Vlastnosti akustických fononů v závislosti na utváření povrchu zkoumal tým prof.Alexandra A. Balandina z University of California v Riverside. Teoreticky znějící výzkum může mít velké praktické dopady. Akustické fonony krystalové mřížky hrají důležitou roli při vedení tepla, což je velmi důležité v mikroelektronice. Čím menší součástky máme, tím větší problém je s odváděním tepla. Důkladné poznání chování akustických fononů umožní takové úpravy povrchu, které usnadní odvádění vznikajícího tepla. Pomocí fononů popisujeme mechanické vibrace krystalové mřížky. Nazýváme tak kvanta vibrační energie krystalové mřížky, na něž hledíme jako na virtuální částice kvůli zjednodušení popisu. Akustické fonony jsou ty, při nichž atomy krystalové mřížky se pohybují ve fázi (souhlasně) ze svých rovnovážných poloh. O optických fononech hovoříme, pokud se z rovnovážných poloh pohybují mimo fázi. Výzkum probíhal na nanodrátech z arsenidu galitého GaAs, které v různých délkách a tloušťkách až do průměru 128 nm připravovali Joona-Pekko Kakko a Antti Syänätjoki z Aaltoské univerzity ve Finsku. Na snímcích rastrovacího elektronového mikroskopu vidíme experimentální uspořádání GaAs nanodrátů o průměrech 103 nm (a), 111 nm (b), 115 nm (c), 122 nm (d), 128 nm (e) a 135 nm (f) (F.Kargar et al., Direct observation of confined acoustic phonon polarization branches in free-standing semiconductor nanowires, Nature Communications 7, Article number: 13400 (2016), doi:10.1038/ncomms13400).

Miniaturní optické zařízení, které může fungovat jako fotonická součástka, sestrojil prof. Hyun Seok Lee se svým týmem z korejského Ústavu základního výzkumu. Základem jsou dvě destičky na izolační podložce z oxidu křemičitého. První je ze sulfidu molybdeničitého MoS₂, druhou tvoří selenid wolframičitý WSe₂. Leží paralelně vedle sebe, avšak nedotýkají se. Přes ně je natažen stříbrný nanodrátek. Vzhled celého zařízení vidíme na obrázku (IBS). Jeho fungování znázorňuje animace. Prvním krokem je laserový puls zelené barvy o vlnové délce 514 nm. Ten rozkmitá elektrony v Ag nanodrátku, obdobně jako když udeříme do struny. Hovoříme o povrchovém plasmonu. S nimi spojené elektromagnetické vlnění se pohybuje podél nanodrátku a v pod ním ležícím sulfidu molybdeničitém vyvolá vznik páru elektron - díra. MoS₂ destička je velmi tenká, takže elektron a díra se od sebou nemohou příliš vzdálit, silně interagují a nakonec splynou za vyzáření světelného kvanta o vlnové délce 660 nm (oranžové světlo). Zbytek energie zpětně pohltí stříbrný nanodrátek. V podobě kmitů elektronů neboli povrchového plasmonu přejde nad druhou destičku ze selenidu wolframičitého. Stejným mechanismem jako v sulfidu molybdeničitém dojde k emisi červeného světelného kvanta o vlnové délce 760 nm. Jeden signál tak rozštěpíme na dva. Výhodou nového zařízení je, že využívá stejných technologií jako běžně užívané polovodičové elektronické součástky. Jejich integrace na jediném čipu nepředstavuje tudíž problém.

Zranění se hojí tím hůře, čím je člověk starší. Příčiny tohoto jevu zkoumali a s jeho popisem na molekulární úrovni započali Brice E.Keyes, Siqi Liu a Elaine Fuchs spolu s dalšími kolegy z The Rockefeller University v New Yorku. Bezprostředně po poškození kůže se začnou hlavní pokožkové buňky keratinocyty množit a pohybovat z okrajů rány, aby ji uzavřely. Probíhá to v úzké součinnosti s buňkami imunitního systému. A právě zhoršení této komunikace je příčinou pomalejšího hojení. Konkrétně slábne schopnost starších keratinocytů aktivovat příslušné T-buňky imunitního systému. Je v nich utlumena jak činnost genu skint3 a skint9, tak i genu stat3, který má produkovat bílkovinu podporující přepis genů skint. Pokusy probíhaly zatím na laboratorních myších ve věku od 2 do 24 měsíců. U lidí to odpovídá věku 20 až 70 let. Přesné poznání mechanismu hojení na molekulární úrovni by mohlo výrazně napomoci pří hojení ran tam, kde si naše tělo samo nevystačí. Na obrázku vidíme řez pokožkou myši pět dní po zranění. Zeleně je zbarvena nová tkáň, modře původní. Nahoře u normální myši je poranění prakticky zhojeno. V dolní části obrázku jde o myš, u níž metodou genové manipulace byla uměla vypnuta popsaná komunikace keratinocytů (obr. The Rockefeller University).

Vlastislav Výprachtický 29.11.2016: Pro urychlené hojení poškozené kůže u starších lidí by se mohlo odzkoušet nanášení na ránu krevní plazmy od příslušného jednotlivce, která by mohla být upravena o kolagen, antibakteriální složku a j.

Drobné úlomky doslouživších plastových výrobků plavou v hojném počtu ve všech oceánech světa. Nepřekvapí proto, že je mořští ptáci i jiní živočichové občas pokládají za potravu a spolknou je. Buřňáci (čeleď Procellariidae) a albatrosi (čeleď Diomedeidae) je pojídají tak hojně, že se jim v žaludku ukládá nebezpečné množství plastových úlomků. Jsou pro ně totiž velmi obtížně stravitelné. Podle výzkumů a experimentů, které provedl Matthew S. Savoca a Gabrielle A. Nevitt spolu s dalšími kolegy z University of California v Daviesu, za to může jejich dobrý čich. Trubkonosí (řád Procellariiformes), kam patří jak buřňáci tak albatrosi, na rozdíl od ostatních ptáků mají dobrý čich. Kromě jiného jim pomáhá pomocí typického zápachu dimethylsulfidu CH₃SCH₃ při vyhledávání planktonu, kterým se kromě rybek a dalších živočichů živí. V mořích narazíme nejčastěji na polyethylenové a polypropylenové úlomky, protože jde o nejvíce užívané plasty. Zároveň je v mořské vodě velmi rychle osídlí mikroorganismy, jež produkují rovněž dimethylsulfid. Při honbě za potravou buřňák nebo albatros snadno spolkne plast v domnění, že jde o chutné sousto. Na obrázku vidíme albatrosa stěhovavého (Diomedea exulans), jednoho ze zástupců této početné čeledi (foto autor: Mark Jobling –http://en.wikipedia.org/wiki/Image:070226_wandering_albatross_off_Kaikoura_3.jpg, Volné dílo, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2144108).

Bez přestání slýcháme o všem, co našich planetu skutečně nebo údajně ohřívá. Oproti tomu mořští ptáci ji ochlazují. Ukazují to výzkumy aa J.R.Pierce z Dalhousie University v kanadském Halifaxu a jejich dalších kolegů i z University of Toronto. Obrovské kolonie mořských ptáků v polárních končinách planety produkují velké množství trusu, jehož rozkladem se uvolňuje amoniak NH₃. Jeho reakcí s vodou a sirnými sloučeninami z oceánu vznikají ve vzduchu aerosoly. V polárním létě kvůli tomu vzrůstá oblačnost, která zastiňuje povrch Země, čímž ho ochlazuje.

26.3.2020: Správně mikroby a řasami pěkný pokrytý zamřelý kousek plastu zmate i želvu. Klidně ho zbodne a pak ji tíží v žaludku. „Překvapilo nás, že želvy reagovaly na pach porostlých plastů jako na své obvyklé jídlo. Prokázali jsme, že želvy přitahuje nejen vzhled, ale i pach plastového odpadu,“ vysvětluje první autor publikace Joseph B. Pfaller z University of Florida v Gainesville. Rozsáhlé plastovým odpadem pokryté plochy v Tichém oceánu by želvy mohly mylně pokládat za nekonečné pastviny.

Nedávno objevené rozsáhlé kamenné stavby pokrývají v kazachstánské lokalitě Altynkazgan nedaleko východního pobřeží Kaspického moře plochu 1,2 km². Představují významnou a ojedinělou archeologickou lokalitu, jejíž původní určení zůstává nejasné. Jejich staří činí kolem 1.500 let a jsou kupodivu nejspíš hunského původu. I když nelze vyloučit, že Hunové jako loupeživí kočovníci si je jen přivlastnili a upravili. Rozměry největší struktury dosahují 34 x 24 m Některé kameny zdobí rytiny, což vidíme na obrázku (foto Jevgeniji Bogdanov). K objevu celé lokality vedl v roce 2010 nález stříbrného zdobného kování jezdeckého sedla pomocí detektoru kovů. Od té doby lokalitu zkoumají archeologové Andrej Astafjev z Mangistauské státní historické a kulturní rezervace a Jevgeniji Bogdanov z Ruské akademie věd.

Měkké části těl zkamení jen velmi zřídka. Proto také naprostou většinu nalezených fosilií představují zbytky kostí nebo krunýřů. Zcela ojedinělý je proto nález fosilie mozku veleještěra, která pochází z doby před 133 miliony let. Roku 2004 byla nalezena na pláži městečka Bexhill-on-Sea v britském Sussexu. Jak se můžeme přesvědčit na obrázku (foto Society of Vertebrate Paleontology), na první pohled vypadá jako obyčejný kámen. Význam nálezu rozpoznal teprve nedávno David Norman z University of Cambridge. Důkladnému průzkumu ji podrobil Martin Brassier z Oxfordské univerzity a odhalil její jemnou strukturu. Na některých místech se podařilo rozeznat dokonce otisky jednotlivých krvinek. Mozek pochází z blízkého příbuzného iguanodona. Bližší určení není možné, protože žádné další s ním související fosilie se zatím najít nepodařilo. Podmínky, za nichž došlo k fosilizaci nesmírně křehké mozkové tkáně, musely být ojedinělé. Nejspíš to proběhlo ve stojaté kyselé vodě s nedostatkem kyslíku, která nejprve měkké tkáně zakonzervovala. Teprve poté ještěrovu mrtvolu překryly další sedimenty.

Další zajímavý nález představuje 424 milionů let stará zkamenělina ryby vymřelého rodu Andreolepis. Její čelist důkladně prozkoumali paleontologové ze švédské Uppsalské univerzity pod vedením Pera E. Ahlberga. S pomocí Sophie Sanchez a Paula Tafforeaua z European Synchrotron Radiation Facility ve francouzském Grenoblu určili její vnitřní stavbu. Bezpečně rozpoznali struktury nezbytné k výměně dočasného chrupu za stálý. Výměna chrupu je tu s námi již úctyhodnou dobu.

28.11.2016: Ve zkamenělině 131 milionů let starého vyhynulého ptáka rodu Eoconfuciusornis nalezl čínsko-americký paleontologický tým pod vedením Mary H. Schweitzer z North Carolina State University melanozomy a stopy keratinu. Melanozomy jsou buněčné organely plné barviva melaninu, které zodpovídají za zbarvení živočicha. Přítomnost keratinu určili imunologicky. Fosilie pochází ze severní Číny z oblasti Čcheng-Te a k objevům došlo při průzkumu jejího zkamenělého peří. Její fotografii najdeme zde. Jak Eoconfuciusornis vypadal zaživa, si lze prohlédnout zde..

Odstranit nefunkční mitochondrie stimulací autofagie zvládli prof.Ming Guo a prof.Bruce A. Hay z University of Californina v Los Angeles (UCLA) se svými kolegy. Mitochondrie jsou buněčné organely, které zbytek buňky zásobují energií. Máme jich stovky až tisíce uvnitř každé buňky. Nesou svou vlastní genetickou informaci ve formě mitochondriální deoxyribonukleové kyseliny mtDNA. Během života dochází k jejímu poškození, takže máme stále více zmutovaných, nefunkčních mitochondrií, což je jednou z příčin stárnutí. Stimulací genů zvaných parkin a Atg1 lze odstranit až 96% poškozených mitochondrií, zatím ve svalové tkáni mušky octomilky. Zmíněné geny normálně zodpovídají za autofagii, což je opravný proces buněk. Během něj se odstraňují nefunkční bílkoviny a struktury. Léčebný potenciál tohoto objevu je velmi významný.

Experimenty s orálním podáváním polyaminu spermidinu (N-(3-aminopropyl)-1,4-diaminobutan) laboratorním myším prokázaly jeho ochranný účinek na srdce a cévy. Pokusným zvířatům prodloužil život. Působí jako stimulant autofagie, a to prostřednictvím bílkoviny Atg5. Odhalil to neobyčejně rozsáhlý vědecký tým pod vedením Guido Kroemera z pařížského Centre de Recherche des Cordeliers, Simona Sedeje a Franka Madea, oba z Karl-Franzens-Universität Graz ve Štýrském Hradci. Chemickou strukturu spermidinu vidíme na obrázku.

Vlastislav Výprachtický 24.11.2016: Takováto odhalení umožní postupně poskládat mozaiku pro redukci stárnutí lidí.

Mravenci druhu Philidris nagasau, kteří žijí endemicky na souostroví Fidži, pěstují svá vlastní mraveniště. Jako obydlí jim slouží šestice blízce příbuzných rostlin rodu Squamellaria z čeledi mořenovitých (Rubiaceae). Dutiny jejích baňatých těl jim slouží jako obydlí. Squamellarie rostou epifyticky na stromech. Využívají je jen jako oporu, neparazitují na nich. Vyživují se samostatně, s čímž mají ve větvích stromů značné problémy. A právě tady nastupují mravenci, jejichž trus rostlinám slouží jako cenné hnojivo. Experimenty Guillaumea Chomickiho a Susanne S.Rener z Mnichovské univerzity Ludwiga-Maximiliana pomocí radioaktivně značeného dusíku prokázaly, že na stavbě těl Squamellarií mají svůj podíl organické látky, které prošly mravenčím zažíváním. Genetická analýza ukazuje, že tento vztah mezi mravenci a rostlinami vznikl před třemi miliony let, z hlediska blanokřídlých nedávno. Na obrázku (foto Guillaume Chomicki) vidíme mravenci obydlené vzrostlé Squamellarie na větvi stromu. Jedno mraveniště obývá zpravidla více rostlinných jedinců, které postupně osidluje.

Materiál, který po natření na povrch a vypálení vytvoří termoelektrický článek, vyvinul Jae Sung Son se svými kolegy z jihokorejského Ulsanského Národního ústavu pro vědu a technologii (UNIST) i Korejského ústavu pro vědu a technologii (KIST). Jeho základem je polovodivý dopovaný tellurid bismutitý Bi₂Te₃ rozptýlený ve vhodném rozpouštědle. Použitelná jsou prakticky všechna s dostatečně vysokou dielektrickou konstantou, např. dimethylsulfoxid (CH₃)₂SO, ethylendiamin H₂NCH₂CH₂NH₂, dimethylformamid (CH₃)₂NCHO, ethylenglykol HOCH₂CH₂OH nebo glycerol HOCH₂CH(OH)CH₂OH. Po natření a zahřívání po dobu 10 minut na 450 °C vznikne 50 mikrometrů silný film, který při jednostranném zahřátí produkuje elektrickou energii. Umožňuje to termoelektrický neboli Peltier-Seebeckův jev , při němž vzniká elektrické napětí na základě rozdílné pohyblivosti elektronů v různě teplých částech vodivého materiálu. Pro vznik správné struktury je třeba přidat tellurid antimonitý Sb₂Te₃ jako sintrovací činidlo. Pro posuzování účinnosti termoelektrických materiálů se používá bezrozměrný koeficient ZT, jehož definici vidíme na obrázku. V našem případě dosahuje hodnot 0,67 pro n-dopovaný tellurid bismutitý a 1,21 pro p-dopovaný. Uvážíme-li, že nejvyšší dosažená hodnota ZT koeficientu vůbec činí 2,2, není to špatné. Logicky, čím vyšší teplota, tím větší termoelektrické napětí. Stěny si nejspíš novým lakem nenatřete, ale venkovní plochy rozpáleného Sluncem by mohly přinést použitelný výkon. Samozřejmě na stejná místa můžete dát i fotovoltaické články, které by dodaly větší výkon. Jejich instalace je časově mnohem náročnější a výroba dražší.

Inhibitor, který výrazně zpomaluje množení buněk při karcinomu prostaty, připravil tým pod vedením Phuoc T. Trana a Veru Ramana z Johns Hopkins University. V rakovinných buňkách linií DU145, 22Rv1, a LNCaP při rakovině prostaty je gen RNA helikázy DDX3 výrazně aktivnější než za normálních okolností. Produkuje nadměrné množství příslušného enzymu DDX3. Na obrázku vidíme chemickou strukturu sloučeniny RK-33, která se na něj naváže a blokuje tak jeho fungování. Rakovinné bujení se zpomalí a navíc vzroste citlivost vůči radiační terapii. Karcinom prostaty představuje zhruba 4 % všech nádorů v České republice, jde tedy o nejčastější zhoubné nádorové onemocnění českých mužů.

Tadarida guanová (Tadarida brasiliensis), nevelký hojný americký netopýr, je nejrychlejším letcem zvířecího světa. Podle měření biologů z Max-Planck-Institut für Ornithologie pod vedením Martina Wikelskiho a několika amerických expertů dosáhne rychlosti až 160 km/hod při vodorovném letu. Přestože obecně ptačí těla kladou menší odpor při letu než srstí pokrytí netopýři, nejrychlejší pták rorýs obecný (Apus apus) při vodorovném letu dosáhne 110 km/hod. Sokol stěhovavý (Falco peregrinus) sice dosáhne rychlosti až 300 km/hod, ale jen při střemhlavém letu. Tadaridy guanové dorůstají váhy až 14 g, délky asi 9,5 cm a rozpětí křídel kolem 28 cm. Žijí v obrovských koloniích někdy až o desítkách miliónů jedinců. Patří do řádu letounů (Chiroptera) a čeledi tadaridovitých (Molossidae). Vidíme ji na obrázku (foto Max-Planck-Institut für Ornithologie/ Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.).

Velmi podstatně zvýšit rychlost skenování ve dvou i třech rozměrech umožní nový optický deflektor, který zkonstruoval Shizuo Yin se svými studenty z Pennsylavania State University spolu s Robertem C.Hoffmanem z Army Research Laboratory. Deflektor je zařízení, které vychyluje optický paprsek, což je při skenování klíčový úkol. Pro jejich výrobu se běžně využívá materiál zvaný KTN, chemicky tantaličnan niobičnan draselný KTa_xNbi_1-xO₃, protože vykazuje vysoký elektrooptický jev. Jeho optické vlastnosti se mění vlivem elektrického pole. Záleží-li nám na čase, je důležitá nejen velikost této změny, ale i rychlost, s jakou se projeví. U KTN ji určuje pohyblivost elektronů. Snižuje ji vliv působícího elektrického pole, které napomáhá udržení struktury s větším uspořádáním. Využití elektrického pole je pro fungování deflektoru naprosto nezbytné. Tento problém se podařilo překonat nevelkým zvýšením teploty na 26 °C. Vnitřní uspořádanost krystalků KTN se změní tak, že eliminuje stabilizující vliv použitého pole. Doba jeho odezvy poklesla z mikrosekund na nanosekundy. Umožní to podstatně zvýšit rychlost laserového tisku anebo provádět dynamické skeny měnících se systémů, např. živých organismů.

Součástí podivuhodně bohaté flóry nevelkého japonského ostrova Jakušima je i nově objevená orchidej Lecanorchis tabugawaensis z čeledi vstavačovitých (Orchidaceae), která neroste nikde jinde. Najdeme ji pouze na dvou lokalitách v povodí řeky Tabu a Onna. Jako celý rod Lecanorchis patří k mykoheterotrofním rostlinám. Organické sloučeniny nezískávají pomocí fotosyntézy jako převážná většina rostlin, nýbrž paraziticky z hub pomocí četných, dlouhých kořenů. L. tabugawaensis dorůstá výšky 15 až 45 cm. Objevili a popsali ji Hirokazu Fukunaga a Kenji Suetsugu z Kjótské univerzity. Jak vidíme na obrázku, listy nemá vůbec (foto Yamashita Hiroaki, CC-BY 4.0).

Svými regeneračními schopnostmi překvapila malá akvarijní rybka danio pruhované (Danio rerio) známější jako zebřička. Přerušená mícha ji opět sroste bez újmy funkčnosti. Podle výzkumů německo-amerického týmu z Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung v Bad Nauheim a Duke University Medical Center v severokarolínském Durhamu pod vedením Kennetha D.Posse přerušenou část nejprve přemostí gliové buňky. U savců vytvoří pevnou jizvu, která brání dalšímu růst a spojení přerušených nervů. U danií oproti tomu vznikne přemostění, které spojení nervových buněk umožní. Gliové buňky vytvářejí podpůrnou tkáň pro nervové buňky a spolu s nimi tvoří nervový systém. Představují 90% všech jeho buněk. Regenerace míchy není ani u malých zebřiček jednoduchý proces a trvá asi osm týdnů. Naprosto klíčovou roli v něm hraje bílkovina ctgfa (connective tissue growth factor a) stimulujíc růst gliových buněk. Na obrázku vidíme danio pruhované (foto Azul, via Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=260841).

Bakteriální buňku na teplotní spínač přeměnili Dan I. Piraner a Mikhail G. Shapiro se svými kolegy z Californian Institute of Technology v Pasadeně. Využili bílkovinu z patogenní bakterie Salmonella typhimurium, která v rozmezí teplot 37 °C až 45 °C výrazně změní svou strukturu. Upravením její struktury a spojením s dalšími molekulami vytvořili spínač, který spustí genovou expresi při určité teplotě. Názorně to vidíme na obrázku (tým M.G.Shapira/Caltech). Tvary vytvářejí geneticky modifikované bakterie. V zeleně svítících vlevo dole (strom a trávník) je molekulární spínač, který při 37 °C spustí expresi genu pro zeleně fluoreskující protein. V červeně svítícím sluníčku spínač při 42 °C spouští expresi genu pro červeně fluoreskující protein. Expresí genu rozumíme převod v něm obsažené informace na reálně existující molekulární strukturu. Pozorným čtenářům neuniklo, že při zvýšení teploty na 42 °C začaly původně zeleně svítící bakterie fluoreskovat žlutě. Obsahují totiž stejný červený spínač při 42 °C jako bakterie na obrázku vpravo nahoře (sluníčko). Při aditivním mísení červená se zelenou vytvoří žlutou. Teplotního buněčného spínače lze využít i jinak, než ke svícení. Bakterie mohou např. při dosažení určité teploty uvolňovat léčiva. V praxi by se to řešilo nejspíš mírným ohřátím příslušné části těla pomocí ultrazvuku. Bakterie by uvolnily svůj náklad jen v této části a nikoliv v chladnějším zbytku těla.

Proč osoby trpící chorobnou hemolýzou silně ohrožuje bakteriální infekce, objasnil lékařský tým vedený Sylvií Knapp z Vídeňské univerzity. Hemolýza obecně je rozpad červených krvinek, při kterém se uvolňuje krevní barvivo - hemoglobin. Dochází k němu jednak přirozeně u poškozených nebo starých červených krvinek v játrech, slezině a kostní dřeni. Anebo v důsledku onemocnění, např. srpkovité anemie, malárie či sepse přímo v cévách. Dosud se předpokládalo, že ionty železa uvolněné z rozpadajícího se uvolněného hemoglobinu jsou živnou půdou pro bakterie, a tedy příčinou infekce. Skutečno je mnohem složitější. Viníkem je hem, komplex organické molekuly s iontem železa (struktura viz obr.), který je klíčovou složkou hemoglobinu. Samotné železo je v tom nevině. Volná hemová molekula se přednostně váže na cytoskelet makrofágů, jednoho typu bílých krvinek, který zodpovídá za boj s bakteriální infekcí. Cytoskelet je systém bílkovinných vláken, který kromě jiného představuje mechanickou oporu buňky. Navázání hemových skupin na cytoskelet makrofágů výrazně sníží jejich pohyblivost, takže nemohou dobře fungovat.

Pomocí citlivých mikrofonů lze zachytit zvuky, které vydávají tkáně kukuřice při svém růstu. Dokázali to Douglas Cook z New York University spolu s Rogerem Elmorem a Justinem McMechanem z University of Nebraska. Kukuřice (rod Zea) patří do čeledi jednoděložných rostlin lipnicovitých (Poaceae), které označujeme jako trávy. Skutečně tedy slyší trávu růst. Růst tkání probíhá jako neustálé hojení miniaturních poškození, která vznikají díky nárůstu mechanického napětí. Při posilování našich svalů je to úplně stejné jako při růstu stonku rostliny. Akustickou emisi využívají technici již dlouhou dobu, protože je zpravidla spojena s poškozováním materiálu a přináší o něm důležité informace. Je to obdobné, jako když jdeme po ledě a nasloucháme, zdali neuslyšíme nebezpečné praskání. O svých měřeních budou objevitelé kukuřičných zvuků přednášet 28.listopadu na 172.kongresu Americké akustické společnosti v havajském Honolulu. Jeden z druhů kukuřice, kukuřici setou (Zea mays), vidíme na obrázku (Autor: Original source: http://ridgwaydb.mobot.org/mobot/rarebooks/Na Commons přenesl z cs.wikipedia uživatel Sevela.p pomocí nástroje CommonsHelper., Volné dílo, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8907984).

Genom původně africké tropické žáby drápatky vodní (Xenopus laevis), obsahuje celkem čtyři sady chromozomů, vždy po dvou od jiného druhu žáby. Jde tedy o tetraploidního živočicha. Ploidie je počet sad chromozomů v buňce. Lidé, stejně jako ostatní savci, jsou diploidní. Máme po jedné sadě od každého rodiče. Haploidní, tedy s jedinou sadou chromozomů, jsou jenom naše buňky pohlavní. U ryb, obojživelníků i rostlin není výskyt většího počtu chromozomálních sad než dvě až takovou výjimkou. Hovoříme o polyploidii, u drápatky vodní tetraploidii, protože má sady čtyři. Zjednodušeně můžeme říci, že u ryb, obojživelníků a rostlin nové druhy vznikají pomocí nově vzniklých genů. Větší počet sad chromozomů je v tomto případě výhodnější. Nové druhy savců vznikají spíše změnou regulace fungování genů. Objevitelé tetraploidii drápatky vysvětlují nejprve rozštěpením jejího předka na dva druhy před 34 miliony let. Před 17 - 18 miliony oba let opět splynuly v jeden. Mezinárodní biologický tým, který její genom zkoumal, vedli prof.Daniel Rokhsar a prof.Richard M. Harland, oba z University of California v Berkeley, a prof. Masanori Taira z Tokijské univerzity.

Sezonní pohyby australského kontinentu odhalil Shin-Chan Han z University of Newcastle v australském státě Nový Jižní Wales (New South Wales). Rozložení vodstev na Zeměkouli podléhá sezónním změnám. Během naší zimy přibývá voda v severním Atlantiku, v našem létě v jižním Pacifiku. V důsledku toho se posouvá zemské těžiště a nepatrně se mění celkové rozložení gravitačních sil. V důsledku těchto změn se Australský kontinent v našich zimních měsících posouvá asi o 1 mm k severozápadu. Jeho jihovýchodní část nepatrně stoupá, zatímco severozápadní poklesne o 2 až 3 mm. V našem létě proběhnou pohyby přesně opačné. Výsledky měření 14 GPS stanic rozmístěných po celém australském území v měsíčním časovém rozlišení shrnuje obrázek (Han, S.-C. (2016), Seasonal clockwise gyration and tilt of the Australian continent chasing the center of mass of the Earth's system from GPS and GRACE, J. Geophys. Res. Solid Earth, 121, doi:10.1002/2016JB013388 ).

Moderní elektronice kralují polovodiče, leč mají svá omezení a začínají narážet na materiálové limity. Protože rychlost pohybu elektronů v polovodičích je omezená, zvýšení rychlosti elektronických prvků by bylo možné pomocí vakua jako u klasických a částečně překonaných vakuových elektronek. Však také stále mají své místo v terahertzových aplikacích a u mikrovlnného permaktronu. Emise elektronů z pevné látky do vakua vyžaduje dosti energie, což brání většímu rozšíření vakua v elektronice. Se zajímavým řešení tohoto problému přišli Ebrahim Forati, Tyler J.Dill, Andrea R.Tao a Dan Sievenpiper z University of California v San Diegu. Speciálně upravili kovový povrch tak, že k vyvolání fotoemise elektronů stačí infračervené záření. Stane se tak díky plasmonové rezonanci, což jsou kmity vodivostních elektronů na rozhraní prostředí s různou permitivitou. Na snímku pořízeném rastrovacím elektronovým mikroskopem vidíme (a) detail speciálně upraveného povrchu a (b) celé zařízení (Forati, E. et al. Photoemission-based microelectronic devices. Nat. Commun. 7, 13399 doi: 10.1038/ncomms13399 (2016)).

Novou roli signální bílkoviny galektin-3, jež může být využitelná při léčbě cukrovky, odhalil americko-čínský tým z University of California v San Diegu a Čínské akademie lékařských věd vedený Jerroldem M.Olefskym. Na jeho práci se podíleli též experti z Merck Research Laboratories a společnosti Lipomics Technologies. Galektin-3 (Gal3) blokuje inzulinový receptor buněk, takže nemohou využít glukózu. Její koncentrace v krvi tudíž stoupá. Blokování Gal3 u myší vedlo k výraznému zvýšení citlivosti na inzulín. Galektin-3 je řetězec ze 130 aminokyselin a patří mezi lektiny. Účastní se mnoha dějů v buňkách, nicméně jeho interakce s inzulinovým receptorem je novinka. Na obrázku vidíme, jak vypadá jeho molekula (obr.Emw, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8820268).

Neobvyklou metodu recyklace kovového odpadu vyvinul elektrochemický tým z Vanderbilt University v Nashvillu v Tennessee pod vedením Cary L.Pinta. Ze zlomků oceli 1010 a bronzu o složení 67% mědi a 33% zinku sestavili akumulátor. Dosahuje napětí 1,8 V a jeho specifická energie činí 20 Wh/kg, což je zhruba polovina standardního olověného akumulátoru, jaký využíváme v automobilech. Pomocí anodické oxidace na površích kovů nejprve vytvořili nanostruktury ze směsných oxidu železa respektive mědi. Takto připravené elektrody pak ponořili do vodného roztoku běžné průmyslové chemikálie hydroxidu draselného, který posloužil jako elektrolyt. Testování ukázalo, že akumulátor vydrží 5.000 cyklů nabití-vybití. Je otázka, zdali se nová metoda více rozšíří. Bezpochyby jde o zajímavou myšlenku, avšak modernější akumulátorové systémy vykazují výrazně lepší parametry. Ocelo-bronzový akumulátor vidíme na obrázku s napájenou modrou diodou LED (foto Vanderbilt University).

Video s ukázkou tisku pomocí ultrafialového záření na nový až 40krát opakovaně použitelnou folii najdeme zde (J.Wei et al., Electrospun Photochromic Hybrid Membranes for Flexible Rewritable Media, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8 (43), pp 29713–29720, DOI: 10.1021/acsami.6b10620). Po vymazání vytištěného pomocí ozonu O₃ můžeme tisknout znovu. Umožňuje to vrstva ze směsi oxidu wolframového WO₃ a polyvinylpyrrolidonu, jehož chemickou strukturu vidíme na obrázku. I v dnešních digitálních časech se bez tištěných papírových materiálů neobejdeme. Nový vynález by mohl být k našemu prostředí šetrnější alternativou.

Moloch ostnitý (Moloch horridus), australský plaz z čeledi agamovitých (Agamidae), pije prostřednictvím své kůže. Pohybuje se ve velmi suchém prostředí, nicméně jeho ústa jsou tak specializovaná pro lov mravenců, že ztratila schopnost lízáním získávat vodu. Philipp Comanns z Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen a Philip C. Withers z University of Western Australia spolu s dalšími kolegy zjistili, že vodu mu do úst přivádí soustava kapilárních kanálků mezi překrývajícími se šupinami. Získávají ji z mlhy, vody v loužích, kondenzátu na kůži, deště nebo vlhkého písku. Nejdůležitější zdroje pro ni představují poslední dva jmenované. Ještěrce prostě k napití stačí, když ji na záda nasypete vlhký písek. Moloch ostnitý je bizarní tvor pokrytý ostny a kožními růžky. Dorůstá až 20 cm a váží do 88 g. Prohlédnout si ho můžeme na obrázku (foto Stu [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons). Fotografie byla pořízena v australském Alice Springs Desert Park.

Další možné nebezpečné důsledky nákazy virem Zika odhalili Jennifer Govero, Prabagaran Esakky a Michael S.Diamond s dalšími svými kolegy z Washington University School of Medicine v Saint Louis, alespoň u myší. U myšáků virus Zika poškozuje tkáň varlat, což vede k jejich atrofii, snížení produkce samčího pohlavního hormonu testosteronu i spermií. Může-li k tomu dojít i u lidí, zatím nevíme. Popsané experimenty proběhly s kmenem viru Zika Dakar 41519, který se na myši adaptoval. Na fotografii Prabagarana Esakky můžeme porovnat běžné myší varle (vlevo) s atrofovaným tři týdny po infekci (vpravo).

Utažská společnost Genifuel Corporation připravuje v Britské Kolumbii výstavbu provozu na zpracování kalu z komunálních čističek odpadních vod. Za tlaku 20,7 MPa a teploty 350 ^oC z nich vzniká směs uhlovodíků svým složením blízká surové ropě. Na obrázku vidíme příslušnou provozní linku (foto Genifuel Corporation). Zpracování kalu dlouho bránil vysokým obsah vody v něm. Vědci z Pacific Northwest National Laboratory tento problém vyřešili tak, že vodu využili jako surovinu. Chemicky jde o rozklad nejrůznějších organických látek z čistírenských kalů pomocí vody za vysoké teploty a tlaku. Během reakce se vznikající ve vodě nerozpustné uhlovodíky samovolně oddělí od zbývající vodné fáze. Z tělesných odpadů jednoho člověka za rok lze získat až 11 litrů surové ropy. Otázkou zůstává cena. Jde o energeticky náročnou reakci, protože vyžaduje vysokou teplotu i tlak. Nabízí se přímé využití sluneční energie k ohřevu, což by jistě výsledné produkty zlevnilo.

Význam nové technologie recyklace čistírenských kalů zvyšuje zjištění vědců z University of California v Irvine pod vedením Diega Rosse. Z čističek komunálních odpadních vod uniká do atmosféry nezanedbatelné množství skleníkového plynu oxidu uhličitého. Při úvahách o budoucím vývoji klimatu neberou klimatologové tento CO₂ v úvahu, protože předpokládají, že nevzniká z fosilních zdrojů. Nicméně práce Rossova týmu ukázala, že až 28% tohoto oxidu uhličitého je fosilního původu, a to z nejrůznějších mýdel, saponatů a pracích prášků vyrobených z ropy.

V rámci restaurátorských prací a oprav jeruzalémského Chrámu Božího hrobu došlo poprvé po mnoha století k otevření údajného hrobu Ježíše Krista. Restaurování provádí experti z Národní aténské technické univerzity známí svou prací na aténské Akropoli a v istanbulském chrámu Boží Moudrosti. Restaurování edikula, zděné svatyně nad Kristovým hrobem, začalo v březnu tohoto roku pod vedení prof. Antonia Moropoulou a má ukončeno na jaře 2017. V rámci těchto prací otevřeli odborníci i údajný Kristův hrob zejména za účelem průzkumu a důkladného zadokumentování. Jako místo posledního Ježíšova odpočinku ho poprvé označila až svatá Helena, matka římského císaře Konstantina Velikého, roku 326 po Kr. Chrám poškodilo zemětřesení v roce 1927 a britská správa ho tehdy jen provizorně zajistila. Nedostatek prostředků a neshody mezi správci Chrámu Božího hrobu způsobil, že se na skutečnou opravu čekalo skoro sto let. Chrám patří společně katolické, pravoslavné a arménské církvi s menším vlivem koptské, etiopské a syrské církve. Významnou částkou ve výši 4 milionů USD přispěl na restaurování edikuly jordánský král Abdalláh II. Vstup do Chrámu Božího hrobu vidíme na obrázku (Berthold Werner – Vlastní dílo, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14574786).

odhalila analýza genomů prvních obyvatel souostroví Tonga a Vanuatu v Tichém oceánu. Na rozdíl od ostatních prozkoumaných dávných kolonizátorů ještě neobydlené Oceánie neukazuje jejich DNA na příbuznost s obyvateli Nové Guineje, nýbrž míří do oblasti jižní Číny a Taiwanu. Samotná analýza DNA z lidských pozůstatků starých několik tisíc let nebyla snadná, protože ve vlhkém podnebí tropických ostrovů dochází k rychlému rozkladu organického materiálu. Naštěstí se na Vanuatu dochovaly kosti skalní tří obyvatel z doby před 2.700 až 3.100 lety. Na Tonze se podařilo nalézt pouze jedinou z doby před 2.300 až 2.700 roky. Kost skalní je u savců součást spánkové kosti. Vidíme ji na obrázku (Autor: Welleschik – Vlastní dílo, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6995289), kde je vyznačena zeleně. Jak její název napovídá, jde o velmi tvrdou kost, takže DNA v ní je lépe chráněna než kdekoli jinde. Neobyčejně rozsáhlý vědecký tým vedený Davidem Reichem z Harvard Medical School v Bostonu, na jehož práci se podíleli i experti z Vanuatu, Estonska, Indonésie, Papuy-Nové Guineje a Bruneje, porovnal tuto DNA s genomem 778 současných obyvatel východní Asie a Oceánie. Vypadá to, že lidé původem z oblasti Nové Guineje se po Oceánii rozšířili až po této migrační vlně přímo z jižní Číny, která zasáhla minimálně oblast obou zmíněných souostroví.