěž pro životní prostředí. Jejich ekologickou stopu by mohla pomoci snížit právě cirkulární ekonomika, která umožňuje znovu použít již existující substance. „Problém ale je, že takové materiály bývají často silně znečištěny velkým množstvím příměsí cizích atomů. Mluvíme tady o systémech tisícovek atomů. Pokud chcete správně určit jejich vlastnosti a připravit je k novému použití, potřebujete opravdu velký výpočetní výkon,“ konstatuje fyzik. Komunita teoretických materiálových fyziků si na limity současné výpočetní technologie do jisté míry zvykla. „Říkají si: máme tento strop a budeme pracovat pod ním. Přijde mi to škoda. Když jsem se dozvěděl o možnostech, které nabízejí kvantové počítače, uvědomil jsem si, že právě ony by nám mohly pomoci tento letitý strop prorazit,“ pokračuje Martin Friák. Rozhodl se proto minimálně několik příštích let zasvětit svou práci vývoji softwaru použitelného pro výpočty nových materiálů v kvantových počítačích. Jeho vizi loni podpořila Akademie věd ČR udělením prestižní Akademické prémie, jež mu částkou 30 milionů na dobu šesti let umožní sestavení multioborového týmu, nákup nového hardwaru, a především větší klid na práci. Co je kvantový počítačKdyž se řekne počítač, vybaví se většině z nás monitor a klávesnice. Možná už jsme někde viděli i superpočítačové centrum, které vypadá jako velká serverovna plná skříní s kabely a světýlky. Jak si ale představit kvantový počítač? Velký je zhruba jako pořádná americká lednice - je tedy větší než klasický počítač, ale menší než superpočítač. Především však pracuje na úplně jiném principu než klasická výpočetní technika. Využívá totiž jedinečných zákonitostí kvantového světa, který se velmi liší od toho, jejž poznáváme vlastními smysly. První kvantový počítač v ČeskuJeden z prvních šesti evropských kvantových počítačů bude brzy fungovat také v České republice, konkrétně v národním superpočítačovém centru IT4Innovations v Ostravě. Stojí sedm milionů eur, tedy asi 170 milionů korun, přičemž půlku hradí Evropská komise a na zbytek se složily státy zapojené do konsorcia LUMI-Q, jež budou stroj využívat (Finsko, Švédsko, Dánsko, Polsko, Norsko, Nizozemsko, Německo a Belgie; Česko je koordinátorem celé akce). Ostravský kvantový počítač bude založený na supravodivých qubitech s topologií ve tvaru hvězdy (qubit je kvantová obdoba bitů z běžných počítačů). Obsahovat by měl minimálně 12 qubitů. Bude přímo propojen se superpočítačem Karolina a plánuje se jeho napojení i na další superpočítače, například v polském Krakově. Na rozdíl od Karoliny, která zabírá plochu 35 m2, jsou požadavky na plochu pro kvantový počítač mnohem skromnější. Pro samotný stroj budou potřeba zhruba 4 m2, dalších 20 m2 zaberou podpůrné technologie, potřebné pro odclonění okolních vibrací a elektromagnetického pole a zaručení nízké provozní teploty blízké absolutní nule. Když si hodíme mincí v reálném světě, padne panna, nebo orel. Ve světě kvantovém dostaneme pravděpodobnost, s jakou daný jev nastane. Obě hodnoty ale mohou být i současně v superpozici. Tu je nesnadné vysvětlit běžnými slovy, proto většina vědeckých novinářů a popularizátorů použije zjednodušený výrok, že panna i orel můžou nastávat v kvantovém světě najednou. V klasické informatice pracujeme s informační jednotkou bit, která může být buď jedničkou, nebo nulou. V kvantové mechanice používáme qubity, jež můžou existovat v superpozici svých dvou základních stavů - zjednodušeně řečeno, můžou být jedničkou i nulou zároveň. Pochopitelně skutečnost je daleko komplikovanější a pracuje s matematickými termíny, jako jsou kombinace a pravděpodobnost. Kvantový výpočet vlastně bere v potaz pravděpodobnost, s jakou k určitému stavu dojde. Nositel Nobelovy ceny Richard Feynman superpozici vysvětloval tak, že rozlomil křídu na dvě části a každou umístil na jinou stranu stolu. Pak položil otázku, kde je křída. Odpověď zní, že se nachází tady i tam najednou. Objasnit kvantovou elektrodynamiku v několika málo větách podle tohoto vědce však možné není - jinak by přece nebyla hodna udělení nobelovky. Kvantové počítání v ČeskuLídrem ve vývoji kvantových počítačů je americká technologická firma IBM. První komerční přístroj s kapacitou 20 qubitů představila v roce 2019, v roce 2021 už kapacita dosahovala zhruba 127 qubitů. Až donedávna IBM uživatelům - například vědecké komunitě - umožňovala, aby na těchto kvantových přístrojích nebo jejich simulátorech zkoušeli vyvíjené algoritmy. „Bohužel se zrovna od letoška dostáváme do obtížné situace, kdy IBM tuto otevřenost opouští. Abychom mohli na jejích kvantových počítačích pracovat, museli bychom si zaplatit velmi drahou licenci ve výši několika milionů korun ročně,“ podotýká Martin Friák. Akademickou prémii vědec využije k přípravě algoritmů pro kvantově-mechanické výpočty na kvantových počítačích, jež by umožnily efektivnější vývoj nových materiálů a materiálů budoucnosti. (CC) Na vývoji kvantových technologií pracují také japonské firmy a výzkumná pracoviště a vývoj tímto směrem jde raketovou rychlostí také v Číně. Kvantové algoritmy jsou totiž výborně využitelné v oblasti šifrování a luštění šifer, takže jde o velmi citlivou záležitost. Evropská unie si uvědomuje, že také ona musí intenzivně pracovat na vývoji těchto supermoderních zařízení. Dobrou zprávou pro české firmy i vědecké instituce je, že jeden z prvních šesti evropských kvantových počítačů by měl ještě letos začít fungovat v Ostravě v národním superpočítačovém centru IT4Innovations. „Pro naši republiku je to skutečně velký úspěch. Přístup k ostravskému kvantovému počítači budou mít všichni akademičtí pracovníci a do určité míry i lidé ze soukromého sektoru. Podmínkou bude předložit smysluplný projekt,“ vysvětluje Martin Friák, který je zároveň předsedou Rady uživatelů centra IT4Innovations. Český kvantový počítač by měl mít kapacitu minimálně 12 qubitů. Ve srovnání s IBM, která momentálně provozuje kvantový počítač s kapacitou nejméně 133 qubitů, se to může zdát málo. Na druhou stranu i oněch 12 qubitů poskytuje opravdu hodně velké výpočetní možnosti. Ostravský kvantový počítač bude přímo propojen se superpočítačem Karolina, který se nachází v IT4Innovations centru, a plánuje se jeho dálkové napojení na nejvýkonnější evropský superpočítač LUMI ve Finsku a další připravovaný superpočítač v polském Krakově. Jak bude český kvantový počítač vypadat? Představte si tři velké skříně: první bude „lednice“ s kvantovým čipem, chlazená na 14 milikelvinů. Ve druhé skříni bude umístěný kompresor zajišťující chlazení. A třetí bude obsahovat elektroniku, která bude celé zařízení ovládat, provádět instrukce a měřit výpočty. Zmiňovaný ostravský superpočítač Karolina zabírá celkovou plochu 35 m2, zatímco připravovanému kvantovému počítači budou stačit 4 m2 pro přístroj sám plus dalších 20 m2 pro podpůrné technologie. Recept na všechno?Mohou vyřešit skoro všechny problémy lidstva - od léku na rakovinu po klimatické změny planety. I takové mýty o kvantových počítačích kolují internetem. Pravda je, že tyto technologie vzbuzují obrovské naděje, jejich skutečný potenciál je ale teprve potřeba ozkoušet. „Kvantové počítače mohou excelovat v několika málo oblastech, třeba v hledání prvočísel. Ne nadarmo se o ně enormně zajímají vlády a jejich tajné služby,“ říká Martin Friák. „Na druhou stranu pořád jsme ještě ve fázi vývoje, kdy teprve hledáme takzvanou kvantovou výhodu. Vědecké týmy po celém světě se snaží identifikovat úlohy, v nichž bude kvantová technologie dosahovat rychlých a zároveň přesných a správných odpovědí,“ dodává fyzik. Kvantové počítače bude možné využívat pro specifické typy úloh. V chemii a farmacii se testují jejich schopnosti modelovat molekuly a ve fyzice možnosti vývoje nových materiálů. Práce Martina Friáka a jeho kolegů v současné době spočívá v psaní a testování algoritmů pro kvantové počítání využitelné při vývoji nových materiálů. Už několik let na tomto úkolu spolupracují například se skupinou Arama Harrowa z amerického Massachusettského technologického institutu (MIT). „Věnuje se tomu doktorská studentka z mého týmu Ivana Miháliková. Programuje metody, které společně s nimi vyvíjíme, simuluje běh kvantového počítače a zároveň testuje, jestli vyvíjené algoritmy fungují,“ popisuje Martin Friák spolupráci finančně podpořenou programem MIT-Czech Republic Seed Fund, díky němuž mohla doktorandka do Spojených států několikrát vycestovat. Medicína i ekologieK čemu přesně bude možné kvantové počítání v oboru materiálové fyziky využít, úplně jasné a jisté není. Každopádně je však dobré se na nastupující éru kvantového počítání připravit. „Moje vize je, že neskončíme u napsání softwaru, ale zkusíme jej použít právě pro výpočet nových materiálů,“ říká vědec. „Doufám a věřím, že koncem tohoto desetiletí, kdy bude dobíhat Akademická prémie, už budou k dispozici funkční pokročilé kvantové počítače a potkají se tak s našimi algoritmy, na kterých nyní intenzivně pracujeme.“ Speciální vzorky připravené pro zkoumání metodami elektronové mikroskopie. Ty umožňují zvětšení téměř až na úroveň jednotlivých atomů. (CC) Příkladem možných aplikací by mohly být materiály vhodné k ukládání vodíku, jež by se mohly stát alternativou k současným bateriovým úložištím. Kvantové výpočty by mohly pomoci také při vývoji lepších solárních článků využitelných ve fotovoltaice. Další možností jsou nanomateriály, které lze aplikovat v medicíně, třeba v onkologické léčbě. Pracuje se například na nanočásticích, jež by mohly proniknout do těla přesně k místu zhoubného nádoru a zničit jej. Vědci ve skupině Martina Friáka se věnují také vývoji nových magnetů, přičemž se snaží vyhnout takovým, které by obsahovaly prvky vzácných zemin. Jednak s ohledem na jejich ekologickou stopu, ale také na geopolitické souvislosti, protože největším současným producentem těchto prvků je Čína. Při hledání nových magnetů tak zkoušejí měnit uspořádání jednotlivých atomů v krystalových mřížkách materiálů, což jde bez kvantových výpočtů velmi pomalu a málo efektivně. Když to přeženeme, můžeme říct, že jsme zpět u metody pokus-omyl jako v případě starověkého kováře. „Ve chvíli, kdy budu mít kvantový počítač a funkční software, budu moct vzít v potaz složitost toho systému a propočítat nejlepší možné varianty materiálu,“ dodává Martin Friák. Kvantové kouzleníKvantové počítače pravděpodobně nejsou žádnými magickými superstroji, které vyřeší veškeré problémy lidstva. Slovník ze světa magie, kouzelnictví a pohádek se nicméně v souvislosti s nimi v médiích docela často používá. Možná kvůli komplikovanosti jejich fungování, ale také nadějím, jež vzbuzují. Nevyhýbá se mu ani Martin Friák. „Třeba když jsem doma dětem vysvětloval, že v kvantovém světě se můžou hodiny otáčet oběma směry najednou, přišlo jim to úžasné. Kam se v té chvíli hrabal Harry Potter! Děti vyprávění o mé práci docela baví, mají pocit, že v ní používáme jakýchsi zvláštních kvantových kouzel.“ Mgr. Martin Friák, Ph.D.Ústav fyziky materiálů AV ČR Vystudoval fyziku pevných látek na Masarykově univerzitě v Brně a po doktorských studiích působil 11 let v ústavech Společnosti Maxe Plancka: nejdříve jako postdoktorand v Berlíně a pak 8 let jako vedoucí skupiny v Düsseldorfu. Do brněnského Ústavu fyziky materiálů AV ČR nastoupil roku 2013 díky návratovému stipendiu Jana Evangelisty Purkyně udělovanému Akademií věd ČR. Věnuje se kvantově-mechanickým výpočtům a jejich aplikacím ve výpočetní materiálové vědě. Je mezinárodně uznávaným odborníkem na tzv. teorií vedený vývoj materiálů. Článek vyšel pod názvem Prorazit strop v A / Magazínu 2/2024: 2/2024 (verze k listování)2/2024 (verze ke stažení) K dispozici je také anglická verze článku pod názvem Outside-the-box quantum computing used for materials of the future. Čtvrtletník A / Magazín vydává Akademie věd ČR. Výtisky zasíláme zdarma všem zájemcům. Kontaktovat nás můžete na adrese predplatne@ssc.cas.cz. Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Shutterstock; Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR Text a fotografie označené CC jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

20.01.2025 09:49

Prémie Jana Friče za rok 2024 udělena Václavu Pavlíkovi

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Premie-Jana-Frice-za-rok-2024-udelena-Vaclavu-Pavlikovi/]
Prémii Jana Friče uděluje Astronomický ústav AV ČR od roku 2009 svým mladým pracovníkům za mimořádné výsledky, které přispívají k prestiži ústavu v mezinárodním srovnání. Při příležitosti předání Prémie Jana Friče čerstvý držitel ocenění pronese laureátskou přednášku na téma „Podrobná studie hvězdné dynamiky a vývoje hvězdokup“ Přednáška bude přednesena v angličtině. Charakteristika oceňované vědecké práce Václava Pavlíka V předloženém souboru prací se Václav Pavlík soustředil na podrobnou analýzu složitých procesů ovlivňujících vývoj hvězdokup a jejich složek (tj. hvězd a hvězdných pozůstatků, jako jsou neutronové hvězdy a černé díry). Jednou z předností Pavlíkova přístupu je propojení teoretického modelování s pozorovacími daty skutečných systémů. To mu umožnilo se zaměřit na klíčové aspekty hvězdné dynamiky. Jedním z nich je vliv dvojhvězd a primordiálního rozdělení hmotností na vývoj mladých hvězdokup (např. ve Velké mlhovině v Orionu). Dalším je vliv rychlostí hvězd na tzv. relaxační procesy nebo ekvipartici energie uvnitř hvězdokup. Jako poslední se pak dotýká otázky stability hvězdokup v extrémním gravitačním poli - např. u kupy IRS13 v Galaktickém centru poukázal na možnou neexistenci černé díry střední hmotnosti a nutnost aktualizovat naše teoretické odhady při hledání těchto objektů, které jsou dosud nevyřešenou otázkou současné astrofyziky. Cenu předávají Mgr. Michal Bursa, Ph.D. - ředitel Astronomického ústavu AV ČR a RNDr. Bruno Jungwiert, Ph.D. - předseda Rady Astronomického ústavu AV ČR Prémie Jana Friče je pojmenována po mladším z bratrů Fričových, který se společného snu vybudování hvězdárny v Ondřejově nedožil. Prémie se každoročně uděluje k datu blízkému nenadálému úmrtí Jana Friče, tedy k 21. lednu. Astronomický ústav AV ČR tak zároveň uctívá jeho památku. Jan Frič (13. února  1863, Paříž – 21. ledna 1897, Praha) byl nejenom fyzik a chemik, ale také podnikatel. S bratrem  Josefem Fričem  založili továrnu na výrobu opticko-mechanických přístrojů  „Josef a Jan Frič“. Společně se věnovali také astronomii, především astronomické fotografii. Hvězdárnu v Ondřejově už ale v roce 1898 založil pouze Josef Frič, protože jeho mladší bratr v roce 1897 zemřel ve svých 34 letech na pooperační komplikace. Kontakt a bližší informace: Pavel Suchan, tiskový tajemník Astronomického ústavu AV ČR – suchan@astro.cz, 737 322 815 Kontakt na laureáta: RNDr. Václav Pavlík, Ph.D. – vaclav.pavlik@asu.cas.cz

20.01.2025 07:49

Srdečním buňkám někdy méně kyslíku svědčí. Umí si pak lépe poradit s infarktem

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Srdecnim-bunkam-nekdy-mene-kysliku-svedci.-Umi-si-pak-lepe-poradit-s-infarktem/]
Aby vědci tento mechanismus prozkoumali, provedli pod záštitou Národního institutu pro výzkum metabolických a kardiovaskulárních onemocnění studii s dvěma skupinami myší – běžného typu (wild-type) a se sníženou hladinou proteinu HIF-1α. Některé myši proto byly po dobu čtyř týdnů vystaveny dlouhodobému nedostatku kyslíku (chronické hypoxii), jiné žily ve standardních podmínkách. Srdce obou skupin myší byla následně vystavena ischemii a reperfuzi napodobujících proces infarktu myokardu a následného obnovení krevního průtoku. „Zjistili jsme, že myši vystavené nízkému obsahu kyslíku měly silnější srdce, které lépe odolalo poškození, než ty, jež touto adaptací neprošly. Dále jsme prokázali, že srdeční buňky těchto myší vykazovaly zásadní změny. Aktivně odstraňovaly poškozené mitochondrie v procesu zvaném mitofagie, aby zůstaly zdravé. Tyto změny u myší se sníženou hladinou proteinu HIF-1α nenastaly,“ popisuje Petra Alánová, hlavní autorka studie z Oddělení vývojové kardiologie Fyziologického ústavu AV ČR. Tým následně zjišťoval, zda je tento „samočistící“ proces zásadní. U některých myší proto mitofagii zablokovali, a tudíž na výhody nedošlo a srdce chráněna nebyla. Což naznačuje, že proces mitofagie je pro protektivní úlohu HIF-1α klíčový. „Tento výzkum nám umožňuje lépe porozumět tomu, jak HIF-1α podporuje prospěšné procesy, které buňkám umožňují přežít při zvýšeném stresu. Otevírá cestu k pochopení možných mechanismů nových léčebných postupů, jež by mohly pomoci srdci lépe odolávat nedostatku kyslíku u pacientů s ischemickou chorobou srdeční,“ uzavírá Petra Alánová. Kontakt: RNDr. Petra Alánová, Ph.D.Fyziologický ústav AV ČRNárodní institut pro výzkum metabolických a kardiovaskulárních onemocněnípetra.alanova@fgu.cas.cz Reference: Alanova P. et al.: HIF-1α limits myocardial infarction by promoting mitophagy in mouse hearts adapted to chronic hypoxia. Acta Physiol (Oxf). 2024 Sep;240(9):e14202. doi: 10.1111/apha.14202.