20.11.2024 13:28

Vědci odhalili klíčový protein pro vývoj nové generace antibiotik

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Vedci-odhalili-klicovy-protein-pro-vyvoj-nove-generace-antibiotik/]
Schopnost odolávat antibiotikům je zakódována v bakteriální DNA. Bakterie své genetické instrukce „čtou“ pomocí procesu zvaného genová exprese a na základě informace v DNA vytvářejí proteiny. Tyto proteiny jsou jako stavební kameny, které bakterie potřebují k růstu, množení a reakci na stresové faktory, jakými jsou kupříkladu právě antibiotika. Nový cíl antibakteriální terapie Během pětiletého výzkumu vědci zjistili, že cílem nových terapií proti rezistentním bakteriím by mohl být protein zvaný MoaB2. „Zjistili jsme, že tento protein interaguje s klíčovým proteinem zvaným Sigma-A, který řídí, jak bakterie zapínají své geny. MoaB2 ovlivňuje dostupnost a stabilitu Sigmy-A a tím pak produkci bílkovin v bakterii,“ říká vedoucí výzkumné skupiny Libor Krásný z Mikrobiologického ústavu AV ČR. Bez proteinů Sigma-A bakterie ztrácí schopnost růst, množit se. Interakce mezi Sigma-A a MoaB2 se tak stává atraktivním cílem pro vývoj nové generace léků. „Uzamknutí“ Sigma-A v interakci s MoaB2 může být novým směrem pro budoucí antibakteriální terapie. Objev odhaluje možnosti pro vývoj nových léků, které by mohly přinést zásadní změny v léčbě infekcí způsobených rezistentními bakteriemi. To by mělo široký dopad na zdravotní péči, zejména v oblastech, kde selhávají tradiční antibiotické terapie. Model funkční interakce mezi MoaB2, Sigma-A (v obrázku označeno jako σA) a RNA polymerázou v mykobakteriální buňce. Vazba MoaB2 na Sigma-A má potenciál snížit dostupnost Sigma-A v buňce, což pravděpodobně ovlivňuje transkripci tím, že MoaB2 soutěží s RNA polymerázou o Sigma-A. Sigma-A navázaný na MoaB2 není schopen se vázat na RNA polymerázu. Výsledky studie ukázaly, že MoaB2 může interakcí se Sigma-A pozitivně ovlivnit stabilitu Sigma-A. Kontakt:  Libor Krásný, Ph.D.,Mikrobiologický ústav AV ČRkrasny@biomed.cas.cz. Nikola Vildová Mikrobiologický ústav AV ČRnikola.vildova@biomed.cas.cz  +420 778 421 375

20.11.2024 12:28

Vědci objevili nový obří virus v římovské nádrži. Dostal jméno Budvirus

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Vedci-objevili-novy-obri-virus-v-rimovske-nadrzi.-Dostal-jmeno-Budvirus/]
Přestože máme sladkovodní ekosystémy, jako jsou jezera, rybníky, nádrže či řeky, všude kolem nás, jejich mikroskopičtí zástupci, zejména viry a bakterie, jsou dosud málo probádanou oblastí. V jedné kapce vody se může vyskytovat milion bakterií a ještě desetkrát více virů, popsán je ale pouhý zlomek z nich. Velký pokrok ve zkoumání vodního mikrosvěta přinášejí nejnovější metody, jako je např. analýza tzv. environmentální DNA. To je jedna z metod, kterou používá i českobudějovický tým. „Funguje to tak, že ze vzorku vody extrahujeme veškerý genetický materiál, který se tam nachází, analyzujeme ho pomocí vysoce výkonných metod sekvenování DNA, a podle toho dokážeme vystopovat, jaké druhy organismů se ve vodě vyskytovaly. To nám poskytne vodítka k nalezení nových virů či bakterií,“ vysvětluje Rohit Ghai, vedoucí laboratoře mikrobiální ekologie a evoluce na Biologickém centru AV ČR. Podle těchto molekulárních stop pak vědci pátrají v dalších vzorcích vody po nalezených virech. Zároveň se snaží tyto viry přenést do laboratoře, uchovat v laboratorních podmínkách a podrobují je detailnímu zkoumání. Budvirus hydrobiologové poprvé zachytili letos na jaře, v období, kdy ve vodě prudce narostou mikroskopické řasy. Věděli, že díky planktonním predátorům (např. prvokům, vířníkům či korýšům) a vyčerpání živin za krátkou dobu tyto řasy zase mizí. Nově ale potvrdili, že se na tomto poklesu řas významně podílí i právě objevený obří virus a že jeho aktivita je obzvlášť důležitá během jarního růstu planktonu. „Budvirus je vůbec první popsaný virus, který infikuje skrytěnky rodu Rhodomonas, což jsou jedny z nejběžnějších řas ve fytoplanktonu. Dá se předpokládat, že je zástupcem globálně rozšířené skupiny virů v sladkovodních ekosystémech a že se vyskytuje po celém světě,“ upřesňuje členka týmu Helena Henriques Vieira. Budvirus má tvar pravidelného dvacetistěnu o průměru 200 nanometrů a je tedy zhruba desetkrát větší, než je obvyklá velikost virů. Jeho genom kóduje přes 400 bílkovin, z nichž asi polovina má dosud neznámou funkci. Existuje mnoho virů řas podobné velikosti, které se nazývají obří viry, a také Budvirus patří do této skupiny. Díky environmentální DNA vědci zjistili, že se geneticky příbuzné viry vyskytují rovněž v dalších jezerech v Evropě i na jiných kontinentech. Z tohoto pohledu má tento intenzivní vědecký výzkum v jihočeské římovské nádrži celosvětový význam. Sladkovodní ekosystémy jsou velmi dynamické prostředí, plné složitých vztahů mezi organismy - od mikroskopických bakterií, virů, přes řasy, prvoky až po větší organizmy, jako jsou ryby. Jejich vzájemné vztahy, ať už jde o predaci, parazitizmus, konkurenci nebo symbiózu, mají zásadní vliv na rovnováhu ekosystému a jeho schopnost reagovat na vnější změny, jako jsou kolísání teploty, změny v chemickém složení vody nebo příliv nových druhů. Díky novému objevu tým jihočeských vědců přispívá k pochopení ekologických a evolučních vztahů mezi viry a jejich hostiteli v prostředí sladkých vod. „Je důležité důkladně poznat tyto hráče ekosystému a odhalit jejich vzájemné vztahy. Když nastanou ve vodě nepředvídané změny, budeme vědět, co se přihodilo," dodává Rohit Ghai. Kontakt: Vojtěch Kasalický, Ph.D., postdoktorandBiologické centrum AV ČR, Hydrobiologický ústav,vojtech.kasalicky@hbu.cas.cz Mgr. Daniela Procházková, referentka publicityBiologické centrum AV ČRdaniela.prochazkova@bc.cas.cz

20.11.2024 12:28

Tomáš Čižmár převzal Cenu ministra školství, mládeže a tělovýchovy

[https://www.avcr.cz/cs/o-nas/aktuality/Tomas-Cizmar-prevzal-Cenu-ministra-skolstvi-mladeze-a-telovychovy-00001/]
Cenu ministra školství, mládeže a tělovýchovy za mimořádné výsledky výzkumu, experimentálního vývoje a inovací v roce 2024 společně s Tomášem Čižmárem převzal Petr Slavíček z Vysoké školy chemicko-technologické. Na ceremoniálu ocenil ministr Mikuláš Bek také vysokoškolské studenty a pedagogy. „Byl bych rád, abychom společně s akademickou veřejností hledali cestu, jak otevřít vysoké školy většímu počtu studentů při současném posilování kvality výuky. Jsem tedy moc rád, že dnes oceňujeme osobnosti, které v tomto ohledu prokázaly mimořádné nasazení,“ uvedl Mikuláš Bek. Ministr Mikuláš Bek, Tomáš Čižmár a Radka Wildová, vrchní ředitelka sekce vysokého školství, vědy a výzkumu MŠMT Tomáš Čižmár je vedoucím oddělení vláknové optiky Leibnizova ústavu Fotonických Technologií a profesorem fakulty Fyziky a Astronomie na Univerzitě Friedricha Schillera v Jeně. Jeho práce na vývoji holografického endoskopu posouvá hranice v neurovědním výzkumu a otevírá cesty ke studiu dynamiky proudění krve a chování neuronů in vivo, tedy v živém organismu.  „Tyto znalosti pomáhají pochopit a hledat léčebné postupy pro vážné neuronální choroby, například demenci. Možnost opakovaně zkoumat stejné struktury mozku volně se pohybujících zvířat pomůže neurovědcům pochopit funkci mozku v nejrůznějších situacích, jako jsou sociální interakce, proces učení nebo stres,“ zdůrazňuje Tomáš Čižmár. Více o tématu se dočtete zde. Tomáš Čižmár z Ústavu přístrojové techniky AV ČR (CC) Cesta do hlubin mozkuHolografický endoskop se zakládá na optických vláknech o tloušťce lidského vlasu. Má výjimečný zobrazovací výkon, stabilitu a rychlost potřebnou pro detailní neurovědní výzkum i v nejhlubších částech mozku. Přístroj umožňuje nepřerušovaný „přehled“ celé hloubky mozku během jediného experimentu a dokáže zachytit detaily strukturálního propojení, jako jsou dendritické trny a subcelulární vezikuly. Současně umožňuje snímat signalizační aktivitu jednotlivých neuronů a měřit rychlost průtoku krve jedinou cévou. Přestože byl přístroj testován pouze na plně anestezovaných zvířatech, kombinace vysoké kvality zobrazení, nebývalé hloubky použití a jedinečné šetrnosti k organismu nastiňuje nové experimentální možnosti pro neurovědy in vivo. Tomáš Čižmár za svůj průlomový výzkum letos získal také European Microscopy Award. Více o jeho práci se dozvíte v časopise A / Magazín. Seznam všech oceněných naleznete v tiskové zprávě MŠMT. Text: Zuzana Dupalová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, s využitím zprávy Ústavu přístrojové techniky AV ČRFoto: MŠMT; Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR Text a fotografie označené CC jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

20.11.2024 08:14

V Ústavu dějin umění zkoumají nejstarší fotografie z Městského muzea Polná

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/V-Ustavu-dejin-umeni-zkoumaji-nejstarsi-fotografie-z-Mestskeho-muzea-Polna/]
Předmětem projektu je výzkum a restaurování konvolutu nejstarších fotografií ze sbírky Městského muzea Polná a jeho zpřístupnění odborné i široké veřejnosti v úzké spolupráci muzea s Ústavem dějin umění AV ČR. „Vybraný materiál svým kulturním a historickým významem daleko přesahuje hranice regionu. V první fázi projektu se zaměříme na soubor šesti daguerrotypií pocházejících z prvního desetiletí dějin fotografie a úzce spjatých s významnou osobností tzv. českého národního obrození Antonínem Pittnerem,“ říká odpovědná řešitelka projektu Petra Trnková z Ústavu dějin umění AV ČR (ÚDU AV ČR). Další fáze projektu bude věnována konvolutu sedmi velkoformátových tabel, jež obsahují desítky exemplářů obrazově i technologicky značně rozmanitého materiálu z historie i prehistorie fotografie. Zastoupeny jsou zde různé formáty, techniky, autoři, typy vyobrazení či adjustací a jednotlivé části vykazují i velice rozdílnou míru a druhy poškození. Cílem projektu je nejen výzkum a odborné vyhodnocení materiálu v kontextu dějin fotografie a regionální historie, ale také technologický průzkum, konzervování, restaurování a digitalizace vybraných sbírkových objektů s cílem jejich dlouhodobé ochrany. Na projektu se proto podílí také restaurátoři a fotografové ÚDU AV ČR. „Ošetřené předměty i výsledky historického a technologického výzkumu budeme průběžně zpřístupňovat odborné i široké veřejnosti, a to hlavně prostřednictvím dvou výstav v Městském muzeum Polná, vědecké studie a také na internetu,“ doplňuje Alena Vyskočilová, ředitelka Městského muzea Polná. „Vzhledem k tomu, že jde o materiál autorsky i provenienčně úzce spjatý s městem Polná a s Vysočinou, přispěje projekt nejen k záchraně fotografií, ale i k prohloubení veřejného povědomí o kulturním a společenském významu města v polovině 19. století a jeho bohaté historii,“ uzavírá Petra Trnková. Daguerrotypie, zveřejněná v roce 1839 francouzským malířem a vědcem Louisem J. M. Daguerrem, byla první fotografickou technikou, která se ujala v praxi. Daguerrotypický obraz vytvořený na povrchu postříbřené měděné desky je velmi citlivý na mechanické poškození, a proto jsou daguerrotypie zpravidla adjustovány pod sklem v rámech či kazetách. Každý kus je navíc unikátní a všechny dochované daguerrotypie jsou tak velmi cenné. Více infrmací o projektu: https://www.udu.cas.cz/cz/projekty-a-granty/nejstarsi-fotografie-v-mestskem-muzeu-polna  TZ ke stažení zde. Kontakt:Barbara LíznerováÚstav dějin umění AV ČRliznerova@udu.cas.cz+420 607 630 453

19.11.2024 12:14

Molekulární past na exotické kovy slibuje lepší diagnostiku a vývoj léčiv

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Molekularni-past-na-exoticke-kovy-slibuje-lepsi-diagnostiku-a-vyvoj-leciv/]
„Lanthanoidy jsou v medicíně nepostradatelné, je ale obtížné vázat je dostatečně pevně v molekule léčiva. Vývoj v této oblasti posledních 30 let stagnoval. Stabilita je přitom extrémně důležitá například u kontrastních látek užívaných k zobrazování magnetickou rezonancí, které obsahují gadolinium. Víme totiž, že pokud kov z molekuly léčiva unikne do organismu, může napáchat škodu,“ upozorňuje Miloslav Polášek a dodává: „Náš nový syntetický princip ‚ClickZip‘ zabuduje tyto kovy do molekul prakticky nevratně a je tak mnohem bezpečnější.“ „ClickZip funguje jako past. Molekula je nejprve otevřená, aby se kov dostal snadno dovnitř, kde jsme pro něj připravili místo. Když se tam usadí, zaklapne se za ním víko pasti pomocí nevratné chemické reakce, takže ven už nemůže. Je to elegantní a krásná chemie,“ popisuje Tomáš David z ÚOCHB, první autor publikované práce: „Milionkrát větší stabilita znamená, že sloučenina vydrží milionkrát déle. To je jako srovnávat délku jedné epizody seriálu s délkou lidského života.“ Nové sloučeniny by prospěly například lidem s poruchami funkce ledvin, kteří nemůžou využívat vyšetření na magnetické rezonanci. U těchto pacientů se totiž kontrastní látka z těla vylučuje pomalu a hrozí proto, že se z ní uvolní toxické gadolinium. Tím však možnosti využití nekončí. ClickZip molekuly jsou tak stabilní, že je lze doslova vařit v koncentrované kyselině bez známky rozkladu. Proto je možné označit s nimi např. molekulu peptidového léčiva, a to pak otestovat ve zvířecím modelu. Díky unikátní značce se přesně a citlivě stanoví, do kterých tkání a v jakém množství se léčivo dostalo. „Můžeme použít i několik značek současně a studovat víc parametrů v jediném organismu. Získáme tak víc dat a ušetříme mnoho pokusných zvířat,“ vyzdvihuje etický přesah výzkumu Miloslav Polášek. Tuto možnost tzv. in vivo multiplexingu prokázali vědci díky spolupráci s Lenkou Maletínskou, která v ÚOCHB vyvíjí antiobezitní léčiva na bázi peptidů. Průlomový objev z Ústavu organické chemie a biochemie rozšiřuje obzory nejen medicíně, ale i moderním průmyslovým odvětvím. Technologii autoři patentovali a hledají partnera, který by ji pomohl uvést na trh. Výzkum vznikl také díky projektu CarDia  (LX22NPO5104) v rámci programu EXCELES, který má posílit společenskou odolnost vůči dopadům závažných onemocnění a je hrazený z evropských peněz. Publikace:David, T.; Šedinová, M.; Myšková, A.; Kuneš, J.; Maletínská, L.; Pohl, R.; Dračínský, M.; Mertlíková-Kaiserová, H.; Čížek, K.; Klepetářová, B.; Litecká, M.; Kaňa, A.; Sýkora, D.; Jaroš, A.; Straka, M.; Polasek, M. Ultra-inert lanthanide chelates as mass tags for multiplexed bioanalysis. Nat Commun 2024, 15, 9836. DOI:10.1038/s41467-024-53867-1 https://rdcu.be/dZ892 TZ ke stažení zde. Kontakt:Veronika SedláčkováÚOCHB – Komunikaceveronika.sedlackova@uochb.cas.cz +420 602 160 135

19.11.2024 09:14

Jak se vzala voda na Zemi?

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Jak-se-vzala-voda-na-Zemi-00001/]
Vědci se již dlouhou dobu snaží zjistit, jakým způsobem vznikla nebo jak se dostala voda na planetu Zemi. Zda se tak stalo již při formování Sluneční soustavy nebo až později - třeba prostřednictvím dopadu těles v době Velkého pozdního bombardování asteroidů, které do Země narážely. Profesor Svatopluk Civiš k tomu říká: “Chtěl jsem se laboratorními experimenty dostat k objasnění původu vody na naší planetě”. Vědecký tým přichází s novými poznatky o původu vody na Zemi a v jiných částech vesmíru. Pomocí infračervené spektrometrie a metody teplotně programované desorpce (TPD) bylo zjištěno, že bombardování kyslíkatých minerálů atomy vodíku vede k tvorbě molekul vody, které se pevně vážou na povrchu minerálů. Tyto molekuly zůstávají stabilní i při velmi nízkých tlacích (10⁻⁹ Torr) a odolávají vysokým teplotám, což umožňuje jejich dlouhodobé udržení a transport na velké vzdálenosti vesmírem. Výsledky naznačují, že hvězdný vítr by mohl hrát klíčovou roli při přísunu vody nejen na Zemi, ale i na jiná tělesa ve Sluneční soustavě. Výzkum zahrnoval 14 vzorků kyslíkatých minerálů, včetně dvou meteoritů, a ukázal, že adsorpční kapacita vody se pohybuje mezi 0,09 a 0,7 %. Tyto hodnoty naznačují, že pevný materiál doručený na Zemi během období pozdního velkého bombardování - odhadované na 10¹⁹ až 10²⁰ kg - by mohl přispět k množství vody, které nyní tvoří oceány. Tato hypotéza podporuje teorii, že původ vody může souviset s procesy na povrchu prachových zrn a minerálů vystavených kosmickému záření. Tímto způsobem se vědci snaží vysvětlit původ vody nejen v naší Sluneční soustavě, ale i ve vzdálenějších částech vesmíru, kde hvězdný vítr permanentně doplňuje zásoby adsorbované vody na minerálech. Tento výzkum tak přináší nový pohled na interakci vesmírného záření s minerály a význam těchto procesů pro tvorbu a distribuci vody v planetárních systémech. Odkaz na publikovanou práci: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad77cd Kontakt: Prof. Svatopluk Civiš, DSc. Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČRSvatopluk.civis@jh-inst.cas.cz

15.11.2024 13:07

Deformace silou magnetu. Unikátní spektroskopie odhalila vlastnosti slitiny

[https://www.avcr.cz/cs/veda-a-vyzkum/aplikovana-fyzika/Deformace-silou-magnetu.-Unikatni-spektroskopie-odhalila-vlastnosti-slitiny/]
Vezměte palici a vší silou s ní bouchněte do kovadliny. Palice odskočí, kovadlina zůstane zdánlivě nehybná. Síla, která palici odrazí, ale vzniká uvnitř tvrdého materiálu kovadliny jako reakce na úder. Umožňuje ji pružnost neboli elasticita, která je pro každý materiál specifická. A právě elasticitu studují vědci z Ústavu termomechaniky AV ČR a Fyzikálního ústavu AV ČR. „Říká nám, jakými silami jsou na sebe navázány atomy v mřížce. To je potřeba vědět, když chcete s materiálem dál pracovat,“ vysvětluje Kristýna Repček z Oddělení ultrazvukových metod v Ústavu termomechaniky AV ČR. Zní to jednoduše, ovšem zrada přichází, když se materiál chová v různých směrech jinak. Známým příkladem tzv. anizotropie je grafit - v jednom směru je velice měkký, takže prostým smýkáním po papíru se bortí vazby atomů uhlíku v jeho mřížce, a minerál tak zanechává stopu. V kolmém směru je naopak díky pevným vazbám velice tvrdý. Podobné vlastnosti vykazuje slitina niklu, manganu a galia (Ni-Mn-Ga), o niž se vědecká obec zajímá už přes dvacet let. Multiškálová struktura krystalů Ni-Mn-Ga: od makroskopického krystalu s viditelnými deformačními pásy až po vrstevnatou atomární mřížku. Teprve nyní se ale českým fyzikům ve spolupráci s Lappeenrantskou technickou univerzitou ve Finsku podařilo do detailu rozklíčovat podmínky elasticity Ni-Mn-Ga. Aby toho dosáhli, museli zdokonalit metodu spektroskopie s přechodovou mřížkou, která umožňuje zaznamenávat mechanickou odezvu krystalů na laserové pulzy kratší než jednu nanosekundu. Na světě je méně než deset laboratoří, jež s touto technologií umějí pracovat, a pouze v laboratořích Ústavu termomechaniky AV ČR byla vyvinuta její varianta s ultrapřechodovou mřížkou, schopná analyzovat ještě mnohonásobně kratší odezvy materiálu. „Díky ní dokážeme získat nejvíc informací o elasticitě materiálu na celém světě. Umíme zjistit jeho elasticitu, aniž bychom se ho dotkli. A to i u vrstev tenkých jen několik mikrometrů, to je opravdu unikátní. Samo vyvinutí metody považuji za důležitý přínos našeho článku,“ podotýká Kristýna Repček. Pohyby řízené magnetemAnizotropie elasticity u Ni-Mn-Ga je tak extrémní proto, že ve slitině probíhá neobvyklý deformační mechanismus na úrovni atomů. Tentýž mechanismus také umožňuje vznik supramobility, tedy vysoké pohyblivosti deformací v krystalové mřížce. Díky ní dokáže okem viditelnou změnu tvaru krystalu Ni-Mn-Ga způsobit i velmi slabá mechanická síla nebo malá změna magnetického pole. Ni-Mn-Ga patří do rodiny slitin s tvarovou pamětí, tedy kovových materiálů, jejichž tvar lze řízeně měnit změnou vnějších podmínek. Její „příbuzný“, slitina niklu a titanu neboli nitinol, se nyní již zcela rutinně využívá v řadě odvětví, například ortodoncii. Můžeme ho najít také v obroučkách brýlí, hydraulických systémech stíhaček nebo výztuhách podprsenek. V případě nitinolu se však změny tvaru dosahuje změnami teploty. Že se u Ni-Mn-Ga dá stejného jevu docílit právě za pomoci magnetismu, je obrovská výhoda, jak připomíná Kristýna Repček: „Představte si, že potřebujete, aby materiál reagoval velmi rychle a opakovaně. Běžný nitinol by se musel zahřát, ochladit a stále dokola, což trvá - energii musíte dodat a odvést. Zatímco pokud by byla možnost nad materiálem jen hýbat magnetem, dosáhnete řádově vyšších rychlostí.“ Další pozitiva slitiny Ni-Mn-Ga lze vidět v její stabilitě či odolnosti proti vibracím. Deformace krystalu slitiny Ni-Mn-Ga-Co-Cu vnějším magnetickým polem. Fotografie zobrazují tentýž krystal nabývající různých tvarů v magnetickém poli ležícím v rovině obrázku (vlevo) a kolmo na rovinu obrázku (vpravo). Dávkovač léků pod kůžíNabízí se využití v různých senzorech, kde materiál reaguje na změnu podmínek a podá o tom informaci, nebo naopak v aktuátorech, v nichž dodá impulz člověk a materiál provede změnu. Zcela konkrétním uplatněním by jednou mohla být třeba mikropumpa na dávkování léku přímo pod kůží. Čip změří cukr v krvi, a když zjistí překročení hladiny, dá pokyn mikroskopické pumpě, aby nabrala kapičku léku ze zásobárny a převedla ho na místo, kde má působit. Vývojem mikropump využívajících supramobilitu v Ni-Mn-Ga se zabývá několik pracovišť po celém světě. „Viděla jsem funkční prototyp takového zařízení dokonce i coby středoškolský projekt, takže věřím, že podobná aplikace není nereálná,“ říká vědkyně. Nikl-mangan-galium ovšem ještě čeká dlouhá cesta. Naměřených konstant se ujmou další odborníci, kteří mohou vytvořit model materiálu a navrhnout, jak slitinu ještě vylepšit. Už nyní se totiž ví, že v aktuální podobě nemá pro aplikace příliš vhodné teplotní vlastnosti. Přímé pozorování mechanické nestability krystalů slitiny Ni-Mn-Ga je prvním přelomovým výsledkem projektu OP JAK FerrMion, jenž získal půlmiliardový rozpočet, a tým vědců vedený Hanušem Seinerem z Ústavu termomechaniky AV ČR se nyní zaměří na jiné fáze slitiny či již zmíněné teplotní atributy. Magnetická tvarová paměť Že lze pomocí magnetického pole s některými kovovými předměty na dálku hýbat, je docela dobře známo. Lze však také měnit jejich tvar? Magnetické slitiny s tvarovou pamětí to dokážou. Vypadá to jako kouzelnický trik: aniž bychom se krystalu slitiny na bázi Ni-Mn-Ga dotkli, stačí změnit směr vnějšího magnetického pole a kovový krystal se zdeformuje natolik, že je to viditelné pouhým okem. Proč tomu tak je? Krystalová mřížka se snaží uspořádat tak, aby její vlastní magnetické momenty ležely rovnoběžně s vnějším polem. V běžných materiálech toho nelze dosáhnout jinak, než že se celý objekt otočí. Pro slitinu se supramobilitou je však jednodušší se podle magnetických momentů zdeformovat. Tento jev byl poprvé popsán na přelomu tisíciletí skupinami z Helsinské technické univerzity ve Finsku a Massachusettského technologického institutu v USA. Text: Jana Bečvářová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Marek Vronka, Fyzikální ústav AV ČR; Lucie Bodnárová, Ústav termomechaniky AV ČR; David Mareš, Ústav termomechaniky AV ČR (úvodní snímek - aparatura spektroskopie s přechodovou mřížkou) Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

15.11.2024 08:07

Na dynamiku buněk má zásadní vliv protein MICAL1, kontroluje buněčný cytoskelet

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Na-dynamiku-bunek-ma-zasadni-vliv-protein-MICAL1-kontroluje-bunecny-cytoskelet/]
Každá buňka v našem těle obsahuje strukturu nazývanou cytoskelet — dynamickou síť proteinových vláken, která buňce poskytuje oporu, umožňuje jí pohybovat se a přizpůsobovat se okolnímu prostředí. Jednou z nejdůležitějších součástí cytoskeletu jsou aktinová vlákna. Tato dlouhá a tenká vlákna proteinu připomínají kabely a výztuže na staveništi a poskytují buňkám pevnost a flexibilitu. Aktinová vlákna jsou nezbytná pro procesy, jako je svalová kontrakce, komunikace nervových buněk a dělení buněk. Aby však cytoskelet mohl tyto funkce plnit efektivně, musí se neustále přizpůsobovat měnícím se potřebám buňky. Rodina proteinů nazývaná MICAL hraje zásadní roli při přetváření aktinových filamentů. Proteiny MICAL působí jako buněčné „nůžky“, které selektivně rozkládají aktinová vlákna, což umožňuje buňkám měnit tvar a pohybovat se podle potřeby. Důležité je,  aby proteiny MICAL zůstaly neaktivní, když nejsou potřeba, protože jejich nekontrolovaná aktivita by narušila strukturální integritu buňky. Nová studie v Nature Communications odhaluje, jak MICAL1 zůstává „uzamčený“ ve svém neaktivním stavu, dokud ho buněčný signál nevyzve k činnosti, čímž se předchází nechtěnému poškození vnitřní struktury buňky. Když je MICAL1 aktivován, váže se na aktinová vlákna a rozkládá je procesem nazývaným depolymerizace, což buňce umožňuje upravit tvar a dynamicky reagovat na změny v okolí. „Použili jsme špičkovou metodu, kryoelektronovou mikroskopii, abychom zobrazili MICAL1 na atomové úrovni a ukázali, že jeho aktivita je přísně řízena specifickými molekulárními interakcemi, které zajišťují, že se aktivuje jen tehdy, kdy je to nezbytné,“ vysvětluje Matej Horváth, první autor studie a v současnosti postdoktorand na Okinawa Institute of Science and Technology. „Bez této regulace by aktivita MICAL1 mohla buňku poškodit, což zdůrazňuje kritickou potřebu přesné kontroly v buněčných procesech.“ „Tento objev přináší novou naději na pochopení nemocí, které jsou spojeny s patogenními variantami MICAL1,“ říká Daniel Rozbeský, vedoucí Laboratoře strukturní neurobiologie v centru BIOCEV, biotechnologického a biomedicínského centra AV ČR a Univerzity Karlovy. „Naše kryoEM struktura naznačuje, že u některých pacientů s určitým typem epilepsie dochází k hyperaktivitě patogenních variant MICAL1 způsobené selháním udržení neaktivního stavu. Do budoucna plánujeme zkoumat způsoby, jak obnovit správnou regulaci MICAL1, což by mohlo přinést úlevu pacientům trpícím touto nemocí.“ Kontakt: Daniel RozbeskýBIOCEVdaniel.rozbesky@natur.cuni.cz Kryoelektronová mapa proteinu MICAL1 zobrazující jeho tvar a klíčové domény

14.11.2024 10:07

Veřejná podpora míst ve školkách se stále vyplatí: analýza výnosů a nákladů

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Verejna-podpora-mist-ve-skolkach-se-stale-vyplati-analyza-vynosu-a-nakladu/]
Nedostatek míst v českých školkách je dlouhodobý fenomén, který je velmi lokalizovaný. Na zvýšené potřebě míst ve školkách od roku 2022 významně podepisuje i imigrační vlna z Ukrajiny. Zároveň nesoulad mezi nabídkou a poptávkou po školkách v některých lokalitách bude snižovat výrazný pokles počtu narozených dětí v posledních několika letech. Analýza odhaduje, že čistý výnos veřejných rozpočtů z jednoho dodatečně umístěného dítěte ve školce představuje 46 tisíc Kč ročně. Je to dáno především vyšším výběrem daně z příjmu a z pojistných odvodů pracujícího rodiče, díky místu pro dítě ve školce. „Čisté finanční výnosy jsou ještě vyšší, pokud se vezmou v potaz i sekundární a dlouhodobé efekty, a to navzdory investičním nákladům na výstavbu školek. Investiční náklady jsou ve srovnání s náklady provozními poměrně nízké, protože jsou rozprostřené do dlouhého období existence místa ve školce,“ upřesňuje spoluautorka studie Klára Kalíšková. Studie nevyčísluje další potenciální veřejné a soukromé přínosy, jako je snazší plánování a sladění rodičovského a pracovního života, vyšší porodnost, vyšší příjmy a životní úroveň domácností, jejich menší závislost na sociálních dávkách nebo lepší socializace a připravenost dětí na školu. I přesto, že výnosy z dodatečných míst ve školkách jednoznačně převyšují náklady na jejich provoz, nedostatek míst ve školkách dlouhodobě přetrvává. Příčin je vícero. Řada obcí nesleduje demografické trendy a kapacity školek řádně neplánuje. Náklady na výstavbu školek hradí obecní rozpočty, zatímco z výnosů těží především veřejné rozpočty celostátní. Byť jsou investiční náklady poměrně nízké, rozložené do dlouhých desítek let provozu školek, pro obecní rozpočty jsou v daném okamžiku příliš vysoké (dotace je velmi těžké získat; pro vedení většiny obcí je myšlenka zadlužení obtížně přijatelná). Studie vznikla s podporou Akademie věd ČR v rámci programu Strategie AV21 Společnost v pohybu. Celý text k dispozici zde. Kontakt: Klára Kalíšková, klara.kaliskova@cerge-ei.czDaniel Münich, daniel.munich@cerge-ei.czJiří Slabý, jiri.slaby@cerge-ei.cz

14.11.2024 08:07

Vědci objevili nové druhy vzácných hub. Dovedla je k tomu analýza arzénu

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Vedci-objevili-nove-druhy-vzacnych-hub.-Dovedla-je-k-tomu-analyza-arzenu/]
Baňka velkokališná (Sarcosphaera coronaria) je barevně velmi nápadná jarní houba. Pro svou vzácnost je zařazena na červený seznam ohrožených druhů v řadě evropských zemí včetně Česka a znalosti o ní jsou důležité i pro ochranu přírody. Dříve ji lidé považovali za jedlou, způsobila však několik závažných otrav, takže v současnosti se její konzumace nedoporučuje, i když není známo, že by obsahovala toxické látky. Přestože plodnice (nadzemní část houby) baňky často obsahují i 1000× vyšší koncentrace arzénu, než je v houbách běžné, dřívější výzkum za účasti českých vědců prokázal, že arzén obsahuje zejména ve formě kyseliny methylarsonové. A ta je podstatně méně toxická než anorganický arzén. Baňka velkokališná, typicky evropský druh, roste i v severní Americe a vyskytla se dokonce i v severní Africe. Vědci z Ústavu jaderné fyziky AV ČR analyzovali arzén právě v některých amerických sběrech pomocí neobvyklé analytické metody – neutronové aktivační analýzy – a odhalili jeho nápadně nízké koncentrace proti evropským sběrům. Toto poznání odborníky motivovalo k analýze DNA v rozsáhlém souboru baněk velkokališných získaných z muzeí, ale především od amatérských mykologů z Česka a Spojených států amerických. „Ukázalo se, že baněk je mnohem víc, než se všeobecně myslelo. To bylo velké překvapení, protože tyto nápadné houby se studují již přes dvě stě let. Je to však pochopitelné, protože nově odhalené druhy jsou si vzájemně značně podobné a existují mezi nimi jen malé rozdíly. V Evropě rostou druhy dva – baňka velkokališná a baňka borová – které se však nevyskytují v Severní Americe. Ta je domovem nejméně sedmi dalších druhů, z nichž dva jsme v naší studii popsali pro vědu jako nové,“ vysvětluje Jan Borovička z Ústavu jaderné fyziky a Geologického ústavu AV ČR. Pomohla spolupráce s houbaři Pro výzkum bylo zásadní opatřit desítky sběrů poměrně vzácné houby, což se vědcům podařilo díky spolupráci s amatérskou sférou. „Klíčové bylo získat vzorky ze Severní Ameriky. To bylo možné díky sílícímu zájmu o houby v USA, kde existuje nadšená houbařská komunita. Sběratelé byli přizváni, aby se zúčastnili popisů nových druhů, které nesou i jejich jména. Další druhy zatím zůstaly nepopsány, protože je potřeba získat více sběrů, což se snad v budoucnu podaří,“ dodává Jan Borovička. Ke studiu rozšíření baněk ve světě odborníci využili také databáze Globalfungi.com, kterou vytvořili vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR. Zatímco dosavadní znalosti o rozšíření hub jsou založené na sběru plodnic, tato databáze obsahuje informace získané přímo z přírodních vzorků pomocí sekvenování veškeré přítomné houbové genetické informace. To znamená, že vědci mohou zjistit přítomnost houby bez nutnosti ji v lokalitě přímo „vidět“. V případě baňky se ukázalo, že houba je v některých oblastech poměrně hojná a že evropské druhy mají rozdílné ekologické nároky. Přestože obě dvě rostou výhradně na vápnitých půdách, baňka velkokališná vytváří symbiózu s jedlí, smrkem a bukem, zatímco baňka borová převážně s borovicí. Objev existence více druhů baněk v Evropě může přispět i k vysvětlení záhadných otrav těmito houbami v minulosti. Dříve se soudilo, že toxickou látkou baněk by mohl být gyromitrin – jed známý ze vzdáleně příbuzného ucháče obecného (Gyromitra esculenta). Proslulý švýcarský chemik Tjakko Stijve v 70. letech 20. století ale přítomnost této látky v baňce neprokázal – analyzoval však jediný sběr, a tedy i jediný druh. Nelze tudíž vyloučit, že jedovatá je pouze jedna z evropských baněk, podobně jako existují jedlé a jedovaté ucháče. Experti také zjistili, že akumulace arzénu v baňkách není omezena na jediný druh. Je tedy otázkou, co za touto akumulací stojí a jaký má hromadění toxického prvku v houbě biologický význam. Práce českých vědců je zároveň i pomůckou pro ochránce přírody a výchozím bodem pro další taxonomické studie, zejména v USA. Kontakt:RNDr. Jan Borovička, Ph.D.ÚJF AV ČR, GLÚ AV ČRborovicka@ujf.cas.cz