12.12.2024 10:14

V ÚOCHB AV ČR se otevírá unikátní zázemí pro kryogenní elektronovou mikroskopii

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/V-UOCHB-AV-CR-se-otevira-unikatni-zazemi-pro-kryogenni-elektronovou-mikroskopii/]
 „Kryogenní elektronová mikroskopie umožňuje zkoumat biomolekuly, jako například bílkoviny, nukleové kyseliny a jejich komplexy v téměř atomárním rozlišení a vytvářet 3D modely těchto molekul. Dále se takto dají pozorovat i viry, bakterie nebo buněčné struktury,“ vysvětluje Tomáš Kouba. To vše se děje na principu velmi rychlého zchlazení zavodněného vzorku na kryogenní teplotu. Vzorek se ponoří do kapalného ethanu chlazeného kapalným dusíkem o teplotě cca -180 °C tak, aby se při mražení vzorku nestihla vytvořit krystalová mřížka. Vše lze poté sledovat v prostředí amorfního ledu, s nadsázkou můžeme říct, že se vzorek jeví, jako by byl zalitý ve skle. Kromě prostor pro přístrojové vybavení vznikly v nové budově ÚOCHB i laboratoř pro mikroskopii skenovací sondou, podpůrná pracoviště, další zásobník na kapalný dusík i nezbytné technologické zázemí. Do budoucna se počítá se zařízením na rekuperaci hélia, na němž ústav spolupracuje s Fyzikálním ústavem AV ČR a s Matematicko-fyzikální fakultou UK. „Otevření nové budovy K je skvělou příležitostí dál rozšířit potenciál vynikající vědy v našem ústavu. Jen málokterá investice je lepší než do technologického zázemí výzkumu, který můžou využít vědci a vědkyně z ÚOCHB,“ říká ředitel ústavu, prof. Jan Konvalinka. Neotřelé stavební řešení nové budovy navrhl vedoucí technického úseku Karel Šobíšek: „Kromě technologických nároků musela stavba vyhovět i přísnému dohledu úřadů. Tento fakt a potřeba odstínit pracoviště od vnějších vlivů jsou hlavními důvody, proč není možné spatřit „Káčko“ z ulice,“ popisuje. Výjimečné je také to, že stavba vzniká primárně jako zázemí pro kryogenní elektronovou mikroskopii. Pomocí důmyslného řešení se navíc prostory dvoupatrové budovy, z velké části zahloubené pod zem, daří izolovat od vnějších vlivů a vibrací. To je pro tento druh pozorování klíčové. Ráz interiéru určí zejména pohledový beton a zvenku objekt obklopí zeleň, takže se její povrch stane přirozenou součástí zahrady a relaxačních zón pro zaměstnance ÚOCHB. Kontakt: Veronika SedláčkováÚOCHB – Komunikaceveronika.sedlackova@uochb.cas.czmob: +420 602 160 135

12.12.2024 08:14

Genetické vzorky zvířat z muzeí rozkryly některé evoluční záhady afrických savců

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Geneticke-vzorky-zvirat-z-muzei-rozkryly-nektere-evolucni-zahady-africkych-savcu/]
Díky moderním genetickým technologiím a odhodlání vědců z Ústavu biologie obratlovců Akademie věd ČR se podařilo rozluštit evoluční záhady vzácných afrických savců, kteří byli známi pouze ve formě starých muzejních exponátů. Publikované články v předních zoologických časopisech ukazují, že práce se starou DNA otevírá nové možnosti pro pochopení evoluce biodiverzity. „Analýza starých vzorků DNA trochu připomíná Jurský park. Přestože jsou vzorky odebírány ze zvířat uchovávaných stovky let v zaprášených muzejních depozitářích, dokážeme z nich získat cenná data, která zásadně mění naše chápání evolučních vztahů mezi organismy,“ vysvětluje Josef Bryja z Ústavu biologie obratlovců AV ČR, vedoucí výzkumné skupiny zaměřené na výzkum biodiverzity savců v subsaharské Africe. Leimacomys: Ztracený savčí rod s novou identitou První publikace se zaměřila na tajemný druh hlodavce Leimacomys buettneri. Celý rod Leimacomys je znám jen na základě dvou jedinců, které přivezl do Berlína plukovník Büttner z tehdejšího Toga v roce 1890 (údajně naložené v láhvi s rumem). Po více než 130 let se vědci nemohli shodnout, kam v evolučním stromě tento savčí rod patří. Od prvotního nálezu se rovněž nepodařilo tyto hlodavce znovu v přírodě objevit, přestože za nimi bylo vypraveno několik speciálních expedic. Čeští vědci jako první přečetli jejich genetickou informaci, konkrétně sekvenovali celou mitochondriální DNA (mitogenom) Leimacomys buettneri. Na základě analýz vzorků pocházejících z muzea v Berlíně umístili vědci tento druh mezi myšovité hlodavce (čeleď Muridae) jako samostatnou evoluční linii, která nemá žádné jiné žijící příbuzné. „Tento výsledek přepisuje dosavadní klasifikaci a ukazuje, že Leimacomys je posledním zástupcem starobylé linie hlodavců, snad ještě i dnes přežívající v západní Africe,“ říká Josef Bryja. Evoluční hádanka rozřešena Druhá studie se zabývala rozřešením evolučních vztahů malých šplhavých myšek z rodu Dendromus. Mnoho populací „dendromyší“ v různých částech subsaharské Afriky bylo popisováno jako druh Dendromus mystacalis, nicméně dřívější genetické analýzy nově odchycených jedinců neobjevily žádný takto široce rozšířený druh. Tudíž nebylo zřejmé, kterému druhu vlastně toto pojmenování náleží. Jedinou možností, jak to zjistit, byla sekvenace tzv. holotypu (jedince, podle kterého byl druh popsán). Ten je od roku 1863 vypreparován v přírodovědném muzeu ve Stuttgartu. Po složitém vyjednávání se podařilo kousek jednoho článku prstu z holotypu získat a v laboratoři ÚBO AV ČR přečíst jeho genetickou informaci. Díky tomu už dnes víme, že Dendromus mystacalis je endemickým ohroženým druhem, který se vyskytuje pouze v okrajových částech Etiopské vysočiny. „Staré vzorky uchovávané v muzeích představují nenahraditelný zdroj informací. Díky nejmodernějším metodám můžeme tyto stoleté poklady oživit a přinést objevy, které mohou být zásad ní pro ochranu biologické rozmanitosti,“ dodává Josef Bryja. Náročná analýza staré DNA Výsledky ze Studence, kde se molekulární laboratoř nachází, jsou významným krokem k pochopení evolučních procesů na africkém kontinentu. Práce se starými vzorky DNA však vyžaduje vysokou úroveň odbornosti, speciální laboratorní podmínky a moderní technologie. „Staré biologické vzorky obsahují jen malé množství genetického materiálu, bývají kontaminovány cizorodými mikroorganismy a jejich DNA bývá často velmi fragmentovaná. Musíme pracovat v přísně kontrolovaných podmínkách, používat specializované přístroje a postupy. K analýze starého genetického materiálu používáme metodu tzv. genomového skimmingu. To v našem případě afrických savců zjednodušeně znamená, že se metodami vysokokapacitního sekvenování přečte pouze tolik genomu, abychom mohli poskládat sekvenci kompletní mitochondriální DNA. Získanou genetickou informaci poté porovnáváme s naší velkou databází sekvencí z čerstvého materiálu dovezeného z Afriky. To nám pomáhá klasifikovat jednotlivé vzorky a pochopit evoluční vztahy,“ vysvětluje Anna Bryjová z Ústavu biologie obratlovců AV ČR. „Celý proces od izolace DNA až po analýzu dat je časově i technicky velmi náročný, ale výsledky za tuto námahu rozhodně stojí.“ Úspěch české laboratoře Obě studie potvrzují špičkovou úroveň českého výzkumu při práci s historickými vzorky a význam této metody pro taxonomii i ochranu biodiverzity. Po publikování prvních výsledků se na vědce ÚBO AV ČR nyní obracejí zoologové z předních přírodovědných muzeí v Paříži, Londýně či Chicagu, neboť obdobné analýzy mohou definitivně vyřešit přetrvávající staleté taxonomické otázky. DOI: https://doi.org/10.1007/s13127-024-00659-6 DOI: https://doi.org/10.1515/mammalia-2024-0040 Kontakt: Prof. Mgr. et. Mgr. Josef Bryja, Ph.D.Ústav biologie obratlovců AV ČRe-mail: bryja@ivb.cz

12.12.2024 08:14

TALENT: kritický přehled odborné literatury na téma nadání

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/TALENT-kriticky-prehled-odborne-literatury-na-tema-nadani/]
Rozvoj lidského talentu a vzdělanosti může představovat obrovský společenský přínos, ať už prostřednictvím lepších životních rozhodnutí jedinců, vyšší občanské angažovanosti, nižší kriminality nebo vyšší míry inovativnosti, jež je hnacím motorem hospodářského růstu. Empirická data potvrzují, že rozdíly v úrovni vzdělanosti mohou vysvětlit až 73 % rozdílů v hospodářském růstu mezi zeměmi. Ukazuje se, že pro rozvoj plného potenciálu nadaných jsou klíčové včasná identifikace a následné vzdělávání pomocí intervenčních programů. Důležité je také řízení tohoto procesu na všech úrovních vzdělávacího systému a průběžné vyhodnocování. Rozvoj nadání vyžaduje vytvoření podpůrného prostředí, k čemuž jsou ve světě využívány různé strategie. Mezi efektivní a relativně levné metody patří obohacení učebních osnov pro nadané žáky a akcelerace, která je v ČR většinou realizována možností přeskakovat ročník. Další formu intervence představuje selekce žáků podle schopností, nicméně její dopady jsou sporné. "Selekce žáků na základě schopností sice může usnadnit výuku a její akceleraci v homogennějších třídách, ale zároveň může prohlubovat nerovnosti ve vzdělávání, zejména v případě rané selekce žáků dle schopností, kdy hraje klíčovou roli rodinné zázemí,” vysvětluje sporné účinky selekce spoluautorka studie Miroslava Federičová.Mnozí nadaní jedinci čelí v průběhu svého vývoje sociálním a ekonomickým jež brání rozvoji jejich plného potenciálu. Odborná literatura hovoří o těchto opomenutých nadaných dětech jako o “ztracených Einsteinech”. Nejčastěji se vyskytují v nízkopříjmových rodinách a regionech a lokalitách, kde chybí vzory úspěšného a aspirativního chování. Významnou skupinu mezi “ztracenými Einsteiny” tvoří nepřekvapivě ženy. Nadaní a talentovaní mladí lidé představují pro společnost velkou příležitost rozvoje. Z tohoto pohledu jsou na základě zahraničních studií klíčová následující doporučení na úrovni škol a vzdělávacího systému: Ve školách by se vzdělávání nadaných mělo týkat všech pedagogů a vedení školy by mělo poskytovat supervizi a systematicky usilovat o zlepšování kvality ve všech oblastech výuky. Rozdíly v kvalitě učitelůmezi školami jsou zásadní a rozdíly v dopadu dobrých a špatných učitelů na žáky mohou být obrovské. Vzdělávání nadaných je nutné více začlenit do formálního vzdělávání učitelů i do jejich dalšího profesního rozvoje. Školy potřebují lepší podporu při identifikaci nadaných žáků, která by měla probíhat již v raném věku, být aplikována univerzálně na všechny žáky a založena na potenciálu spíše než na prokázaných studijníchvýsledcích. Lepší alokaci talentu je možné podpořit poskytováním spolehlivých informací o výsledcích studentů, kvalitě škol a přínosech vzdělání. Klíčová je celková kvalita vzdělávacího systému na všech úrovních. Nedostatky a neefektivity ve vzdělávacím systému jako celku se promítají do všech oblastí, tedy i do případných opatření na podporu nadaných. Každá intervence do vzdělávání nadaných by měla procházet pravidelným hodnocením dopadů. Údaje shromažďované pro administrativní účely by měly být použitelné a měly by se používat k dalšímu rozvoji vzdělávacího systému. Studie vznikla s podporou Akademie věd ČR v rámci programu Strategie AV21 Společnost v pohybu. Kontakt: Miroslava Federičová, miroslava.federicova@cerge-ei.czTomáš Protivínský, tomas.protivinsky@cerge-ei.cz

11.12.2024 17:14

Vidět znamená věřit. Altermagnetismus dokazují první mikroskopické snímky

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Videt-znamena-verit.-Altermagnetismus-dokazuji-prvni-mikroskopicke-snimky/]
Výzkumníci spolupracovali na snímcích s vědci z Nottinghamské univerzity, synchrotronových zařízení ve Velké Británii, Švédsku a Švýcarsku a Max Planckova institutu a Univerzity Johannese Gutenberga v Německu. „V aktuálním článku náš tým se spolupracovníky ukazuje mikroskopické obrazy uspořádání střídajících se severních a jižních magnetických pólů v MnTe v reálném prostoru,“ uvádí Dominik Kriegner z Fyzikálního ústavu AV ČR. Vědci tak přinesli další důkaz altermgnetismu tentokrát přímou mikroskopickou metodou, která navazuje na předchozí článek v časopise Nature. Ten popisoval spektroskopická měření kvantových energetických hladin v prototypickém altermagnetickém materiálu MnTe. Použitá mikroskopie s vysokým rozlišením je dostupná pouze na nejmodernějších měřicích zařízeních na synchrotronech a kromě experimentálních dovedností vyžaduje přípravu vysoce kvalitních vzorků a detailní teoretické znalosti altermagnetismu. „Vynaložené úsilí se však vyplatilo, protože vidět znamená věřit,“ uvedl Tomáš Jungwirth, vedoucí koordinátor práce z Fyzikálního ústavu AV ČR. Prezentované mikroskopické snímky představují milník, který by měl iniciovat rozsáhlý experimentální výzkum altermagnetů, stejně jako vývoj altermagnetických spintronických zařízení směrem k budoucím vysoce škálovatelným IT. Nový svět pro IT technologie Magnetizace ve feromagnetech nabízí řadu fyzikálních jevů, které se používají mimo jiné pro výrobu vestavěných paměťových bitů v pokročilých integrovaných obvodech. Tato tzv. spintronická technologie je první v historii IT, která doplňuje polovodičové bity v procesorových čipech. Altermagnetická spintronická zařízení mají potenciál řádově zvýšit výkon a snížit energetickou náročnost současných IT technologií. Před vlastními experimentálními objevy zveřejnil od roku 2020 tým z Fyzikálního ústavu AV ČR spolu se svými spolupracovníky sérii článků teoreticky identifikujících a popisujících novou větev altermagnetických materiálů. Kromě spintroniky upoutala předpověď altermagnetismu pozornost v mnoha oborech fyziky kondenzovaných látek, přičemž za poslední dva roky vědci z celého světa zveřejnili více než pět set studií navazujících na původní práce týmu z Fyzikálního ústavu AV ČR. Odkaz na publikaci:Amin, O.J., Dal Din, A., Golias, E. et al. Nanoscale imaging and control of altermagnetism in MnTe. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08234-xhttps://www.nature.com/articles/s41586-024-08234-x Více informací:prof. Tomáš JungwirthFyzikální ústav AV ČRjungw@fzu.cz TZ ke stažení zde. Podrobně o výzkumu Tomáše Jungwirtha také zde v článku A / Magazín:Přitažlivá nepřitažlivost. Vědci experimentálně potvrdili novou formu magnetismu - Akademie věd České republiky

11.12.2024 12:14

Mladé talenty převezmou Ceny Nadačního fondu J. Heyrovského

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Mlade-talenty-prevezmou-Ceny-Nadacniho-fondu-J.-Heyrovskeho/]
Ceremoniál se uskuteční dnes od 13:00 hodin v sále Rudolfa Brdičky Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR v Praze 8. Jeho společnými organizátory tradičně jsou instituce, jež nesou ve svém názvu jméno J. Heyrovského, a to Nadační fond Jaroslava Heyrovského (NFJH) a Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR. Ocenění studenti vedle finanční odměny obdrží diplom, pamětní medaili Jaroslava Heyrovského, knihy z Nakladatelství Academia, kterými pravidelně přispívá Knihovna AV ČR, a roční předplatné časopisu Vesmír, jež všem oceněným, tj. i učitelům a konzultantům, věnuje redakce časopisu Vesmír. Stálými podporovateli NFJH jsou již několik let Nadační fond IOCB Tech a společnosti Metrohm CZ, s.r.o., a Data Apex, s.r.o. Vedle mladých badatelů a badatelek (jeden student přebírá ocenění za dvě olympiády) bude oceněno i 16 jejich učitelek, učitelů a konzultujících, kteří je v jejich vědeckém snažení vedli, podporují a věnují se jim. Autoři šesti prací Středoškolské odborné činnosti (SOČ) v krátkých prezentacích představí své oceněné SOČ práce. Již poněkolikáté se ceremoniálu také účastní představitelé Českého svazu vědeckotechnických společností (ČSVTS), který na něm dodatečně oceňuje učitele/ky a konzultující úspěšných studentů ze SOČ (5 vybraných oborů). Jak je patrné z připojených medailonků oceněných laureátek a laureátů, vždy se jedná o všestranně založené talenty. Řada z nich reprezentovala ČR úspěšně i na mezinárodních soutěžích nebo jsou držiteli i jiných ocenění. Svůj talent někteří dnes uplatňují a rozvíjejí již v rámci univerzitního studia, které letos zahájili. Mezi oceněnými pedagogy jsou i několikanásobní držitelé této Ceny NFJH. Jsou to odborníci, kteří vychovali již několik talentovaných mladých badatelů či badatelek a stále v tom neúnavně pokračují. Ceny za rok 2024 převezmou za vítězství v předmětových olympiádách: Erik Ježek – Matematická olympiáda – kategorie   A Antonín Maloň – Matematická olympiáda – kategorie P – programování Štěpán Plass – Fyzikální olympiáda a   Astronomická olympiáda Veronika Kristová – Chemická olympiáda – kategorie   B Tomáš Holub – Chemická olympiáda – kategorie   E Jakub Krutina – Biologická olympiáda Vojtěch Nádvorník – Zeměpisná olympiáda Kateřina Kozáková – Geologická olympiáda David Seltenreich – Dějepisná olympiáda Matěj Tvrz – Olympiáda v českém jazyce za úspěšné práce v celostátní přehlídce soutěže Středoškolská odborná činnost (SOČ): Jiří Sýkora – v oboru 01 –Matematika a statistika, 1. místo Vojtěch Langer – v oboru 03 – Chemie, 1. místo Adrian Svoboda – v oboru 03 – Chemie, 2. místo Olivie Maya Matyasková – v oboru 03 – Chemie, 3. místo Anna Černá – v oboru 05 – Molekulární biologie, 1. místo Petr Ivan – v oboru 18- Informatika, 1. místo Podporou českých talentovaných studentů a studentek se Nadační fond Jaroslava Heyrovského snaží naplňovat vědecký i lidský odkaz profesora Jaroslava Heyrovského, prvního československého nositele Nobelovy ceny. Slavnostní předávání je tak každoročně načasováno k výročí jeho narození 20. prosince 1890. Osobnost Jaroslava Heyrovského, zvláště potom mladé generaci, představuje od roku 2009 ojedinělá putovní výstava Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR s názvem Příběh kapky (http://www.heyrovsky.cz), která má za sebou již 35 instalací, umístěných převážně ve školách středních, univerzitách či školách základních. Protože se slavnostní předání cen NFJH tradičně odehrává v prostorách Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR, budou mít pozvaní hosté možnost seznámit se s Jaroslavem Heyrovským i prostřednictvím např. prvního polarografického přístroje z roku 1924, trvalého exponátu ve vestibulu budovy. Polarografii a její atributy představuje i monumentální dřevěný reliéf od akademického sochaře Lumíra Čmerdy (1930-2021) zdobící vestibul ústavu, který nese jméno Praha polarografická. Více informací:       Ing. Květoslava Stejskalová, CSc.předsedkyně správní rady Nadačního fondu Jaroslava HeyrovskéhoÚstav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR+ 420 604 896 480kvetoslava.stejskalova@jh-inst.cas.cz TZ s přehledem oceněných a jejich medailonky ke stažení zde.

11.12.2024 12:14

Oldřich Tůma: Etický kodex AV ČR reaguje na aktuální výzvy a proměny světa

[https://www.avcr.cz/cs/o-nas/aktuality/Oldrich-Tuma-Eticky-kodex-AV-CR-reaguje-na-aktualni-vyzvy-a-promeny-sveta-00001/]
Nová podoba Etického kodexu vědecko-výzkumné činnosti v Akademii věd České republiky vešla v platnost po dubnovém zasedání Akademického sněmu AV ČR. Nyní se tak například týká nejen vědecko-výzkumných pracovníků, ale všech zaměstnanců Akademie věd ČR. „Původně jsme chtěli v kodexu upravit ‚jen‘ pasáž o chování ke spolupracovníkům, nakonec jsem se ale rozhodli pro kompletní revizi, která zabrala rok a půl,“ říká předseda komise Oldřich Tůma. V rozhovoru mimo jiné vysvětluje, jak komise pracuje a v jakých situacích se na ni mají zaměstnanci Akademie věd ČR obrátit. IPředseda Komise pro etiku vědecké práce Oldřich Tůma Co komisi ke změnám Etické kodexu vedlo?Myšlenka vzešla od Komise pro etiku vědecké práce a z diskuze s Komisí pro rovné příležitosti. Před dvěma roky jsme totiž začali řešit, že kodex neobsahuje doplnění, která by postihovala případy sexuálního obtěžování nebo genderově podmíněného násilí. Přitom se můžou objevit i v akademickém prostředí. Původně jsme tedy chtěli upravit nebo doplnit hlavně pasáž, jež se věnuje zásadám chování ke spolupracovníkům. Nakonec jsme se ale rozhodli, že podrobíme kodex důkladnější reflexi a upravíme jeho strukturu „z gruntu“. Navíc jsme do něj přidali i několik dalších ustanovení. Původní nápad tak vykrystalizoval v širší debatu, a i proto příprava finálního znění trvala rok a půl. Až do této úpravy se neaktualizoval? Kodex vznikl v roce 2002. Několikrát se měnil nebo doplňoval a přizpůsoboval se době. Předchozí úpravy ale nebyly pokaždé tak obsáhlé jako tentokrát. Nepletu-li se, verze, která platila až do letoška, pocházela z roku 2016. Když jste o úpravách kodexu diskutovali, shodovali jste se na změnách a postupu, jak je formulovat?O lecčem jsme samozřejmě diskutovali déle. Když formulujete znění textu, který má odsouhlasit dvanáctičlenná komise, jde o složitý úkol. Objevovaly se nové nápady, některé úpravy jsme probírali opakovaně. Nakonec vznikla pracovní skupina, která zohlednila veškeré podněty a provedla revizi kodexu z pohledu jeho logické struktury. Odstranili jsem i některé pasáže. Které například? Třeba zmínky o studentech, protože je Akademie věd oficiálně nemá - doktorandy, kteří na pracovištích působí, vedeme jako spolupracovníky. Probírali jsme i to, jak k formulacím přistoupit, aby byly genderově vyvážené. Shodli jsme se ale, že použijeme generické maskulinum s tím, že na začátku kodexu zdůrazníme jeho neutrální význam. Jak jste pokračovali dál?Z našeho pohledu definitivní úpravu jsme předložili k posouzení Vědecké radě a ta následně Akademické radě, na jejichž návrh jsme provedli další změny. Pomyslný maraton trval od podzimu 2022 až do jara 2024, cílovou rovinkou se stal dubnový Akademický sněm. Pracoviště do obsahu kodexu nezasahovala?Etika vědecké práce se z perspektiv různých pracovišť a disciplín liší. Ústavům proto doporučujeme, aby si do kodexu přidávala i specifická ustanovení. Vytvořit kodex, který by zohlednil oborové nuance, jež s sebou přináší výzkumná práce, by se zřejmě nepodařilo. Radili jste se i s odborníky mimo komisi?Návrh jsme konzultovali s Petrem Urbanem z Filosofického ústavu, odborníkem na etiku vědy, který nám pomohl s úpravami některých formulací. Inspirovali jsme se i etickým kodexem Ústavu organické chemie a biochemie, vycházeli z evropských kodexů a dalších materiálů - například od European Network of Research Integrity Offices, jejíž jsem prezidentem. Inspiraci „zvenčí“ jsme tak měli. Zmiňoval jste, že předchozí verze kodexu nezohledňovala genderově podmíněné násilí. Vyvstala situace, kterou by se komise kvůli chybějícímu ustanovení nemohla zabývat?Komise pro etiku vědecké práce existuje od roku 2002, jejím členem jsem zhruba čtyři roky. Procházel jsem si zápisy z předchozích jednání a podle dostupných záznamů podobnou zkušenost až donedávna neřešila. Absence příslušného bodu tak vlastně nebyla problém. Lze ale předpokládat, že by takové případy mohl upravený kodex podchytit. Očekáváte, že se kolegové a kolegyně na komisi obrátí?Nerad bych maloval čerta na zeď, na některé záležitosti se ale díváme jinak než dříve. Časem se tak určitě můžou objevit případy, které se odehrály v minulosti. Možná kolegové nebo kolegyně naznají, že některé formy chování nepatří do pracovního prostředí a už si je nenechají líbit. „Kostlivci ve skříni“ by se prostě mohli objevit. Kodex se nově týká všech zaměstnanců - tedy nejen vědců a vědkyň. Proč? Ano, například hlava čtyři, která upravuje zásady chování ke spolupracovníkům, se týká všech zaměstnanců, nejen výzkumníků. Nové ustanovení má chránit zaměstnance z pracovišť bez ohledu na jejich zařazení. Pokud by si tedy chtěl některý kolega nebo kolegyně, například z infrastrukturních pracovišť, stěžovat na porušení zásad kodexu, může se na komisi obrátit. Jak má zaměstnanec postupovat, pokud se s takovým jednáním setká?Pokud nazná, že ho někdo šikanuje, diskriminuje, byl svědkem podobných problémů u kolegů nebo zaznamenal manipulaci s daty a plagiátorství, měl by to nejprve oznámit na svém pracovišti. Existuje i zákonem stanovený vnitřní oznamovací systém, který umožňuje podat podnět anonymně. Obrátit se na nadřízeného může ale být problematické, zvláště v situaci, pokud se nevhodného chování dopouští právě on. I v takových případech ale existují možnosti, jak postupovat - podněty mohou řešit i zástupci rady pracoviště s vedením ústavu. Některá pracoviště navíc mají vlastní etické komise, které jsou k řešení problému přímo určené. A kdy se mají obracet na vaši komisi?Komise by měla být poslední možností v situaci, kdy se vyčerpala řešení na pracovišti. Musíte vzít v úvahu, že nemá kapacity, aby se věnovala podrobnému vyšetřování každého podnětu. Naší úlohou je být poradním orgánem Vědecké rady, která je ale také „jen“ poradním orgánem. Poskytujeme stanoviska a doporučení všem stranám případného sporu. S tím souvisí i to, že se komise často ani nedozví, jak na naše doporučení zareagují a jak spor vyřeší. Jaké je aktuální složení komise? Jak se členové a členky vybírají?Komisi jmenuje Vědecká rady. Členové se nominují tak, aby zastupovali co nejvíce oborů. Návrhy podává Vědecká rada a ředitelé pracovišť. Pravidlem je, aby komisi alespoň z třetiny tvořili externisti. Při výběru současného složení jsme brali ohled na to, aby komise byla genderově vyváženější, v předchozí totiž velmi výrazně převažovali muži. Důležité bylo i to, aby v ní zasedali mladší vědci a vědkyně. Kolik podnětů už komise zpracovala?Za více než dvacet let více než padesát. Jaké nejčastěji?Většinu podnětů netvoří přímo porušení etických zásad vědecké práce, jako jsou plagiátorství nebo manipulace s daty - takových případů zaznamenala komise jen několik. Víc než padesát procent případů se týká vztahů v ústavech. Řešily se hlavně problémy s atestacemi, granty, zařazením do kategorií nebo spory o spoluautorství. Všechny můžou svědčit o sporech a konfliktech na pracovišti nebo chybějící komunikaci. V kodexu jste zakotvili i povinnost šetřit materiálními zdroji a energiemi a snažit se omezovat ekologickou stopu.Týká se to spíše přírodovědných a technických oborů, které pracují s živými tvory, materiály nebo mají vyšší spotřebu energie kvůli přístrojovému vybavení. V humanitních disciplínách sice většinou pokusy neděláme, i tak bychom ale měli dbát na ekologické důsledky našich aktivit. Pokud si ale všimnete, že kolega nebo kolegyně hojně tiskne dokumenty, nehledejte v tom „prohřešek“ volající po zásahu komise. Pokud by zaměstnanci zjistili, že v kodexu chybí nějaký důležitý bod, můžou iniciovat jeho projednání?Konečné znění kodexu i jeho případné další změny schvaluje Akademický sněm. Podněty tak můžou směřovat Akademické radě nebo Komisi pro etiku vědecké práce. Rád bych ale podotkl, že současná komise funguje do roku 2026. Další rozsáhlejší úpravu kodexu proto nepředpokládáme. Na druhou stranu si ale uvědomujeme, že etické aspekty vědecké práce související například s umělou inteligencí si zřejmě vyžádají doplnění. Svět se prostě vyvíjí a s tím se objevují nové etické výzvy, na něž musíme reagovat. Nechceme, aby Akademie věd zůstala v tomto směru pozadu. 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.

11.12.2024 11:14

Ochočené světlo: Nové mikroskopy proniknou do dříve netušených hloubek

[https://www.avcr.cz/cs/veda-a-vyzkum/aplikovana-fyzika/Ochocene-svetlo-Nove-mikroskopy-proniknou-do-drive-netusenych-hloubek/]
Článek je možné si poslechnout v audioverzi: Životy obyčejných lidí někdy mění historii. A někdy ji výrazně ovlivní i jejich smrt. Jednapadesátiletou Auguste Deterovou přivedli 25. listopadu 1901 na vyšetření do Městského ústavu pro mentálně postižené ve Frankfurtu nad Mohanem. Byla zmatená, zapomnětlivá a prudce se jí měnily nálady, nepoznávala své okolí a nevzpomínala si, kde bydlí nebo že je vdaná. Lékař, který ji dostal na starosti, se jmenoval Alois Alzheimer. Podobné příznaky znal od mnohem starších pacientů. Žena proto upoutala jeho pozornost. V rozhovorech s ní zaznamenal její nekompletní a pomatené odpovědi a pečlivě si zapisoval projevy její choroby. Když zemřela, dostal unikání příležitost prozkoumat její mozek. Umístil jeho vzorky pod mikroskop a všiml si v nich významných změn – silného úbytku neuronů a změti „klubíček“ tvořených neurofibrilami (vlákny). Od časů Aloise Alzheimera uplynulo už více než sto let a možnosti mikroskopie se od té doby neuvěřitelně posunuly. Vedle mikroskopů světelných existují rentgenové, elektronové, mikroskopy atomárních sil a mnoho dalších. Přesto vědci a vědkyně neustále vyvíjejí nové. Současné mikroskopické techniky sice dokážou zviditelnit dříve naprosto netušené detaily, jenže jejich nevýhodou je nutnost upravovat vzorky – například je zmrazit, umístit je do vakua, v podstatě je „zabít“. Což může být problém, chceme-li zkoumat živou tkáň – třeba v reálném čase pozorovat, co se děje v hloubi nemocného mozku nebo jak se chovají molekuly DNA. Dva unikátní objevy českých vědců však mají ambici tuto nedostatečnost současné mikroskopie překlenout. Prvním je holografický endoskop, jehož cílem je proniknout dovnitř mozku a pozorovat aktivitu nervových buněk. Druhým je nanofluidní rozptylový mikroskop, který umí světlem zachytit a pozorovat jednotlivé biomolekuly v jejich přirozeném stavu.  Od optické pasti k mozkuZobrazování mozku je i v dnešní době stále velkou výzvou. Vytvořit sondu, která by pronikla dostatečně hluboko, aby zviditelnila propojení jednotlivých neuronů, je extrémně složité. Současné zobrazovací techniky s sebou totiž nesou riziko poškození citlivých mozkových tkání. Změnu by mohl nabídnout speciální holografický endoskop, jenž využívá jedinečných vlastností světla vedeného optickým vláknem velikosti lidského vlasu. Na jeho vývoji pracuje Tomáš Čižmár, který působí v brněnském Ústavu přístrojové techniky AV ČR a zároveň vede oddělení pro vývoj optických vláken v Leibnizově institutu fotonických technologií v německé Jeně. (CC) prof. Mgr. Tomáš Čižmár, Ph.D.Ústav přístrojové techniky AV ČR Vystudoval fyziku na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně. Jako doktorand působil v Ústavu přístrojové techniky AV ČR v týmu Pavla Zemánka, který se věnoval rozvoji tzv. optických pastí a optických pinzet. Postdoktorandský pobyt strávil ve Skotsku na Univerzitě v St Andrews. V letech 2013–2017 vyučoval na Univerzitě v Dundee ve Skotsku, od roku 2017 vede oddělení pro vývoj optických vláken v Leibnizově institutu fotonických technologií v německé Jeně, vyučuje na tamní Univerzitě Friedricha Schillera a zároveň stojí v čele laboratoře komplexní fotoniky v brněnském Ústavu přístrojové techniky AV ČR. V srpnu 2024 obdržel prestižní ocenění European Microscopy Award, které uděluje Evropská mikroskopická společnost jednou za čtyři roky těm, kteří v oboru dospěli ke kvalitním a originálním výsledkům. Ve stejném roce v listopadu převzal také Cenu ministra školství, mládeže a tělovýchovy.  „K mozku jsem se vlastně dostal úplnou náhodou. Nikdy jsem si prvoplánově neřekl, že se chci zabývat právě jeho výzkumem,“ vzpomíná. Shodou náhod se dostal i k celému oboru optiky a fotoniky, ještě v magisterském studiu na brněnské Přírodovědecké fakultě se totiž věnoval fyzice plazmatu. Jenže pak přišla osudová exkurze do Ústavu přístrojové techniky AV ČR, konkrétně do výzkumného oddělení mikrofotoniky Pavla Zemánka. „Zabývali se tam výzkumem optických pastí a vývojem optické pinzety. Když jsem viděl, co všechno světlo umí, úplně mi spadla brada. Hned mi bylo jasné, že bych to chtěl také dělat,“ říká Tomáš Čižmár, který se záhy k týmu Pavla Zemánka přidal coby doktorand. Optická past nabízí způsob, jak pomocí světla zachycovat malinké objekty v rozměrech mikrometrů a manipulovat s nimi. Optická pinzeta je pak jednou z nejrozšířenějších optických pastí. Vědeckému týmu z oddělení mikrofotoniky se podařilo některá zařízení tohoto typu dokonce uvést na trh, například ve spolupráci s firmou Meopta. (O výzkumu Pavla Zemánka, nositele prestižní Akademické prémie za rok 2020, jsme psali v časopise A / Věda a výzkum 2/2021.) Optickým pastem se Tomáš Čižmár věnoval i na počátku svého postdoktorandského pobytu na skotské Univerzitě v St Andrews. Jeho úkolem bylo vytvářet zajímavá prostorově strukturovaná optická pole využitelná k manipulacím mikroobjektů. Dráždilo ho tehdy, jak často se při práci s optickými svazky setkával s jejich aberacemi (odchylkami nebo poškozeními). Optická aberace vede k tomu, že se bod nezobrazí ve své skutečné podobě, ale jako rozmazaná skvrna s nerovnoměrným rozdělením intenzity. S tímto jevem se do určité míry potkávají lidé s oční vadou zvanou astigmatismus, která se koriguje brýlemi s cylindrickým zabroušením skel. Tomáš Čižmár nad problémem dumal a zkoušel různé možnosti. Dlouho hledal rozuzlení v optických systémech, které ale byly stále více a více aberované. „Nakonec jsem si uvědomil, že řešení je aplikovatelné i na zcela opticky náhodná média, jako je optické vlákno,“ vzpomíná vědec. Optická soustava sestává ze změti různých zrcátek, čoček, drátků a šroubků, kterou prochází laserové světlo. (CC) Zkrocení světlaOptická vlákna se zpravidla používají pro přenos rychlého internetu. Bývají imunní vůči elektromagnetickému rušení a signály přenášejí na delší vzdálenosti a s vyšší rychlostí. Čím dál častěji tak nahrazují dříve dominantní kovové vodiče. Vyrobené jsou ze skla, případně plastu. Při výzkumu v St Andrews ale nešlo o přenos internetu, ale o účinné „zkrocení“ světla, které může vytvářet krásná optická pole bez poruch (aberací). Jednou z potenciálních aplikací je zobrazování biologických tkání – třeba právě v mozku. „Použití v neurovědách se nabízelo, protože bylo evidentní, že to je přesně to, co jim chybí – možnost nahlédnout hlouběji do mozku a ukázat, co zajímavého se v něm děje,“ doplňuje vědec. Záhy přišla Tomáši Čižmárovi pracovní nabídka z Univerzity v Dundee a následovalo udělení dvou důležitých grantů – jeden od Evropské výzkumné rady (prestižní ERC grant) a druhý určený na podporu excelentních týmů v Česku (financovaný hlavně z Evropského rozvojového regionálního fondu). Oba granty byly udělené na stejné období (od roku 2017 do roku 2022). „Bylo to poměrně hektické období, protože jsem se ze Skotska i s rodinou přesunul do Německa a zároveň jeden z projektů běžel v Brně v mém původním domovském ústavu. Pracoval jsem tak se dvěma týmy zároveň a nebylo snadné vše zkoordinovat,“ vzpomíná vědec. V obou projektech už se naplno věnoval rozvoji holografického endoskopu – přístroje, který využívá výhody optického vlákna pro usměrnění světelného svazku. Na začátku celé soustavy je laser zhruba velikosti krabice od bot. Ten posílá světlo optickým kabelem k zařízení složenému z čoček a zrcadel. V něm se světlo rozdělí a přesměruje k počítačem řízenému holografickému modulátoru o rozměrech větší krabičky od sirek. Ten světlu vtiskne vlastnosti, jaké jsou k dané aplikaci potřeba. Takto upravené světlo se zavede do speciálního, tzv. multimodového optického vlákénka širokého zhruba desetinu milimetru. To už je pak připravené k průniku do živočišné tkáně, v tomto případě do mozku. Konkrétně do mozku modelového organismu lidské nemoci (většinou se jedná o laboratorní myš). Zvířecí modely umožňují neurovědcům lépe porozumět, jak funguje mozek, a zjištěné poznatky se pak dají využít v dalším medicínském nebo farmaceutickém výzkumu. Vesmír myšího mozkuPráce s myšími modely podléhá přísné etické kontrole, žádné ze zvířat by nemělo zbytečně trpět. Kraniotomie (tedy vyvrtání otvůrku pro vložení vlákna) probíhá v anestezii. Samo zavedení vlákna dovnitř mozku myš necítí a lze jej tak aplikovat v době, kdy je zvíře aktivní. Velkou výhodou proti dosavadním endoskopickým metodám je miniaturní velikost sondy, a tudíž nutnost mnohem méně invazivního zásahu do mozku.  K zviditelnění neuronů a dalších částí mozku, které potřebují vědci sledovat, se používají různé fluorescenční značky. Tedy laicky řečeno se buňky a jejich okolí obarví (dělá se to například genetickou manipulací vzorku nebo virální transfekcí – to, co barevně svítí, je pak protein, který buňka v reakci produkuje). Jak vlákno prostupuje myším mozkem, zobrazuje se na monitoru počítače celý vesmír do sebe propletených a pospojovaných neuronů. „Vidíme na něm různé detaily, třeba jak z neuronu směřují výběžky, kterým se říká dendrity. Na něm jsou trny – struktury, kde si neurony předávají informace pomocí synapsí. Je to poměrně dynamická struktura, takže spoustu vědců zajímá, jak se aktivují, jak jednotlivé části neuronů vznikají, jak navazují spojení, jak jsou aktivní,“ přibližuje Tomáš Čižmár.  Upravené světlo se zavádí do tzv. multimodového optického vlákénka širokého zhruba desetinu milimetru. To proniká do mozku myši, modelového organismu lidské nemoci (na obrázku je plastový myšák). (CC) Jím a jeho týmem vyvíjený holografický endoskop je už nyní připravený k použití. O přenos do praxe se stará spin-off s názvem DeepEn, který český vědec spolu s kolegy založil v Německu. Přístroj nyní prezentují na neurovědeckých konferencích, pořádají workshopy a vysvětlují, jak se používá. Zájem o něj projevily různé vědecké instituce, především ty se zaměřením na výzkum mozku, vývoj a aktivitu nervových buněk a jejich degeneraci. Zdálo by se, že je hotovo. Zdaleka ne. Tomáš Čižmár spolu s kolegy z Brna i z Jeny nadále pracuje na zdokonalování přístroje. Další metou je přizpůsobit zařízení tak, aby se zkoumané myši mohly volně pohybovat. Nyní totiž endoskop spolehlivě funguje, když má myška k hlavě připevněný držák se sondou a běhá pouze na podložce pod držákem. Přitom vlákno díky své plasticitě a ohebnosti teoreticky umožňuje, aby mozkovou činnost zvířete monitorovalo v jeho přirozeném prostředí. Jenže to zatím nejde. Při nekontrolovaném pohybu zvířete se totiž světlo ve vlákně nežádoucím způsobem promíchá a zkreslí přenášenou informaci.          A co použít holografický endoskop přímo v lidského mozku? Podívat se v reálném čase na mozek pacientky, jakou byla Auguste Deterová z úvodu článku, by bylo jistě lákavé. A technicky by to šlo. Ale brání tomu různé překážky. V lidském těle například není snadné použít fluorescenční značení (které znamená zásah do živého organismu). „Benefit pro člověka je ale jasný. Spočívá především v zobrazování a studování dané nemoci u zvířecích modelů,“ doplňuje vědec. Ochočené světlo? Světlo má unikátní fyzikální vlastnosti a čím více jej poznáváme, tím lépe jej umíme využít. Světlem jsme se naučili manipulovat s miniaturními předměty, a dokonce je třídit, přenášíme jím informace, světlem spoutaným v laserech měníme strukturu materiálů, světlem obrábíme i řežeme. Přesto ještě úplně všechny možnosti, které nám nabízí, využít neumíme. „Máme ještě spoustu mezer. Světlo jsme si ochočili jen do určité míry. Velkou výzvou například stále zůstává, jak jej efektivně tvarovat v prostoru i čase. Kdyby se to podařilo, otevřely by se úžasné aplikační možnosti třeba v medicíně, “ dodává Tomáš Čižmár. Spoutat světlo a využít jeho vlastnosti například právě pro medicínský výzkum se snaží mnoho vědců a vědkyň. Z trochu jiného úhlu pohledu k němu přistupuje Barbora Špačková z Fyzikálního ústavu AV ČR. Také její výzkum ale může v důsledku pomoct pacientům, jako byla Auguste Deterová. (CC) Ing. Barbora Špačková, Ph.D.Fyzikální ústav AV ČR Vystudovala fyzikální inženýrství na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT, jako doktorandka a postdoktorandka působila v Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR a věnovala se výzkumu optických biosenzorů (2007–2017). V letech 2017 až 2021 byla vědeckou pracovnicí na Chalmersově technické univerzitě ve Švédsku ve skupině Christopha Langhammera. Je spoluzakladatelkou spin-off švédské společnosti Envue Technologies, která se zaměřuje na komercionalizaci metody nanofluidní rozptylové mikroskopie. Vede Dioscuri centrum jednomolekulární optiky, jež vzniklo z iniciativy německé Společnosti Maxe Plancka. Centrum zahájilo provoz 1. července 2024. Hrubá síla světla„Pro většinu z nás je světlo prostředkem, který nám umožňuje vidět. Co je ale překvapivé – pro nanosvět, v němž se můj výzkum odehrává, je světlo neuvěřitelně hrubým a nepřesným nástrojem,“ uvádí Barbora Špačková. Vlnová délka světla je totiž asi stokrát větší než velikost objektů, na které se ve své práci zaměřuje. „Je fascinující, že dokážeme světlo obelstít a využít jej nejen pro sledování nanoskopických objektů, ale i jejich měření a vážení,“ dodává. Objekty jejího zájmu jsou biomolekuly – základní stavební kameny veškerého života. Jsou až stotisíckrát menší než prachové částice a pro konvenční optickou mikroskopii jsou tak neviditelné. Jsou ale také nesmírně rychlé. Ve svém přirozeném vodném prostředí se pohybují na vzdálenosti stovek nanometrů v rámci jedné milisekundy. Jak se dá takový superpohyblivý a neviditelný nezmar zobrazit a zaznamenat? „Velmi těžko, je to jako hledat pobíhající černou kočku v černé místnosti. A často ani nevíte, jestli tam opravdu je,“ nabízí paralelu vědkyně. Tento problém se daří obejít díky fluorescenční mikroskopii, která na pozorovanou molekulu naváže fluorescenční značku, sloužící jako maják ve tmě. Značka ale může chování studované molekuly výrazně ovlivnit. Pozorovat molekuly bez značky je obtížné, ale ne nemožné. Barboře Špačkové se tento zapeklitý problém podařilo vyřešit. Původně se přitom zabývala jinými vědeckými úkoly. A podobně jako u Tomáše Čižmára se osudová tematická výhybka uskutečnila v zahraničí. V jejím případě na Chalmersově technické univerzitě ve Švédsku, kam odjela jako postdoktorandka v roce 2017. Chtěla tam rozvíjet biosenzory vhodné pro detekci chemických a biologických látek, jako jsou například škodliviny v ovzduší nebo biomarkery v krvi. Což bylo téma, jemuž se věnovala ve svém někdejším domovském Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR. Jednoho dne jí kolegové ve švédské laboratoři ukázali optický jev, který jim v jejich projektu vadil a chtěli se ho zbavit. Nevěděli, proč takhle funguje, ani k čemu by mohl být dobrý. Barboru Špačkovou problém zaujal a rozhodla se, že ho detailněji prozkoumá. Zahloubala se do příslušné teorie, analyzovala různé možnosti a zjišťovala, jak by se světlo mělo v určitých situacích chovat. Třeba pokud by se setkalo s biomolekulou. A teorie naznačovala, že by světlo v tomto případě mohlo být schopné biomolekulu vidět. Nabízelo se proto sestrojit unikátní mikroskop, který bude schopný zviditelnit biomolekulu v jejím přirozeném vodném prostředí. „Dostala jsem tehdy neuvěřitelnou podporu od šéfa. I podle něj by to byla bomba, pokud by to fungovalo. Zeptal se, co potřebuju pro rozvoj nápadu – laboratoř? Čas? Vybavení? Myšlenka vypadala natolik lákavě, že mi zajistil všechny podmínky pro její realizaci,“ říká Barbora Špačková. Barbora Špačková s nanofluidním rozptylovým mikroskopem (CC) Světlo zakleté v trubce Prototyp mikroskopu skutečně po několika měsících intenzivní činnosti vznikl. „Na okamžik, kdy jsem v našem přístroji poprvé uviděla molekulu DNA, se asi nedá zapomenout. Bylo to shodou okolností v ten samý den, kdy média zveřejnila úplně první fotografii černé díry,“ vzpomíná výzkumnice na 10. dubna 2019. Metodu vědci pojmenovali nanofluidní rozptylová mikroskopie. Nanofluidika je obor zabývající se prouděním tekutin v nanorozměrech a je to disciplína, na níž se specializuje tým Christopha Langhammera, ve kterém badatelka ve Švédsku působila. Nanofluidní zařízení můžeme připodobnit k miniaturnímu potrubí, kterým proudí tekutina. „Trubka“ je ze skla a je vyrobená elektronovou litografií (místo rydla používaného v klasické litografii se v tomto případě daná struktura kreslí elektronovým svazkem). Pro zviditelnění pozorované biomolekuly v „trubce“ vědkyně využila princip interference světla. Při ní se světelné vlny vzájemně ovlivňují, což posiluje jejich účinek. „Při interakci dvou světelných vln se jejich intenzita jednoduše nesčítá, jedna a jedna v tomto případě může být dvě, ale klidně i nula nebo čtyři,“ popisuje Barbora Špačková. Aparatura nanofluidního mikroskopu se velikostně podobá holografickému endoskopu Tomáše Čižmára. Oba se vejdou do menší místnosti velikosti panelákové koupelny. Přístroj vyvinutý Barborou Špačkovou a jejími kolegy také sestává ze soustavy zrcátek a čoček, kterou prochází laserové světlo. Vzorek zkoumané tekutiny – ať už se jedná o sekret buněk, nebo třeba krevní plazmu – se aplikuje na nanofluidní čip. Jde o čtvercovou destičku o rozměrech přibližně centimetr na centimetr, která obsahuje sérii větších mikroskopických kanálů, kterými se kapka tekutiny dostává do menších nanofluidních kanálů. V ní dochází k interakci světla s molekulou, jeho rozptylu a interferenci. Molekula se pak zobrazí na monitoru počítače jako pohybující se tmavý „flek“. Pro laiky by to mohl být jen flek, ale biofyzikové a biochemici bývají z tohoto záznamu podle slov Barbory Špačkové nadšeni. Pozorování pohybu a interakcí molekul nejen otevírá unikátní okno do života biomolekul, ale tato metoda také dokáže jednotlivé molekuly detailně analyzovat, změřit i zvážit! A tak se slibně rozbíhají první spolupráce s laboratořemi vědeckých institucí i farmaceutických firem. Za účelem transferu objevu do praxe vznikla už ve Švédsku spin-off společnost Envue Technologies. Barbora Špačková navíc dále pracuje na další generaci přístroje, která kromě lepšího rozlišení nabídne další funkcionality, jako je možnost s jednotlivými molekulami manipulovat nebo měřit jejich náboj. V rozvoji mikroskopu už vědkyně pokračuje v České republice, kam se i s rodinou vrátila v roce 2022. Zázemí našla ve Fyzikálním ústavu AV ČR, kde od 1. července 2024 vede Dioscuri centrum jednomolekulární optiky iniciované a podporované německou Společností Maxe Plancka. Na novém pracovišti najde uplatnění šest vědců nebo vědkyň, do výběrového řízení se zatím hlásí zejména doktorští studenti ze zahraničí. Díky štědré podpoře bude možné kandidáty adekvátně zaplatit, což v české vědě nebývá úplně samozřejmé. Centrum chce angažovat mladé výzkumníky se základem ve fyzice, kteří se orientují i v biochemii, biofyzice, mají zkušenosti s mikroskopií nebo nano- či mikrofluidikou.  Centra Dioscuri Jde o centra vědecké excelence, jejichž vznik v zemích střední a východní Evropy iniciuje a finančně podporuje německá Společnost Maxe Plancka. Několik jich už funguje v Polsku, v roce 2024 se tři otevřela v Česku. Vedle Dioscuri centra jednomolekulární optiky Barbory Špačkové se jedná o Dioscuri centrum pro spinkaloritroniku a magnoniku Heleny Reichlové (obě centra mají základnu ve Fyzikálním ústavu AV ČR). Dioscuri centrum pro biologii kmenových buněk a metabolických onemocnění vzniklo při brněnské Masarykově univerzitě a vede jej biolog Peter Fabian. Centra získávají finanční podporu v přepočtu zhruba 36 milionů korun na dobu pěti let. Finance rovným dílem poskytují Spolkové ministerstvo školství a výzkumu a české Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy. Přečtěte si článek o slavnostním otevření českých Dioscuri center na webu AV ČR z května 2024, z nějž pochází i přiložená fotografie. Proletět se nanovesmírem  „Vydáváme se na cestu biologickým nanovesmírem jako nanoskopičtí průzkumníci objevující základní stavební kameny života,“ používá poetický příměr Barbora Špačková. Nezůstane však jen u kochání se krásami skrytých zákoutí nanosvěta. Ve spolupráci s molekulárními biology se její tým chce zaměřit na konkrétní otázky týkající se molekulárního transportu v buňkách nebo procesů, které souvisejí třeba právě s rozvojem zmíněné Alzheimerovy choroby. Auguste Deterové už současné výzkumy mozku nepomůžou, je po smrti více než stovku let. Počet lidí s podobným osudem ale neustále vzrůstá. Jen v České republice trpí podle odhadů Alzheimerovou chorobou asi 150 tisíc lidí a do roku 2050 se má toto číslo téměř zdvojnásobit. Jestli se vědkyním a vědcům podaří tento děsivý odhad zvrátit, je ve hvězdách. Jisté ale je, že díky objevům jako nanofluidní rozptylový mikroskop či holografický endoskop si na „alzheimera“ mohou „posvítit“ dosud nevídaným způsobem. Text vyšel jako součást hlavního tématu čtvrtletníku Akademie věd ČR A / Magazín 3/2024. Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Shutterstock, Jana Plavec (Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR), René Volfík (Fyzikální ústav AV ČR) Text a fotografie označené CC jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

11.12.2024 08:14

Lidé žili v Africe i daleko od vody: odhalování klimatické historie Sahelu

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Lide-zili-v-Africe-i-daleko-od-vody-odhalovani-klimaticke-historie-Sahelu/]
Na počátku holocénu, zhruba před 12 000 lety, došlo v severní Africe ke značnému zvlhčení klimatu. V oblasti dnešní Sahary se tou dobou vyskytovala rozsáhlá jezera a hustá síť řek. Zhruba před 5000 lety se však začalo klima velmi rychle zhoršovat a krajina se proměnila v nekonečnou poušť a polopoušť, jakou zde známe dnes. Oblast východního Sahelu však nebyla ani před dramatickým vysušením klimatu zrovna pohostinná – byla to savana bez řek a jezer. Navzdory tomu zde po celou dobu žili lidé. Živili se nejprve lovem a sběrem a později začali chovat domácí zvířata. Otázkou zůstávalo, jak v tomto prostředí bez stabilních vodních zdrojů mohli trvale sídlit. „Lidé v Šakadúdu museli mít jiný ekonomický i sociální systém než pravěké komunity vzkvétající poblíž velkých vodních ploch. Zvládli se nějak přizpůsobit měnícím se podmínkám kvůli klimatické změně. A nás zajímá jak,“ přibližuje Ladislav Varadzin z Archeologického ústavu AV ČR, Praha, vedoucí výzkumného týmu. „Mluvíme o dlouhé době, kdy se Sahara stala savanou a později zase pouští.“ Klimatická historie ukrytá v kamenech Mezinárodní tým vedený Ladislavem Varadzinem objevil v pohoří Šakadúd v Súdánu desítky lokalit, ve kterých prokázal existenci vodních pramenů v podobě pěnovcových sedimentů. „Prameny byly aktivní v časovém intervalu 14 až 5 tisíc let před současností, a protože fungovaly pouze v podmínkách určité intenzity a pravidelnosti dešťů, poznání jejich aktivity umožňuje zrekonstruovat intenzitu monzunových dešťů a na ně vázaných environmentálních procesů,“ vysvětluje Jan Hošek z České geologické služby, člen týmu a hlavní autor studie. Sedimenty těchto dávných pramenů navíc v mnohých případech obsahují i archeologické artefakty a mikroskopické pozůstatky tehdejší přírody, což poskytuje cenné a jedinečné informace o lidských aktivitách a vývoji přírodního prostředí v oblastech vzdálených od tehdejších řek a jezer. Lidé uvnitř savan Tým expertů popsal také tři archeologická naleziště s pozůstatky lidského osídlení a činnosti. „Nejčastěji jsme nacházeli kamennou industrii, keramiku, opracované skořápky pštrosích vajec a ozdoby z nich a také velké množství zvířecích kostí a dalšího potravinového odpadu. To vše nám umožňuje poznat způsob života a ekonomické a společenské strategie tehdejších lidí,“ říká Ladislav Varadzin. Ukazuje se, že tito lidé byli skutečnými mistry v přizpůsobení se místním podmínkám. „Používali k tomu řadu strategií, ale vše bylo možné jen za podmínek udržování poměrně nízkého počtu obyvatel a nízké složitosti společenského uspořádání, což jim poskytovalo určitou flexibilitu. To ale neznamená, že by jejich kulturní život byl neměnný. Právě naopak, v místních unikátně zachovaných a nesmírně dlouhodobých záznamech sledujeme několik radikálních změn kulturních forem,“ dodává Ladislav Varadzin. „Přírodovědný výzkum, který je nedílnou součástí projektu, neobyčejně konkrétně odhaluje vnější podmínky života těchto lidí. Ukazuje se, že přírodní podmínky nastavovaly lidem jasné mantinely, ale zároveň také, že v nich lidé dokázali měnit pravidla hry,“ doplňuje Jan Hošek. První studie klimatické historie Sahelu Výsledky tohoto geoarcheologického výzkumu jsou průlomové, protože jako první předkládají kontinuální klimatickou historii ve východním Sahelu, který patří k ekologicky nejkřehčím částem světa. Díky tomu, že studie zaplňuje bílé místo, umožňuje také poprvé porovnat a propojit známé klimatické křivky mezi východní a severovýchodní Afrikou. To vše dovoluje lépe pochopit výchozí klimatické a ekologické podmínky, v nichž existovaly lidské společnosti na území dnešního Súdánu, od pravěkých lovců-sběračů až po nejstarší literární civilizace kúšitských království a následných křesťanských a muslimských společností. Současně to umožňuje pochopit okolnosti změn jejich způsobu života nebo migrace. Výsledky také tvoří zásadní referenční paleoklimatický materiál pro celý východní Sahel. Studie je jedním z výstupů Projektu Šakadúd: Alternativní formy kulturní adaptace na středoholocenní vysušování severní Afriky Ladislava Varadzina, který podpořila Akademie věd ČR prémií Lumina quaeruntur. Kontakt: Ladislav VaradzinArcheologický ústav AV ČR, Prahavaradzin@arup.cas.cz Jan HošekČeská geologická služba johan.hosek@gmail.com

10.12.2024 19:07

Akademický sněm AV ČR zvolil Radomíra Pánka kandidátem na předsedu instituce

[https://www.avcr.cz/cs/o-nas/aktuality/Akademicky-snem-AV-CR-zvolil-Radomira-Panka-kandidatem-na-predsedu-instituce-00001/]
Dlouho očekávaným momentem prosincového zasedání byla volba kandidáta na předsedu pro léta 2025-2029. V prvním kole tajného hlasování zvolil Akademický sněm nadpoloviční většinou hlasů jako kandidáta na předsedu Radomíra Pánka, který získal 128 z 242 hlasů. O pozici předsedy Akademie věd ČR usilovali také Jiří Plešek z Ústavu termomechaniky AV ČR, David Honys z Ústavu experimentální botaniky AV ČR a Libor Grubhoffer z Biologického centra AV ČR. Pavel Baran z Filosofického ústavu AV ČR svou kandidaturu před volbou na Sněmu stáhl. „Nabízelo by se, abych hovořil o svých zkušenostech a vlastnostech, které bych uplatnil ve funkci předsedy. Především chci ale říct, že od doby, kdy jsem se rozhodl kandidovat, jsem mluvil s mnohými z vás a odnesl si jeden důležitý dojem - všechny nás spojuje zájem o silnou a sebevědomou Akademii věd,“ sdělil v kandidátském projevu Radomír Pánek. „Děkuji za podporu a důvěru a slibuji, že v příštích čtyřech letech udělám vše proto, abychom posunuli Akademii věd o pořádný krok kupředu,“ dodal po oznámení výsledků. Zvoleného kandidáta projedná vláda a jmenuje prezident České republiky. Funkci svému nástupci předá dosavadní předsedkyně Eva Zažímalová 24. března 2025. Rozpočet sice roste, výdaje na vědu ale obecně stagnují Kromě volby kandidáta na předsedu se aktéři 64. zasedání Akademického sněmu AV ČR dotkli i dalších aktuálních témat - například rozpočtu Akademie věd ČR, nového programu podpory excelence Akademie budoucnosti nebo návrhu nového zákona o výzkumu, vývoji, inovacích a transferu znalostí. Volebního zasedání se účastnili představitelé české vlády, vědci, vědkyně, ředitelé a ředitelky pracovišť Akademie věd ČR, ale i zástupci vysokých škol a další významní hosté. Vláda předložila Poslanecké sněmovně Parlamentu ČR návrh navýšení rozpočtu Akademie věd ČR. Jeho schválení přinese v příštím roce Akademii věd ČR meziročně zhruba tři sta milionů korun navíc. Letos tedy obdrží ze státního rozpočtu téměř osm miliard korun. Ministru pro vědu, výzkum a inovace Marku Ženíškovi se navíc podařilo vyjednat navýšení celkového rozpočtu na vědu a výzkum na rok 2025 o zhruba tři miliardy na 43,3 miliardy korun. „Podle Českého statistického úřadu i Ministerstva financí ale podíl státních rozpočtových výdajů na výzkum, vývoj a inovace ve vztahu k hrubému národnímu produktu v příštím roce klesá o více než pětinu oproti roku 2020,“ dodala Eva Zažímalová. Tehdy podíl výdajů státního rozpočtu k HDP činil 0,65 %, v příštím roce to bude 0,51 %. Podle předsedkyně to znamená, že zmíněné tři miliardy navíc v rozpočtu na vědu jen zastavily další pokles těchto výdajů. Její slova potvrdil i místopředseda Poslanecké sněmovny Parlamentu ČR Karel Havlíček. „Důležitým ukazatelem je i podíl celkových výdajů na vědu a výzkum vůči HDP - GERD. V roce 2020 jsme dosáhli 1,95 %, od té doby podíl klesl na 1,83 %, což je znepokojivé,“ podotkl. „Osobně považuji za nesprávné, že si agendu týkající se vědy a výzkumu nevzal pod svá křídla premiér. Mohl tak lépe ovlivňovat například i jejich rozpočet,“ dodal. ✅ V Národním domě na Vinohradech právě probíhá LXIV. Akademický sněm, nejvyšší orgán #AVČR.

10.12.2024 13:07

Kandidátem na nového předsedu AV ČR je fyzik Radomír Pánek

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Kandidatem-na-noveho-predsedu-AV-CR-je-fyzik-Radomir-Panek/]
Hosty Akademického sněmu, který je nejvyšším orgánem Akademie věd a schází se dvakrát do roka, jsou dnes mimo jiné první místopředseda Senátu Parlamentu ČR Jiří Drahoš, první místopředsedkyně Poslanecké sněmovny Parlamentu ČR Věra Kovářová, místopředseda Poslanecké sněmovny Parlamentu ČR Karel Havlíček, první náměstek ministra zahraničních věcí ČR Jiří Kozák a další. Jedním z nejdůležitějších dosud projednaných bodů jednání byla volba kandidáta na předsedu AV ČR pro funkční období 2025–2029. Původně podali kandidaturu Pavel Baran, Libor Grubhoffer, David Honys, Radomír Pánek a Jiří Plešek. Pavel Baran svou kandidaturu přímo na sněmu stáhl. Ze čtyř kandidátů pak vybral sněm, který sestává z ředitelů a ředitelek 54 pracovišť Akademie věd ČR, zástupců z řad vědců a vědkyň, vysokých škol, státních orgánů, průmyslu a obchodu, fyzika Radomíra Pánka. Z 242 hlasujících členů sněmu získal v tajném hlasování 128 hlasů. Ředitel Ústavu fyziky plazmatu AV ČR Radomír Pánek se věnuje výzkumu fyziky termonukleárního plazmatu a pokročilých technologií pro fúzní reaktory (tokamaky). V minulosti vedl projekt instalace tokamaku COMPASS. Od ledna 2024 je předsedou Valného shromáždění Evropského konsorcia EUROfusion, které koordinuje výzkum termojaderné fúze v Evropě, a je členem vědeckého a technického výboru Evropská komise EURATOM. V letech 2020–2024 působil po dvě funkční období jako místopředseda Správní rady evropské agentury Fusion for Energy v Barceloně. Do roku 2023 zastával post zástupce Evropské unie ve Vědeckotechnickém poradním výboru projektu ITER, což je největší mezinárodní výzkumný projekt na světě. Radomír Pánek přednáší na Univerzitě Karlově a ČVUT. Mezi hlavní vize Radomíra Pánka patří podpora excelentních výsledků, ale i týmů, které jsou nezbytným základem pro jejich dosažení. Jeho cílem je navýšení rozpočtu na výzkum a konkurenceschopné mzdy. Chtěl by také posílit důvěru veřejnosti i politické reprezentace ve vědu. Mezi další body jeho programu patří podpora nastupující vědecké generace a zajištění takových podmínek, aby vědci a vědkyně mohli skloubit svůj osobní život a kariéru. Radomír Pánek plánuje zaměřit se i na etiku výzkumu a rovné příležitosti. S vysokými školami chce navázat rovnocenné partnerství a zvyšovat zastoupení Akademie věd v evropských poradních orgánech a mezinárodních organizacích. Prioritou je pro něj také transfer technologií bez zbytečné byrokracie. Nový zákon o výzkumu: zásadní připomínky AV ČR k autonomii a administrativní zátěži V úvodním proslovu zhodnotila předsedkyně AV ČR Eva Zažímalová projednávání návrhu nového zákona o výzkumu, vývoji, inovacích a transferu znalostí. Ocenila, že legislativní tým ministra pro vědu Marka Ženíška většinově zapracoval připomínky Akademie věd. Mimo jiné míru aplikace celého správního řádu na rozhodování poskytovatele nebo explicitní upřesnění poskytnutí systémové podpory v důvodové zprávě zákona. „Zásadní připomínkou ale stále zůstává koncepce poskytovatele, kterou má schvalovat vláda České republiky. Obáváme se, že tento mechanismus může za určitých okolností omezit vědeckou autonomii a způsobit nárůst administrativní zátěže,“ uvedla Eva Zažímalová. Předsedkyně AV ČR, jejíž druhé funkční období končí 24. března 2025, také ocenila navýšení celkového rozpočtu na vědu o zhruba tři miliardy korun na rok 2025. Současně ale upozornila, že podíl státních rozpočtových výdajů na vědu, výzkum a inovace ve vztahu k HDP klesl proti roku 2020 o více než pětinu. „To znamená, že uvedené tři miliardy navíc proti letošku jen zastavily další pokles těchto výdajů. Naší společnou ambicí by proto mělo být výrazné zvýšení tohoto podílu, aby nás přiblížil k vědecky a technologicky vyspělým zemím,“ zdůraznila předsedkyně AV ČR. Akademický sněm dnes dále projednává Zprávu o ekonomické situaci Akademie věd ČR a návrh jejího rozpočtu na rok 2025 nebo nový program podpory excelence nazvaný Akademie budoucnosti, jenž zahrnuje mimo jiné i specifickou podporu vědkyň a vědců při návratu po rodičovské přestávce.