Nový lék proti rakovině

30.6.2005
tirapazamin

Lékaři z Nového Zélandu právě provádějí klinické testy nového přípravku proti rakovině, jehož aktivní látkou je tirapazamin. V prostředí s nedostatkem kyslíku totiž vytváří radikál, a reaktivní radikály (částice s nepárovým elektronem) jsou dosti jedovaté. A právě buňky novotvarů se vyznačují tím, že je v nich méně kyslíku, než v běžných tkáních, takže tirapazaminový radikál by mohl působit skutečně selektivně.

Elektronický odpad se hromadí

29.6.2005

Touha zákazníků po stále nových zlepšeních – nových mobilech, počítačích atd. – začíná být na úkor životního prostředí. Technickými produkty, podílejících se na množství olova na amerických skládkách 40%, se elektronický odpad stal jedním z nejrychleji rostoucích „odvětví“ pevného odpadu. Mezinárodní asociace elektronické recyklace odhaduje, že Američané každý rok vyhodí kolem 2 milionů tun elektroniky – z toho zhruba 50 milionů počítačů a 130 milionů mobilů. USA jsou jediná vyspělá země, která neratifikovala Basilejské konvence – mezinárodní smlouvu, která kontroluje export nebezpečného odpadu (mezi který se počítá právě i elektronický odpad). Když nejsou vyhozené elektronické přístroje dobře uloženy nebo zrecyklovány, může z nich unikat olovo, kadmium, chróm, rtuť i další toxiny, poškozující přírodu. Některé společnosti už berou nápravu do vlastních rukou, EBay a Intel vyvinuly recyklační program, který má Američany podpořit v bezpečném ukládání elektronického odpadu. Takové snahy jsou ale stále značně omezené a zatím nedokáží vyřešit celý problém.

Kolibříci podobní hmyzu?

28.6.2005
Kolibřík sající nektar

Kolibříci patří zcela nepochybně mezi ptáky, nicméně způsob jejich letu není plně ptačí ani neodpovídá hmyzu, nýbrž něco mezi tím. Známá je jejich schopnost vznášet se na místě a přitom svým dlouhým zobákem sát nektar z květu. Mávat křídly a vznášet se na jednom místě dokáže už jen málokterý pták, z našich opeřenců např. poštolka. Obecně ptáky při pomalém letu nadnáší jen mávnutí křídly dolů, jejich zvednutí není účinné. Letící hmyz naopak stejně nadnáší mávnutí nahoru i dolů. Jejich křídla fungují spíše jako jakási vrtulka. Snímky pořízené speciální kamerou ukázaly, že způsob, kterým se vznášejí kolibříci, leží mezi hmyzím a ptačím.

Karbonové televizní obrazovky se rýsují

28.6.2005

Plazmě i LCD displejům odzvonilo, na světě je nová technologie pro ploché obrazovky – uhlíkové nanotrubičky. Mají poskytovat ostřejší obraz, spotřebovat méně energie a v konečném výsledku i méně stát. Samsung už vyrobil prototyp karbonové obrazovky a první prodejní verze by se měly objevit na pultech v druhé polovině roku 2006. Výhoda technologie je, že nemá problémy s velikostí – jako například LCD displeje. Prototyp s novou technologií z roku 2004 má úhlopříčku 38 palců, což je mnohem více, než většina dostupných LCD. Zástupci společnosti Advance Nanotech tvrdí, že technologie je použitelná až pro obrazovky o úhlopříčce 100 palců.

Další zdravotnický robot

27.6.2005
foto NewYork-Presbyterian Hospital

Po robotovi, který pracuje u lůžka pacienta (viz aktualita Akademonu z 19.5.2005), ohlásili v New York-Presbytarian Hospital nasazení dalšího robota, tentokrát na operačním sále v roli jakéhosi pomocníka instrumentářky. Na snímku vidíme robota, jak chirurgům podává Richardsonův retraktor při operaci benigního nádoru předloktí.

Nová vlna počítačového umění

26.6.2005
Ukázky jeho prací Johna Maedy

John Maeda, docent uměleckého designu a výpočetních metod v Mediální laboratoři Massachustského Technologického Institutu (Cambridge, Mass., USA), je čelným představitelem nové vlny techno-umělců, kteří ještě dále posunují hranici mezi uměleckým designem a počítačovým programováním. Na své poslední výstavě v New Yorku, nazvané F00D (anglicky F-zero-zero-D, čili česky F-nula-nula-D) představil digitální obrázky každodenních realit – bonbonů, zákusků nebo kandovaného ovoce. Pro jejich zpracování však napsal speciální software pro zpracování obrazů, který je napřed rozloží na jednotlivé komponenty – např. na jednotlivé krystaly cukru ze sáčku – a ty potom nearanžuje na obraze libovolným způsobem. Maeda tak využívá pro své umění nových programovacích metod, současně však vyvíjí a implementuje nové metody zpracování obrazů, které naplňují jeho umělecké ambice.

Bakteriální uzemnění

24.6.2005
Zdroj:
S.H.Light et al., A flavin-based extracellular electron transfer mechanism in diverse Gram-positive bacteria, Nature, volume 562, pages 140–144 (2018) https://doi.org/10.1038/s41586-018-0498-z
Zdroj
Geobacter metallireducens, foto University of Massachusetts Amherst

Každý organismus musí při získávání energie chemickou cestou vyřešit problém, co se zbývající elektrony. Naprosto nejrozšířenějším mechanismem je redukce kyslíku – dýchání. Nicméně známe i jiné způsoby, např. redukci síry u sirných bakterií, třeba i selenu (akademon.cz 11.2.2004) anebo oxidů železa. Naprosto ojedinělý mechanismus používá Geobacter, jedna z bakterií, které žijí v anaerobním prostředí. Vytváří totiž jemné předivo vodičů 3 – 5 nm silných, kterými se napojuje na povrch minerálů železa. Tímto způsobem se buňka Geobacteru fakticky uzemní a vyřeší tak problém přebývajících elektronů.

21.11.2018: Možná nejde o až tak ojedinělou metodu. Uzemnit se pomocí vodivého vlákna zvládne i možná patogenní bakterie Listeria monocytogenes, která žije ve střevním traktu člověka i jiných zvířat.

 

Atomové baterie

23.6.2005
Produkt společnosti CityLab.

Futurologové předpovídají, že typické technologie budoucnosti budou založeny na milionech senzorů roztroušených v prostředí, které budou navzájem komunikovat své poznatky – od senzorů měřících znečištění prostředí, přes senzory sledující namáhání nosných prvků budov a implantáty v lidském těle až po senzory sledující aktuálního stav bojiště. Pro jejich provoz je však zapotřebí nějaký zdroj energie. Krátká a obtížně predikovatelná doba životnosti klasických chemických baterií z nich nečiní dobré kandidáty pro energetické zdroje těchto technologií budoucnosti. Palivové a solární články jsou lepší, první z nich však jsou příliš drahé pro toto masové použití a druhé fungují pouze při dostatku slunečního svitu. Zdá se, že je zapotřebí jiné řešení. Potřebné řešení nabízí tzv. Direct Conversion Energy Cell (DEC Cell) založená na rozpadu radioizitopu tritia, vyvíjená výzkumníky na Universitě v Rochestru společně se start-up firmou Beta-Batt s finančním přispěním NFS (National Science Foundation – americká agentura pro financování vědy).

Poločas rozpadu tritia je 12,3 roku; z toho plyne výhoda této „atomová baterie“ - může vyrábět energii pro nejrůznější aplikace po celá léta. Články tohoto typu se nazývají betavoltaické, neboť emitují (relativně neškodné) beta záření. V různých laboratořích se testují již více než 50 let, generují však tak slabé napětí, že se donedávna nezdály vhodné pro komerční využití. Betavoltaické články „poháněné“ tritiem by např. nestačily ani na zajištění provozu běžného mobilního telefonu, pro miniaturní senzory (s minimální spotřebou energie) jsou však naprosto dostačující. V současné době je tritium (boční produkt v jaderných elektrárnách) poměrně drahé, rozhodně dražší než lithium , které nacházíme v bateriích běžných mobilních telefonů, Výzkumníci na Universitě v Rochesteru však věří, že zefektivněním DEC Cell článků se postupně dostanou do komerčně zajímavé oblasti.

akademon.cz 2.10.2012: Floridská společnost CityLab dodává na trh betavoltaické baterie založené na radioaktivním izotopu vodíku tritiu. Dodává při napětí 2,4 V až 350 nA, což je proud velmi malý, pro pohon některých mikroelektronických zařízení však dostatečný. Výhodou je, že vydrží velmi dlouho, až 20 let. Rovněž se vyznačuje vysokou odolností proti teplotě, tlaku i vibracím. Společnost založili v roce 2005 Peter Cabauy a Denset Serralta.

Obrana proti HIV

23.6.2005
schematický náčrtek řezu virem HIV, uvnitř vidíme nukleovou kyselinu RNA, kulatou schránku tvoří bílkovina (University of Oregon)

Vědci z National Institutes of Health zjistili, že lidský organismus se virům HIV brání velmi starým obraným mechanismem, který známe u rostlin a hmyzu. Nazývá se „RNA silencing“ a buňka napadená virem při něm produkuje sloučeniny, které se váží na cizí RNA a zabraňují tak jejímu přepisu.

Hackerská ofenziva v Británii

22.6.2005

Koordinační centrum pro národní bezpečnost infrastruktury (National Infrastructure Security Coordination Center – NISCC), organizace organizací britského ministerstva vnitra normálně působí v skrytu, nedávno vystoupila ze své anonymity s varováním nejvyšší důležitosti. Varovala před masivním hackerským útokem, který již po několik měsíců napadá vládní i soukromé počítače v celé Británii. Útok údajně přichází od hackerů, kteří se pokoušejí získat cenné obchodní a ekonomické informace. Napadení se týká prakticky všech sektorů – od financí přes zdravotnictví a vládní agentury až po dopravu. Nejtěžší útok byl směřován přímo na centrální servery britské vlády. Roger Cumming, ředitel NISCC, doslova prohlásil : „Dosud jsme se nesetkali s ničím podobným co do rozsahu a závažnosti útoku. To již není několik hackerů pokoušejících se ze svých postelí ukrást bankovní účty několika individuí.“

Zdá se, že Velká Británie je na podobný útok připravena, minimálně má fungující bezpečnostní agenturu, která je schopna tento útok zaznamenat, vyhodnotit a varovat před ním. Co by se asi stalo, kdyby došlo podobnému útoku v České republice, která – pokud je redakci AKADEMON známo – žádnou podobnou agenturu zatím nemá ?

Bakteriální bičíky vnímají vlhkost

20.6.2005

K jejich dlouho známé funkci pohánět bakterii ve vodním prostředí přibyla nyní schopnost vnímat vlhkost prostředí a předávat o tom signál genům, které regulují vpravení virulentních faktorů, například toxinů, do hostitelské buňky. Přišlo se na to tím, že bakterie Salmonella typhimurium nebyla schopna vytvořit dlouhé bičíky v suchém prostředí, protože v takovém prostředí se nevylučuje protein, z něhož je bičík tvořen.

První egyptská sklárna

20.6.2005

Nejstarší skleněné výrobky známe z Mezopotámie z doby asi před 3.500 lety. Dosud se předpokládalo, že veškeré starověké egyptské sklo tvořil import právě z této lokality. Nicméně nyní se archeologům podařilo v Egyptě odkrýt 3.000 let starou sklárnu, která produkovala sklo tavením prvotních surovin, tedy písku, vápna a sody či potaše, tak jak je tomu dodnes. Egyptské sklo bylo červené, barvené měďnatými ionty.

Válka proti terorizmu : „zero-loss war“ kontra Usama bin Ladin

20.6.2005

V současné době jsme však svědky pokusu o systémové narušení tohoto dogmatu a to hned ve dvou velmi odlišných směrech. Tento příspěvek se pokouší je popsat a zhodnotit jejich důsledky.

Úplný text najdete zde

Objevuje se chemická biologie

17.6.2005

Když se v roce 1881 objevil termín biochemie, byl ekvivalentem biologické chemie (však známe i několik vynikajících biochemických časopisů s názvy jako Journal of Biological Chemistry). Tuto biologickou chemii po dlouhých diskusích v 70. letech minulého století začala vytlačovat biologie molekulární, o níž jedni tvrdili, že je to totéž co biochemie, jiní měli zcela odlišný názor, a tak nakonec vznikla Mezinárodní unie pro biochemii a molekulární biologii a koneckonců i Československá biochemická společnost se přejmenovala na Československou (nyní Českou) společnost pro biochemii a molekulární biologii. A hle - v posledních dvou nebo třech letech se objevuje termín chemická biologie, kterážto tendence nyní kulminuje v rozšíření řady časopisů Nature, totiž Nature Chemical Biology. Chemická biologie se zabývá především využitím malých molekul pro ovlivňování a studium biologických funkcí, což se odrazilo i ve vzniku center pro chemickou genomiku a cheminformatiku.

Pro přenos nervového vzruchu je zapotřebí další protein

16.6.2005

Celá léta se věřilo, že pohyb nervových mediátorů přes buněčné membrány a od jednoho neuronu k druhému je zprostředkováván proteinem zvaným SNARE (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor). Nyní se ukazuje, že pro plnění této úlohy je zapotřebí další protein zvaný Vha 100-1.

Kinesin se pohybuje vpřed i vzad stejným mechanismem

15.6.2005

Kinesin je proteinový motor, který transportuje membránové váčky obsahující nervové mediátory podél mikrotubulů, které tvoří důležitou část kostry eukaryontních buněk. Děje se tak v drobných krůčcích 8 nanometrů dlouhých, čímž se mediátor z mozku dopraví do špičky nohy během dvou dnů – prostou difuzí by to trvalo tisíc let. Krůčky odpovídají struktuře mikrotubuluů, přičemž energie se pro pohyb získává štěpením ATP. Pohyb dvouhlavičkového kinesinu probíhá ve směru od tzv. minus-konce k plus-konci tubulinu způsobem předávání nákladu z jedné hlavičky na druhou. Jestliže se nyní (třeba uměle) zaplní následující hlavička, popřípadě další místa na mikrotubulové kostře, může dojít k zastavení a dokonce obrácení pohybu kinesinu. Přitom se opět využívá vazby ATP. V tomto ohledu se zřejmě kinesinový motor liší od jiného, dobře známého motoru poháněného hydrolýzou ATP, totiž mitochondriální FoF1-ATPázy. V tomto systému, obrátí-li se pohyb do protisměru, dochází nikoli k hydrolýze, nýbrž k syntéze ATP (proto se enzym často nazývá ATP-syntáza).

Zdroj jediného fotonu

15.6.2005

Zařízení, které umožní řízeně emitovat jediný foton, sestrojili v evropském výzkumném centru firmy Toshiba v britské Cambridge. Tvoří ho 45 nm široká a 10 nm vysoká kvantová porucha (quantum dot) tvořená arsenidem indito galitým připravená na podložce z arsenidu galitého. Excituje se krátkými světelnými pulsy. Zdroj zatím funguje za teploty do 30 K, ale jeho tvůrci ho předpokládají, že se jim podaří zajistit fungování nového zařízení i za laboratorní teploty. Doposud se jediný foton získával pomocí speciálně konstruovaných laserů (viz např. aktualita Akademonu z 1.11.2004).

Přesné určení stáří Mladečských fosílií

14.6.2005

Kosterní pozůstatky tzv. aurignacské kultury nalezené v Mladečských jeskyních u Olomouce v létech 1881-1882 a 1903-1904 byly datovány do období Würmu před 30 000 až 40 000 lety. Výsledky získané přímou urychlovačovou hmotovou spektrometrií aplikovanou na datování radioaktivním uhlíkem nyní ukázaly, že vzorky zubů tam nalezené jsou staré 31 000 let, což se shoduje s dosavadními výsledky z Pestera cu Oase v Rumunsku, Kent´s Cavern ve Velké Británii a Arcy-sur-Cure ve Francii.

Jak zastavit hurikán

14.6.2005
oko hurikánu seshora

Moshe Alamaro z Massachusetts Institute of Technology spolu z německými a ruskými meteorology vypracoval plán, jak snížit rychlost a tudíž ničivou sílu hurikánu. Loď za sebou povleče po moři obrovskou plovoucí plošinu vybavenou vzhůru namířenými tryskovými motory. Ty způsobí vzestupný proud vzduchu, který ochladí povrh oceánu – hlavní zdroj energie hurikánu. Pokud ten skutečně vznikne, jeho síla bude omezena. Dosáhnout byť i nepatrné změny povrchu oceánu lidským snažením se jeví jako velmi nákladná a fantastická myšlenka, musíme si však uvědomit, že škody, které vydařený hurikán způsobí, jdou do miliard dolarů. Že bychom nakonec alespoň trochu poručili větru dešti?

Čím je způsobena nesnášenlivost laktosy?

13.6.2005

Řada lidí v dospělosti nemůže pít mléko, protože nejsou schopni odbourávat mléčný cukr laktosu a trpí zvracením, nadýmáním a průjmy. Nedávná studie ukázala, že citlivost závisí do značné míry na zeměpisné šířce – v Dánsku jsou citlivých občanů pouze 2 %, v Zambii 100 %. Celkový průměr obyvatel 39 zkoumaných zemí byl 61 % na laktosu citlivých jedinců. Zajímavou skutečností je to, že lidé, jejichž předkové žili v oblastech, kde byl hovězí dobytek chován citlivě a hospodárně, neztratili schopnost metabolizovat laktosu.

Housenkou proti narkobaronům

10.6.2005
Rostlina Erythroxylom coca – zdroj kokainu

Skupina kolumbijských vědců navrhuje zničit kokainové plantáže pomocí housenek můry Eloria Noyesi, která přirozeně klade vajíčky na kokové listy a vylíhlé larvy je mají za potravu. Předem vypěstované housenky v krabicích shazovaných z letadel by zamořily celou oblast kokových plantáží a během několika generací v průběhu jednoho roku by je zničily. Jde si ce o zajímavý návrh, avšak riziko pro přírodní prostředí může být značné a je jen obtížně odhadnutelné.

Nejde o první návrh tohoto typu. V roce 2000 navrhovala vláda Spojených států zničení kokových plantáží patogenní houbou Fusarium oxysporum, což kolumbijská vláda odmítla.

Polární záře na Marsu

10.6.2005
Snímek polární záře na Jupiteru zaznamenaný Hubbleovým teleskopem v ultrafialovém světle (foto NASA).

Polární záře je ve sluneční soustavě častým jevem. Můžeme ji pozorovat na Zemi, ale byla pozorována i na Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu, tedy planetách s vlastním magnetickým polem. To strhává nabité částice z vesmíru směrem k povrchu, a ty pak ve vyšších šířkách, kde siločáry protínají povrchu, vyzařují světlo. Průzkumník Mars Express vyslaný ESA však pozoroval 14.8.2004 polární září i na jižní polokouli Marsu, který vlastní planetární magnetické pole nemá, obdobně jako Měsíc. Na jeho povrchu však existují silné korové magnetické anomálie, které fungují obdobným způsobem.

Pro úplnost dojem, že polární záři známe i z Venuše, přestože ani ona planetární magnetické pole nemá. Způsobuji ji elektrony slunečního větru při pronikání do její atmosféry.

Nová metody výroby bionafty

10.6.2005

Všichni zastánci udržitelného rozvoje sní o motorovém palivu, které by nijak nepřispívalo ke globálnímu oteplování. Jejich sen se možná – díky výsledkům výzkumu a vývoje na Universitě ve Wisconsinu – stane realitou. Podstatou tohoto objevu je nový postup výroby bionafty z biomasy. Pro výrobu klasické bionafty se využívají pouze mastné kyseliny obsažené v rostlinných buňkách, které představují pouze asi 10% rostlinné sušiny. Nová metoda umožňuje přeměnit na bionaftu veškerou rostlinou sušinu. Nejpopulárnějším palivem vyráběný z biomasy je bezesporu alkohol (etanol). Problémem jeho výroby je však energeticky náročný proces destilace, při kterém se molekuly alkoholu oddělují od molekul vody, ve které je rozpuštěn. Nový postup je založen na soustavě chemických reakcí probíhajících ve vodní fázi, tj. s mnohem nižší energetickou náročností. Proces je dokonce exotermický, nepotřebuje tedy vůbec žádný přísun energie. Nová metoda spočívá ve čtyřech krocích. V prvním se proud biomasy složené z vody a rostlinných uhlovodíků prohání přes niklové katalyzátory, které je dehydrogenují. Potom se míchá s kyselinami, v důsledku čehož se zbaví většiny vody. Vzniklá směs je ve třetím kroku vedena přes další katalyzátory čímž se přeměňuje na dlouhé uhlíkové řetězce nazývané alkany. V poslední fázi reagují tyto alkany na dalších, tentokráte platino-křemíkově-aluminiových katalyzátorech při vysoké teplotě; výsledkem je tekutina s vlastnostmi prakticky identickými s bionaftou, kterou lze spalovat v běžných spalovacích motorech. Odpadními produkty výroby jsou pouze teplo a voda.

Kryovulkanismus na Titanu

10.6.2005
Kryovulkán na Titanu. Kruhová struktura má asi 3 km v průměru (foto NASA).

Astronomové předpokládají, že kruhová struktura pozorované na povrchu největšího Saturnova měsíce Titanu pomocí infračerveného záření, je nejspíš kryovulkán. Tedy jakási analogie naší pozemské sopky, která však místo žhavé lávy chrlí za teploty – 180 stupňů Celsia směs vodního ledu, zmrzlého amoniaku, methanu a dalších uhlovodíků. Kryovulkanismus vysvětluje přítomnost methanu v atmosféře Titanu.

Byl zmapován genom hlenky Dictyostelium discoideum

9.6.2005

V květnu 2005 byl zveřejněn úplný popis genomu hlenky D. discoideum, na jehož dešifrování se podíleli vědci z Německa, Velké Británie, USA, Japonska a Francie. Tento drobný živočich (který byl v dřívějších dobách řazen mezi primitivní houby) obsahuje ve svých haploidních sedmi chromosomech geny, kódující přibližně 12 500 proteinů, většina z nichž obsahuje dlouhé repetitivní aminokyselinové sekvence. Je tam velký počet genů pro polyketidsynthasy a přenašečové ATPasy typu ABC. Genom je bohatý na komplexní repetice, z nichž jedna třída může sloužit jako centromery. Částečná kopie mimochromosomální ribosomální DNA se nachází na koncích všech chromosomů, což naznačuje možnost nové struktury telomerů. Fylogenetická analýza proteomu ukazuje, že Amoebozoa, jak se kategorie, kam patří Dictyostelium, někdy nazývá, se oddělila od vývojové linie živočišně-houbové po oddělení rostlin od živočichů, ale Dictyostelium si podrželo větší rozmanitost ancestrálního genomu, než se nachází u dnešních živočichů, rostlin nebo hub.

Pokroky lékařských zobrazovacích metod

9.6.2005
MIT Technological Review

Vyšetření počítačovým tomografem nebo magnetickou rezonancí se stala běžnými již i v našich nemocnicích (První je založeno na principu pohlcování rentgenového záření vysílaného z mnoha různých úhlů a následné počítačové rekonstrukce obrazu, druhé využívá změněn absorpčních a emisních vlastností molekul v magnetickém poli.). Pokrok v oblasti lékařských zobrazovacích metod se v poslední době již neodehrává formou využívání nových fyzikálních principů, ale hlavně v oblasti softwarového zpracování obrazu, směřujícího ke stále větší ostrosti, detailnosti a rychlosti zpracování. Následující obrázky (převzaté z MIT Technological Review) ukazují krásné příklady zobrazení orgánů lidského těla špičkovými, leč dnes již sériově vyráběnými diagnostickými zařízeními.

Rekordní výstřel rostlinného pylu

8.6.2005

Některé rostliny, například kanadská svída (Cornus canadensis), rozptylují svůj pyl jeho katapultováním po prudkém otevření květu. Tento keř otvírá svoje okvětní plátky během 0,5 milisekund, přičemž zrychlení v první části procesu je až 2200 g (tedy více než dvoutisícinásobek zrychlení zemskou přitažlivostí). Pylová zrnka jsou vymrštěna do výše několika centimetrů, aby byla dále roznášena větrem. Je to rychlost vpravdě pozoruhodná, protože například plody netýkavky se otvírají během 2-6 milisekund, hmyzožravá mucholapka podivná (Dionaea muscipula) lapá hmyz během 100 milisekund. I u živočichů jde o rychlosti srovnatelné s vymršťováním pylu: skok drobné pěnodějky obecné (Philaemus spumarius) trvá 0,5-1,0 ms, úder rakovce straška kudlankového (Odontodactylus scyllarus) trvá 2,7 ms.

Nemrznoucí voda

8.6.2005
struktura uhlíkových nanotrubic  (obr. Institute of Physics)

Vodu, která zůstane kapalná i při teplotě 8 K, pozorovali v Argonne National Laboratory pomocí neutronové difrakce. Napustíme-li uhlíkové nanotrubičky vodou a snižujeme teploty, jejich vnitřní stěny nejprve pokryje 2 nm silná vrstva vodního ledu. Uvnitř zůstává kanálek tak úzký, že může pojmout pouze lineárně uspořádané molekuly vody. A právě ta zůstane kapalná. Jde přitom o docela běžnou, normální vodu. Uvnitř zmrzlé nanotrubice nejspíš panují takové podmínky, které neumožňují zbývajícím neztuhlým molekulám vody zapojit se do struktury ledu. Obdobný jev, samozřejmě ne při tak extrémní teplotě, se užívá při ochraně rostlin před mrazem. Geneticky modifikované rostliny produkují látky, které zabraňují tvorbě ledových krystalků na povrchu listů. Jejich buňky neničí totiž teplota pod bodem mrazu sama o sobě, ale trhají je vznikající krystaly ledu. Strukturu uhlíkových nanotrubic vidíme na obrázku (obr. Institute of Physics).

Vazbová energie atomových jader a kvantový chaos

8.6.2005

Hmotnost atomového jádra s daným počtem protonů a neutronů není jen prostým součtem hmot zúčastněných částic, ale obsahuje relativně malý, leč přesto nadmíru důležitý záporný příspěvek, kterému se říká vazbová energie. Právě díky tomuto energetickému schodku drží jádra pohromadě (stejně je tomu ostatně u všech vázaných kvantových objektů). Velikosti vazbových energií různých typů jader mají zásadní význam pro zastoupení jednotlivých prvků ve vesmíru. Ukazuje se, že výpočet vazbových energií jader na základě teoretických modelů jejich vnitřní struktury je možný s relativně vysokou přesností. Takovéto předpovědi jsou důležité nejen jako test našeho porozumění jaderné dynamice, ale také jako nástroj pro odhad hmotností exotických jader, která hrají důležitou roli v různých astrofyzikálních procesech, ale díky své nestabilitě v přírodě neexistují a jejich hmotnosti nejsou známy experimentálně.

Nedávno se však mezi teoretickými fyziky rozproudila zajímavá debata o tom, zda možnosti předpovědí nejsou principiálně omezeny existencí chaotických komponent jaderné dynamiky. Známý průkopník oboru zvaného „kvantový chaos“ Oriol Bohigas v roce 2002 ukázal, že odchylky experimentálních a teoretických hodnot hmotností stabilních jader souhlasí s předpokladem, že za jejich původ jsou odpovědné chaotické složky dynamiky. Ve shodě s tímto závěrem byla také pozdější analýza korelačních vlastností hmotnostních odchylek v tabulce jader. Objevily se spekulace, že chaos nastavuje principiální meze predikovatelnosti jaderných hmotností. Později se ale ukázalo, že použití sofistikovanějších jaderných modelů nejen zlepšuje celkovou shodu mezi teoretickými a experimentálními hodnotami hmotností, ale také koriguje korelační vlastnosti posloupnosti odchylek směrem k nechaotickému chování. Otázkou nyní je, zda toto zjištění vyvrací předchozí Bohigasův závěr, nebo pouze ukazuje, že zmíněné sofistikovanější jaderné modely dokáží chaotické chování částic v jádrech do značné míry postihnout. Pokračující debata na toto téma je důležitá nejen pro teoretiky kvantového chaosu, ale také pro astrofyziky pídící se po praktických hodnotách jaderných hmotností pro své počítačové simulace.

Podivuhodně složité oko nejjedovatějšího žahavce

7.6.2005
Čtyřhranka smrtelná (Chironex fleckeri)

Čtyřhranka smrtelná (Chironex fleckeri), příbuzná medúz v kmeni žahavců, je neslavně proslulá svojí schopností usmrtit člověka do čtyř minut po zasažení několikametrovými chapadly. Přestože se její tělo skládá z 96 % z vody, obsahuje kromě žahavých buněk a trávicí dutiny ještě osm překvapivě pokročilých očí, která se podobají očím ryb a hlavonožců, ale přitom jejich signály nevedou do žádného nervového centra, které u žahavců chybí. Nedá se tedy říci, že čtyřhranka něco vidí, ale v sensorických buňkách zvaných rhopalia, visících na okraji "klobouku" , jsou dva druhy očí, jedno hledí nahoru, druhé do stran, jakož i dva druhy jednodušších "očí" umístěných po jednom jednak v jamkách jednak v zářezech povrchu rhopalia. Signály z těchto různých očí (některé jsou nezaostřené, jiné zaznamenávají asymetrický obraz) jsou pak přímo vedeny do buněk ovládajících směr a způsob pohybu živočicha.

Bezbolestné měření hladiny cukru – nový příslib naděje pro diabetiky ?

7.6.2005

Zakladatelé společnosti Glucon, Inc., Ron Nagar and Benny Pesach, nedávno oznámili úspěšné odzkoušení nového přístroje na měření hladiny glukózy v krvi nevyžadující bolestivé odebírání krevního vzorku. Toto zařízení, které se podobá náramkovým hodinkám, vychází z výsledků fotoakustických výzkumů prováděných původně na Universitě v TelAvivu. Přesné měření hladiny glukózy v krvi je základním vyšetřením pro všechny diabetiky, kterých je v každé populaci mezi 5 – 10%. (Např. v USA je diabetiků 18 milionů a z toho tři miliony mají tak závažnou formu onemocnění, že by potřebovali nepřetržité 24-hodinové sledování). Současné metody jsou invazívní - využívají odběru kapky krve z prstu a její následné analýzy pomocí speciálního přístroje - glukometru, pro který se dodávají speciální citlivé testovací proužky. Roční náklady na průběžné sledování hladiny glukózy v krvi, které je pro těžší formy diabetu nezbytné, činí (ve vyspělých zemích) mezi 1500 – 2000 USD. Zařízení vyvinuté Gluconem je založeno na vysílání laserových paprsků, jejichž pulzy interagují s molekulami glukózy v krvi. Výsledkem této interakce jsou zvukové vlny, které jsou zpětně detekovány akustickým čidlem. Složitý softwarový algoritmus v čipu, který je rovněž zabudován v zařízení, tento signál analyzuje a vyhodnocuje. Aktuální hladina glukózy se potom objeví přímo na malém displeji na horním krytu analyzátoru. V případně, že tato hladina vybočí z normálních hodnot, analyzátor sám vydá akustický a optický signál.

Předpokládá se, že diabetici budou nosit tento analyzátor jako náramkové hodinky. Přesnost měření je srovnatelná s přesností dnešních invazívních glukometrů, tj. zcela postačující. Ani cena a náklady na provoz by podle předběžných odhadů neměly překročit hodnoty charakterizující současné glukometry. V současné době prochází neinvazívní glukometr firmy Glucon náročnými testy FDA (food and Drug Administration – americká vládní organizace pro kontrolu léčiv). Po jejich (předpokládaném) úspěšném absolvování bude jistě brzy následovat sériová výroba. Tento nový glukometr nejen zvýší kvalitu života všem nemocným cukrovkou (Diabetes mellitus), ale může i výrazně přispět ke zvýšení kvality lékařské péče., a to zejména pro nejtěžší případy cukrovky, kdy je nepřetržité sledování nezbytné. V dalších typech glukometru firmy Glucon se totiž předpokládá i zabudování bezdrátového vysílače napojeného na centrální počítač zdravotnického zařízení. V případě, kdy hladina cukru v krvi pacienta dosáhne hodnot nebezpečných pro jeho aktuální zdravotní stav analyzátor pak sám zavolá lékařskou pomoc.

Milan Kotlár 30.11.2013 Prosím vás mám zájem o hodinky na měření cukru.

30.11.2013 Vhodnou metodu pro měření krevního cukru by Vám měl navrhnout Váš lékař.

Pavel DB 16.12.2013 Tyto nadejne projekty bohuzel nedorazily do praxe, v soucasne dobe je moznost vyuzivat kontinualni mereni v podobe senzoru, ktere berou hodnoty z podkozi ale ta cena 1000kc/tyden.

Zdroj gravitačních vln

6.6.2005

Družice Chandra, která se zabývá pozorováním vesmíru v rentgenové části spektra, identifikovala systém dvou okolo sebe rychle rotujících bílých trpaslíků. Takové soustavy dle Einsteinovy teorie ztrácí energii kromě jiného vyzařováním gravitačních vln, v důsledku čehož vzdálenost mezi nimi a oběžná doba neustále klesají. Obě hvězdy jsou nyní od sebe vzdáleny asi 70.000 km, což je asi pětina vzdálenosti Země – Měsíc. Oběžná doba činí 321,5 sekundy a každý rok klesá o 1,2 milisekundy, což přesně odpovídá teorii. Pozorování naznačují, že systém RX J0806.3+1527 je zřejmě nejsilnějším zdrojem gravitačních vln v naší Galaxii, ačkoliv experimenty, které by měly zachytit gravitační vlnění přímo, se teprve připravují.

Byl objeven první enzym obsahující kadmium

6.6.2005

Ví se už nějakou dobu, že v rozsivkách se mohou zastupovat kadmium, kobalt a zinek pro zachování optimální růstové rychlosti, ale teprve teď byla v mořské rozsivce Thalassiosira weissflogii objevena karbonátdehydratasa, která obsahuje kadmium. Jde o protein o hmotnosti 69 kDa. Vazebné místo pro Cd je zhruba čtverhranné a kadmium je tam vázáno dvěma nebo více thiolovými skupinami podobně jako v beta-třídě karbonátdehydratas z vyšších rostlin, vázajících zinek.

Magnetický a nemagnetický kyslík

6.6.2005

Kyslík v pevném stavu je tvořen molekulárními krystaly a vykazuje elektrickou vodivost a magnetické vlastnosti. Fyzikům se nyní podařilo dokázat starší domněnku, že pevný kyslík za vysokého tlaku ztrácí své magnetické vlastnosti. Skutečně se tak stane za tlaku 80.000 atmosfér.

Že by insulin podporoval vznik cukrovky?

3.6.2005

Diabetes 1. typu je doznačné míry určován genetickou predispozicí k tomu, aby tělo vytvářelo protilátky proti beta-buňkám ve slinivce, produkujícím insulin. Avšak vlivy prostředí, například výživa nebo infence, mohou hrát úlohu v klinickém projevu cukrovky. Dochází k němu po zániku 80-90 % beta-buněk. Zbytky beta-buněk jsou dopraveny do lymfatického sběrného uzlu (PDLN), kde se koordinuje celý autoimunní proces. Tyto zbytky jsou přijaty buňkami předkládajícími antigen (APC) a předvedeny lymfocytům, aby zabíjely další beta-buňky nebo vydaly signál k dalšímu imunitním reakxcím. Nyní se ukazuje, že počátečním imunitním signálem je právě inszulin, i když v další fázi choroby tu může jít i o další cíle imunitní odpovědi.

Hormon důvěry

2.6.2005

Poslední studie ukazují, že podáváme-li lidem hormon oxytocin, zvýší se jejich důvěřivost v sociálních kontaktech. K informacím podávaným prostřednictví počítače však zůstávají stejně obezřetní jako předtím. Pokud se vám před důležitým jednáním bude váš partner snažit nenápadně vpravit něco do nosu , buďte opatrní.

Kvasničný genom byl nyní zmapován i co do propojení veškeré genetické informace

2.6.2005

Už řadu let se ví, že není pravda, že jeden gen produkuje jeden protein. Proteiny mohou být různě modifikovány, a tak se ukazuje, že proteom běžně obsahuje třikrát tolik jednotek co genom. Nadto geny nebo jimi kódované proteiny spolu interagují doslova tisíci různými způsoby, často zcela nečekanými na základě tradičních znalostí biochemie. Na Kalifornské univetrzitě v San Diegu se nyní podařilo sestrojit jakési schéma zapojení (wiring diagram) všech genů v 16 chromosomech haploidní formy kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Dá se očekávat nápor na zhotovění podobného diagramu i pro lidský genom, a tím usnadnit analýzu nemocí způsobených mutací určitého genu. Koneckonců 30 % mutovaných „nemocných” genů u člověka má své analogy v kvasinkách.

Nejkratší dobu žijící obratlovec

1.6.2005
Eviota sigillata v popředí

Tropická rybka Eviota sigillata, která patří k drobným obyvatelům korálových útesů, je zřejmě obratlovcem s nejkratší dobou života. Umírá v průměru po 59 dnech. Její život je krátký a rychlý. Tři týdny po vylíhnutí se vznáší ve vodách oceánu. Pak se usadí na korálovém útesu, kde po 10 dnech dosáhne pohlavní zralosti. Držitelem tohoto titulu byla doposud rybka Nothobranchius furzeri žijící ve vysychajících loužích rovníkové Afriky, kde umírá asi po deseti týdnech. Pro ni je rychlost zásadní, protože musí prožít celý svůj život dříve, než její louže vyschne. Proč však žije tak krátce Eviota sigillata, když prostředí korálových útesů je víceméně stabilní? Důkladný rozbor tohoto problému by nám možná mohl zodpovědět některé otázky týkající se obecně stárnutí organismů.

Mobil bez telefonu?

1.6.2005

Nokia – parně neznámější výrobce mobilů – překvapila svým posledním modelem své zákazníky. Tímto výrobkem je NOKIA 770 Internet Tablet : deset centimetrů dlouhý aparát s klávesnicí na obrazovce, jehož pomocí je možno se připojovat na Internet přes zvláštní centra nebo kompatibilní mobilní telefony. Je vybaven i výměnnými paměťovými kartami pro přehrávání hudby nebo videa, ale nemá telefon ! Uvedení tohoto přístroje na trh vyvolalo u některých zákazníků zmatek : co to vlastně je, ptali se ? Není to PC, ani PDA a telefonovat se s tím také nedá !? Sama NOKIA definuje Tablet jako zařízení pro rychlé připojení k Internetu za situace, kdy nejsme u svého stacionárního počítače.

Mobily samozřejmě již dávno nejsou jen o telefonování. Zejména mimo USA se čím dál tím více používají pro posílání SMSek, MMSek i připojování na Internet. Všichni velcí směřují k vývoji univerzálního zařízení, spojující v malém přístroji telefon, digitální fotoaparát a počítač. Je však otázkou, zda zákazníci takové zařízení skutečně chtějí ? Mobil bez telefonu se však zdá mnohým přeci jen příliš smělý krok.

AMAZON proniká do vesmíru

1.6.2005

Vesmírná společnost Blue Origin, vytvořená zakladatelem společnosti Amazon Jeffem Bezosem, začíná stavět vesmírné testovací a operační středisko u malého texaského městečka Van Horn. Společnost plánuje první lety na rok 2011. „Suborbitální raketoplány“ mají startovat i přistávat vertikálně a mají posádku 3 i více astronautů dopravit až k oběžné dráze.

Diskuse/Aktualizace