Během autofágie (jakéhosi sebepojídání) dodávají buňky cytoplasmatické složky, včetně celých organel, do lyzosomů, kde jsou odbourávány. Tento základní recyklační pochod nastává během zásadních vývojových změn a v období vážného nedostatku potravy. Teď se ukazuje, že autofágie je možná i složkou stárnutí buněk. Jde totiž o to, že nedostatky v „domácím úklidu” mohou vést k tvorbě nádorů a degeneraci nervového systému. Souvisí to i s tím, že mírné snížení příjmu potravy (od červů až po člověka) často vede k prodloužení života. Stárnutí je totiž dáno vysokou produkcí volných radikálů a nedokonalostí opravných systémů při replikaci, popřípadě transkripci, DNA. Tím, že se podaří odstranit zdroje volných radikálů – a to jsou především mitochondrie – se může zvýšit úloha autofágie. K jejímu zvýšení přispívá tvorba tzv. autofagosomů prodlužováním membrán endoplasmatického retikula za účasti dvou autofágních proteinů Atg1 a Atg13, jejichž činnost může být potlačena jejich nadměrnou fosforylací. V tom zase hraje roli protein zvaný rapamycin.

Norská akademie věd udělila profesoru matematiky Peteru Laxovi z amerického Courant Institute of Mathematical Science Abelovu cenu za rok 2005, což je analogie Nobelovy ceny, která se však v matematických oborech neuděluje. Letošní laureát obdržel cenu, kterou mimo jiného tvoří 480 tisíc liber, za svou práci v oboru diferenciálních rovnic. Cena je pojmenována po norském matematiku 19.století Nielsi Henriku Abelovi.

Problémům programátorů a dalších uživatelů počítačů s klávesnicemi bylo již věnováno mnoho informačních bitů. Všichni výrobci klávesnic dnes usilují o tzv. ergonomické klávesnice, které mají vést k nejpřirozenější poloze a pohybům rukou a tím snížit zátěž působící po tento orgán. V drtivé většině se však všechny nabízené klávesnice – odhlédneme-li od barvy, rozměrů a případně materiálu – podobají klasické klávesnici starého dobrého psacího stroje. Vezměme jen velmi jednoduchý příklad – proč jsou klávesy stále na klávesnicích v jednotlivých řadách posunuty tak, že netvoří sloupce ? Na mechanickém psacím stroji pro to byl dobrý důvod – každou klávesou se stlačovala páka, vedoucí k příslušnému kladívku : aby se tyto páky do mechaniky vešly, musely být klávesy posunuty. Dnes pro toto upořádán žádný důvod – kromě tradice – není.

V poslední době se však již objevují klávesnice, které odmítají respektovat vžité zvyklosti. Jednou z nich je např. EZ-Reach 2030 vyráběná firmou TypeMatrix. Ta má, kromě obvyklých tvarových ergonomických prvků, klávesy uspořádány do mřížky, tedy jsou nejen v řadách, ale i ve sloupcích. To samozřejmě tak převratnou novinkou není. Co však nové je umístění kláves “ENTER“ a „BACKSPACE“ nikoliv na okrajích, nýbrž uprostřed klávesnice. Jiným příkladem je klávesnice Contoured Ergonomic Keyboard firmy Kinesis. Ta má nejen klávesy uspořádané do mřížky, ale je i rozdělena na dvě části, pro pravou a levou ruku. I to se již vidělo jinde, novinkou je však opět umístění nepísmenových kláves : pro snížení namáhání malíčků je zvoleno řešeno přesunem kláves „ENTER“, „DELETE“ a „BACKSPACE a dalších pod palec. Bourat vžité zvyklosti je vždy ošidná věc : nové klávesnice proto startují se značným handicapem. V současné době probíhá jejich testování, zda si je uživatelé oblíbí nebo ne zůstává dosud otevřenou otázkou.

Začátkem května publikovali neurobiologové z Duke University v Severní Karolině zjištění, že makakové jsou schopni ovládat umělou (robotickou) končetinu pouze mozkovými signály. Implantovali opičkám tenké mikroelektrody do čelních a bočních mozkových laloků a citlivým detektorem spojeným s počítačem zaznamenávali signály, které odpovídaly určitým pohybům končetin. Nejdříve šlo o analýzu signálů při učení, jak používat pákový ovládač nad obrazovkou a uchopit ho s určitou silou. V další fázi do činnosti zahrnuli umělou paži umístěnou v jiné místnosti. Nejdříve se výkon makaků snížil, ale za krátkou dobu se naučili manipulovat robotickým kursorem. Potom byl takový ovládač odstraněn a opičky i nadále pohybovaly pažemi tak, aby uchopily kursor a tím i ovládaly umělou paži. Konečně za několik dní makakové zjistili, že nemusí pohybovat pažemi vůbec, jejich svaly se zklidnily a oni pohybovali robotem pouhými signály z mozku s vizuální kontrolou. Pokus ukazuje na mimořádnou adaptabilitu mozku a dává naději, že po zdokonalení příslušných zařízení bude možno i pro pohybově postižené pacienty ovládat různá vnější zařízení pouhými motzkovými signály.

Od září 2004 trénuje více než 300 amerických důstojníků na novém bojovém simulátoru, velmi podobnému bojovým počítačovým hrám. Simulátor má několik modulů – mezi nimi například městský terén nebo přírodní krajinu s horami nebo pouštěmi. „Je to opravdu o tvrdém tréninku v reálném prostředí a rozhodování pod tlakem, ale je to i zábava,“ říká ředitel aplikovaného výzkumu Institutu kreativních technologií – konzorcia odborníků na vzdělání, tvůrců počítačových her a armádních představitelů. Minulý rok rozšířila americká armáda svůj kontrakt s Institutem na dalších 5 let (a hodnotu 100 milionů dolarů). Nový přístup k tréninku šetří munici a materiály, a také se velmi hodí pro novou generaci rekrutů, kteří již vyrostli na počítačových hrách. „Je to tak blízko skutečnosti, jak jen dokážeme,“ říká jeden z důstojníků, který vzpomíná na svůj trénink v roce 1993, z velké části složený z promítání projektorem. „Za 10 let jsme došli tak daleko. Nedokážu si představit, kde budeme za dalších 10 let“.

Vzhledem k tomu, že velké skupiny genů jsou totožné u nejvyšších i nejnižších organismů a genomy dvou blízkých druhů jsou takřka totožné, nepřekvapí, že řada biologických struktur, které tvoří naše tělo, je velmi podobná těm, které najdeme u jiných živočichů. Např. o podobnostech v genetickém základu oka pojednávám článek Akademonu z 9.9.2002.

Poslední práce biologů z Universito of California v San Diegu ukazují, že existují i velké podobnosti funkční. Zjistili, že peptid SDF-2, který synchronizuje tvorbu spór u améby Dictyostelium discoideum, je velmi podobný lidskému mozkovému peptidu DBI, jež má zklidňující účinky. Další experimenty ukázaly, že lidský peptid DBI působí i na tvorbu spór u jmenovaných améb.

Jak vzniklo oko?

Osobní energetická spotřeba moderního vojáka je mnohem vyšší než dříve – brýle na noční vidění, komunikační zařízení, jednotky pro zaměřování polohy pomocí systému GPS – všechny spotřebovávají energii. V současné době je tato energie dodávána bateriemi, kterých např. americká armáda spotřebuje ročně stovky tun. Tyto baterie jsou jednotkám v poli dodávány leteckým mostem a poté rozdělovány vojákům, každý z nich také nosí přibližně dvě desítky jako železnou zásobu. Vojáci jsou také trénováni k tomu, aby vypotřebované baterie nevyhazovali, aby podle nich nemohli být vysledováni. Američtí vojáci však ani nemohou využívat veškerou osobní výstroj, kterou by již v současné době využívat mohli : kdyby to dělali - její spotřeba energie by byla odhadem asi 240 watt-hodin denně – potřebné baterie by ani nebyli schopni unést.

Baterie tedy mají zjevně řadu nevýhod; proto americká armáda hledá jiné řešení. Zdá se – alespoň podle názoru Lynna Samuelsona, výzkumníka z U.S. Army Soldier Systems Center v Naticku, stát Massachusetts, že je již nalezla v podobě fotovoltaických článků. Tyto články mají podobu dobíjecích baterií doplněných lehounkými plachtami, které jsou schopny po rozvinutí zachycovat sluneční paprsky , měnit je na elektrickou energii a dobíjet k ní připojené baterie. Pionýrem v tomto vývoje je společnost, Konarka Technologies z Lowellu v Massachusetts, která nedávno získala od US Army kontrakt za 1,6 mil USD právě na výrobu těchto článků. Na rozdíl od klasických fotovoltaických článků vyrobených z vrstev polovodičů jsou její prototypy složeny z vrstev polymerických umělých hmot. Cílem vývoje je integrovat fotovoltaické články přímo do částí výstroje, které vojáci stejně užívají – stanů, matrací a dokonce i uniforem. Časem se třeba dočkáme toho, že vojáci budou se svým oblečením a vybavením sami zdroji energie, kterou potřebují jejich další zařízení. Pouze asi nebudou moci moc dlouho zůstávat potmě !

Superkritický oxid uhličitý již nalezl své pevné místo jako rozpouštědlo při extrakcích a některých polymeracích. Možnosti jeho užití jsou však širší. Pokusy japonských chemiků ukázaly, že poslouží jako vhodné prostředí i pro hydrogenaci (reakci s vodíkem) organických sloučenin, která v něm probíhá velmi rychle.

Co to vlastně je superkritický oxid uhličitý, pro nějž se vžívá speciální zkratka scCO₂? Zahříváme-li plyn za rostoucího tlaku, dostane se do stavu, kdy vlastnosti kapaliny a plynu splynou. Pak hovoříme o superkritickém stavu. A právě oxid uhličitý do něj lze převést za celkem přijatelných podmínek, za tlaku 72,9 atmosfér a teploty 31,1 ^oC.

Dva vědecké týmy objevily v Tanzánii nezávisle na sobě nový druh opice. Trevor Jones narazil na vědě dosud neznámý druh mangabeje náhodou v tanzanijské rezervaci Ndundulu. Pro Tima Davenporta byl objev nové opice výsledkem ročního systematického pátrání na vysočině asi 350 km od místa, kde se s opicí potkal Jones. Davenport vsadil na vyprávění domorodých lovců o opici jménem „kipundži“. Popis nového druhu opice pod vědeckým jménem Lophocebus kipunji byl zveřejněn v časopise Science a je společným dílem obou badatelských týmů.

Mangabej kipundži, jak bychom si snad mohli tuto opici provizorně česky pojmenovat, žije na území o celkové ploše asi 120 km čtverečních a vyskytuje se tam nejvýše v 500 kusech. Znamená to, že je ohrožen vyhubením podobně jako jiné druhy afrických opic, které decimuje především kácení lesů a intenzivní lov. Není vůbec jisté, jestli se povede sehnat dost peněz na ochranu území, kde se nový mangabej vyskytuje. Zatím se nepodařilo získat DNA nového mangabeje, takže nejsou k dispozici data o jeho vztahu k ostatním mangabejům. Vzhledem a hlasovým projevem se od nich však výrazně liší. Patří mezi „stromové mangabeje“, jejichž život je prozkoumán jen chabě, na rozdíl od druhů mangabejů, kteří si hledají potravu na zemi.

Po mnoha dohadech se údajně potvrdilo, že americká armáda skutečně odeslala do Iráku ke zkušebnímu nasazení prvního bojového robota nazývaného SWORDS (z anglické zkratky Special Weapons Observation Reconnaissance Detection Systems). Jedná se o typ neautonomního robota, který pálí pouze po souhlasu lidského operátora, který cíl vyhodnocuje na základě obrázků přenesených z optických čidel (kamer) robota. Robot byl vyvinut společností Perceptek, jejíž president Jim Lotrie tvrdí : „Autonomní rozhodování [robotů] je velmi obtížný problém, proto ještě v dohledné budoucnosti zde vždy bude lidský operátor, který rozhodne zda robot míří na nepřítele nebo na přítele“. Doufejme, že tomu tak opravdu bude.

Tým jihokorejských biologů vedených Woo Suk Hwangem z university v Soulu zveřejnil v internetové verzi časopis Science zprávu o tom, že jim podařilo poprvé v historii vytvořit embryonální kmenové buňky „ušité na míru“ konkrétním pacientům. Korejci odebrali kousek kůže devíti lidem ochrnutým po úrazu páteře, šestiletému diabetikovi a dvouletému chlapci s dědičnou poruchou imunitní obrany. Postupem označovaným jako terapeutické klonování pak vytvořili embryonální kmenové buňky.

Buňku pokožky vědci nejprve spojili s lidským vajíčkem získaným od dobrovolných dárkyň. Tak vznikly zárodky, z kterých by se teoreticky mohly narodit klony pacientů. To však neměl tým z university v Soulu v úmyslu. Vědci nechali zárodky šest dní vyvíjet v laboratoři a pak je přenesli do podmínek, kdy embryo zaniká a mění se embryonální kmenové buňky. Tyto buňky mají schopnost neomezeného množení, ale přitom si udržují schopnost diferencovat se v kterýkoli ze zhruba 230 typů buněk lidského těla. Tuto diferenciaci lze navodit i v laboratorních podmínkách a korejští vědci tak už získali např. buňky svalu či kosti. Pokud by se jim podařilo získat plnohodnotné neurony, buňky slinivky či kostní dřeně, mohli by jimi vyléčit nemocné dárce kožních buněk. Ti by neměli s přijetím vypěstovaných buněk vážnější potíže. Imunitní systém by je přijal, protože by to byly vlastně buňky pacienta „rekvalifikované“ na náhradu za poškozenou tkáň. Buňky pacienta s dědičnou poruchou imunity by ale před tím ještě musely projít „opravou“ poškozeného genu, protože získané embryonální kmenové buňky si nesou v dědičné informaci defekt vyvolávající chorobu. Překvapením byla především vysoká úspěšnost, s jakou se Hwangovu týmu dařilo vytvářet embryonální kmenové buňky. Na jedenáct linií potřebovali pouhých 31 embryí. U některých pacientů vystačili s jediným embryem a byli tedy stoprocentně úspěšní. Při předchozích experimentech byl tento tým úspěšný nejvýše v 0,5%. „Je to průlom, v jaký jsem nedoufal ani za desítky let,“ prohlásil americký biolog Gerald Schatten. Hwang nicméně upozorňuje, že doba, kdy budou tyto buňky použity k léčbě, ještě zdaleka nenadešla.

Pracovníkům z Carnegie Institute v americkém Washingtonu D.C. se podařilo metodou depozice z par připravit umělý diamant o hmotnosti 10 karátů (2 g) šperkařské kvality, což je dvojnásobek oproti dosavadní technologii, při které docházelo ke krystalizaci diamantů za vysokého tlaku a teploty.

Poslední výzkumy ukazují, že technologické využití diamantu je mnohem starší, než se archeologové doposud domnívali. Podařilo se totiž najít doklady, že diamant se používal ve starověké Číně k broušení obřadních pohřebních sekyrek před 4.500 lety, tedy již v době kamenné.

Elektrárna, která přemění energii oceánských vln na elektřinu se začne stavět 5 km od pobřeží severního Portugalska. Půjde o první komerční elektrárnu tohoto typu. Její výkon přesáhne 2 MW. Jednotlivé ukotvené segmenty se budou kvůli vlnám pohybovat nahoru a dolů. Tento pohyb bude pohánět čerpadla speciální konstrukce, která poženou hydraulickou kapalinu do generátorů. První elektřina poteče do sítě v příštím roce.

Jinou cestou se vydali na Oregon State University. Energii vlnění na elektřinu přeměňuje cívka umístěná uvnitř bóje. Jádro této cívky je pevně ukotveno ke dnu, zatímco její vinutí tvoří vnitřek bóje, takže vlnění způsobuje vzájemný pohyb vinutí cívky a jádra, čímž vzniká elektřina. Jde vlastně o obdobu známého Faradayova experimentu, kterým poprvé přeměnil magnetické pole na elektřinu.

akademon.cz 25.3.2009: Podle posledních zpráv bylo celé zařízení, uvedené do chodu v září 2008, v provozu jen několik měsíců. Nejprve bylo odstaveno kvůli technickým problémům, pak zbankrotoval jeho hlavní investor. Celkové náklady dosáhly 9 milionů euro.

Zkamenělé dřevo se zachovanou strukturou a někdy i zbytky lesa najdeme prakticky na všech kontinentech. Chemici z Pacific Northwest National Laboratory nyní vyvinuli metodu, která umožňuje ze dřeva připravit velmi pevný, žáruvzdorný materiál. Celý proces začíná mořením dřeva v kyselině, pak následuje moření v roztoku, který obsahuje křemík nebo titan, a následuje vypalování v peci v argonové atmosféře. Křemík i titan reagují s uhlíkem z celulózy, jež tvoří velkou část struktury dřeva, za vzniku karbidu křemičitého nebo titaničitého, což jsou velmi pevné látky. Vláknitá struktura dřeva však zůstane zachována. Lze tedy využít skutečnosti, že dřevo lze velmi snadno opracovat, a procesem petrifikaci může projít již hotový výrobek.

Časopis The Scientist se zeptal představitelů vědy několika vloni přistoupivších států EU, jak tento krok poznamenal vědecký výzkum v jejich zemi. Izold Pustylnik z estonské sekce Euroscience pochválil aktivnější zapojení vědců z nových členských zemí do struktur EU. Edvard Kobal ze Slovinské vědecké nadace se domnívá, že starší členské země se teď budou mnohem více zajímat o slovinské vědce pro společné projekty. Nesporný přínos je i v tom, že nové členské země mají teď přístup k tzv. strukturním fondům EU. Valdas Laurinavičius, ředitel Litevského biochemického ústavu, právě v tom vidí perspektivu další práce litevských vědců. Václav Pačes, nově zvolený předseda Akademie věd ČR, vidí výzvu v tom, že Evropská rada pro výzkum (ERC) bude podporovat země s vysokým vědeckým standardem (např. Velká Británie, Německo, Francie) a že to bude vyžadovat na české straně reorganizovat výzkum tak, aby se dostalo podpory těm nejlepším a konkurenceschopným, kteří by v rámci ERC mohli spolupracovat s nejlepšími evropskými týmy. Právě profesor Pačes však vyslovil myšlenku sdílenou téměř všemi představiteli nových členských zemí, totiž že by přivítal méně byrokracie.

čili zařízení, které převádí elektrický signál na optický, sestrojili vědci z Cornell University. Tvoří jej optický kruhový rezonátor o průměru 12 mikrometrů na povrchu polovodivého křemíku.Do něj se světelný signál přivádí běžným liniovým světlovodem a mnohokrát ho oběhne než jej znovu opustí dalším liniovým světlovodem. Rezonátorem však může projít pouze určitá vlnová délka daná jeho rozměry. Konkrétně v našem případě je vyladěn na infračervené záření o vlnové délce 1,576 nm. A nyní přichází ke slovu podložka z polovodivého křemíku. Vnitřek rezonátoru je pozitivně dopován, vnějšek negativně. Při vložení napětí mezi tyto oblasti vstupují díry do materiálu rezonátoru, mění jeho index lomu a zhasnou tak světlo.

Vědci se dlouho domnívali, že transkripce genů je limitována rychlostí, s jakou se RNA-polymeráza II dostane na startovní čáru genu. Teď se ukázalo, že i v klidovém stavu nedělících se kvasinek je tento enzym připraven na startovní čáře stovek genů a zahájí činnost v okamžiku, kdy se buňky octnou v prostředí, kde jde o boj o živiny. V případě kvasinek je nástup transkripce tak rychlý, že se během šesti minut spustí přepis 2500 genů.

V londýnské nemocnici Panny Marie začali testovat nové komunikační zařízení pro komunikaci mezi lékařem a hospitalizovaným pacientem a jeho vyšetření. Asi 1,5 m vysoký robot s obrazovkou stojí vedle lůžka nemocného. Doktor ho může ovládat pomocí joysticku prakticky odkudkoli. Zároveň pak k dispozici veškeré údaje o pacientovi. Bezpochyby jde o další krok, který umožní zefektivnit péči o pacienty, protože ho může v reálném času prohlédnout lékař, který o něm a jeho chorobě ví nejvíc. Na druhou stranu jde o další odlidštění zdravotnictví, kde účast a porozumění ze strany ošetřujících hrají důležitou roli. Teplé lidské slovo od lékaře prostřednictvím obrazovky robota asi není to pravé.

Sonda Cassini odhalila další Saturnův měsíc o průměru 7 km, který obíhá uvnitř vnějšího prstence planety, označeného A, v tzv.Keelerově mezeře, ve vzdálenosti 136.505 km od středu planety. Nový měsíc S/2005 S1 je třicátým čtvrtým známým Saturnovým měsícem, a druhým, který obíhá uvnitř prstenců. Pozorování družice jen potvrdila dřívější předpoklady astronomů o jeho existenci.

Vitamin A je v buněčné cytoplasmě přeměněn na retinovou kyselinu, která vstupuje do buněčného jádra a tam reguluje transkripci genů. Mezi jiným se ukázalo, že inhibuje růst nádorů, a tak se jí pokusně využilo při léčbě leukemie a dalších typů rakoviny. Osvědčila se i při léčbě diabetu, aterosklerozy a emfyzému, ale bylo nutno ji užívat ve vysokých, často toxických dávkách. Nyní se přišlo na to, že pro transport do jádra se retinová kyselina musí vázat na speciální vazebný protein zvaný CRABP-II. Překvapivé však bylo, že tento protein neobsahuje sekvenci aminokyselin, která je potřebná pro vstup do jádra a přesto funguje. Ukázalo se, že vazba retinové kyseliny na CRABP-II přehodí tři aminokyselinové zbytky tohoto proteinu tak, že se objeví na povrchu kladné náboje a po složení do trojrozměrné struktury vypadá pozměněny CRABP-II tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům na transport do jádra. Z praktického hlediska je významné, že zvýšením hladiny CRABP-II v buňce (což se zdá být v možnostech badatelů) se zvýší transport retinové kyseliny do jádra tak, že není zapotřebí aplikovat její vysoké toxické dávky.

I na tržišti se dá učinit významný zoologický objev. Povedlo se to Robertovi Timminsovi z Wildlife Conservation Society na výpravě do Laosu. Hned vedle zeleniny prodával místní trhovec podivné zvíře. „Hned jsem věděl, že jsem nikdy nic podobného neviděl,“ popisuje vzrušující okamžiky Timmins. Vědci záhy získali od místních lovců další exempláře a z nasbíraných sovích vývržků vytěžili i kosti dosud neznámého hlodavce. Po analýzách DNA a detailním průzkumu lebky a některých kostí popsali v tvorovi označovaném domorodci jako kha-nyou nejen zcela nový druh, ale dokonce zástupce nové čeledi hlodavců. O živočichovi se zatím ví jen málo. Žije v pralese v okolí vápencových skal. Živí se rostlinnou potravu a aktivní je především v noci.

Většina diskusí okolo klimatických změn na Zemi se točila okolo zvyšování povrchové teploty. Naproti tomu se o změny ve vodním cyklu, srážky, vypařování a průtok řekami téměř nikdo nezajímal. Přesto má však voda ohromný vliv na naše podnebí. Přirozený skleníkový efekt je způsoben především vodními parami; i radiační rovnováha na zemském povrchu je modifikována sněhovou a ledovou pokrývkou; distribuce typů rostlinstva je citlivá na vodní bilanci. Nyní se Wu a spolupracovníci pokusili o simulaci klimatu za posledních 140 let a předpověď do konce století, přičemž se soustředili na arktické zeměpisné šířky. Ukázalo se, že střední průtok při ústí eurasijských řek je 2300 km³ za rok. Od 30. let minulého století se tato hodnota zvýšila z méně než 1000 km³ za rok, zřejmě díky skleníkovým plynům. Pokud bude tato tendence pokračovat, dojde k výraznému odsolení severního Atlantského oceánu. To všechno souvisí s výraznými změnami ve vysokých severních šířkách, kdy zřejmě dojde k tání věčného ledu (permafrost) a sněhu, a tím i k zvýšení průtoku řek do arktických moří a posléze i k úplnému roztavení grónského ledovce a k celosvětovému zvýšení hladiny odeánů.

Kdo má ruce, zabývá se nyní možnostmi skladování vodíku, protože jde o oblíbené téma v centru pozornosti, a tudíž finanční zdroje jsou štědré. Nicméně zajímavý příspěvek představují práce vědců z National Institute of Standards and Technology v Marylandu a National Renewable Energy Laboratory v Coloradu. Pokovili fullereny a uhlíkové nanotrubičky vrstvou titanu (Maryland) či skandia (Colorado) a získali materiál, který absorbuje až 9 hmotnostních procent vodíku. Jde-li pouze o vliv neobyčejného zvětšení povrchu nebo o jiný synergický efekt, není doposud jasné.

Vývoj nervového systému vyžaduje, aby se miliardy neuronů pohybovaly jednak do správných míst v mozku, jednak aby rostla nervová vlákna spojující různé nervové buňky do složitého systému. Ví se, že špičky neuronů obsahují kuželovité útvary, které jsou zodpovědné za růst axonů ve správném směru. Tyto útvary reagují na komplexní sadu signálů z buněk, podél nichž rostou. Některé z nich axon přitahují, jiné jej inhibují a jeho růst zastavují. Pokud jde o tuto inhibici, je už dlouho znám protein zvaný efrin, který se váže na příslušný receptor, čímž se aktivuje protein zvaný Vav2 ve špičce rostoucího axonu. Práce z konce dubna tr. pocházející z Dětské nemocnice v Bostonu poukazuje na další protein hrající úlohu v růstu axonů, totiž efexin1. Sám protein podporuje růst axonů, ale v přítomnosti efrinu navázaného na receptor je efexin1 chemicky modifikován, což vede ke změně podpůrné struktury buněk zvané cytoskelet a ke zhroucení růstové špičky axonu. Tím se jeho růst buď zastaví nebo je zaměřen jiným, „chybným”, směrem.

Jiná, stejně čerstvá práce, tentokrát ze dvou šanghajských pracovišť, se soustřeďuje na úlohu vápenatých iontů. Jejich vnitrobuněčná koncentrace je regulována různými membránovými kanály a přenašeči. Tak například dva chemoatraktanty, natrin a BDNF, stimulují vtok Ca²⁺ do neuronů a jeho uvolnění z vnitrobuněčných zásobáren. Významnou úlohu tu hrají tzv. TRP-kanály, závislé na přechodném receptorovém potenciálu. Netrin nebo BDNF nejprve stimulují příslušný receptor, což aktivuje fosfolipázu C, aby produkovala inositol-1,4,5-trisfosfát. To vede k uvolnění Ca²⁺ z vnitrobuněčných zásob, čímž se aktivují TRP-kanály. Způsobí to nárůst koncentrace Ca²⁺ na jedné straně rústových špiček a tím je možno orientovat jejich růst.

Měření spekter jaderné magnetické rezonance (NMR) je velmi důležitou analytickou metodou, založenou na sledování změn spinu jader některých atomů po jejich vystavení silnému magnetickému poli. To právě představovalo zásadní překážku pro přesun metody z laboratoře do terénu, protože součástí přístroje jsou velké supravodivé magnety. Nicméně americko-německý tým uspěl při vývoji zařízení, které pracuje s magnety z neodymu, železa a boru klasického U-tvaru, které vytvoří magnetické pole 0,2 Tesla. Daní za toto zjednodušení je ztráta jemné struktury spekter, ale i tak půjde o cenného pomocníka např. v medicíně, při archeologických vykopávkách či výzkumu vesmíru.

Jaderný pór, který je znám z elektronmikroskopických snímků jaderné membrány už několik desetiletí, je extrémně složitý komplex obsahující 700–1000 molekul polypeptidů zvaných nukleoporiny a patřících do nějakých třiceti skupin proteinů. Zcela nedávná práce založená na kryoelektronové tomografii, rentgenové krystalografii a počítačovém modelování naznačuje, jak vypadá struktura komplexu, který jednak přenáší i malé proteiny (až 50 kilodalton) z cytoplasmy do jádra, jednak posouvá ribosomální podjednotky včetně nukleových kyselin vážící až 2 megadaltony z jádra do cytoplasmy. Pór vykazující při pohledu shora osmičetnou symetrii, obsahuje kanál dlouhý 120 nm (to je 20–30krát víc než je tloušťka obvyklé buněčné membrány) a na jeho cytoplasmatické straně jsou dlouhá pohyblivá proteinová vlákna, která řídí pohyb přepravovaného materiálu do vlastního póru. Uvnitř kanálu se materiál přepravuje postupným předáváním tzv. F-G-repeticemi. Do výzkumu se nyní zapojil i nobelovaský laureát Günter Blobel, jehož skupina při studiu nukleoporinu nup133 tvořícího základní kostru jaderného póru, zjistila, že tento protein obsahuje jakousi vrtuli, skládající se z proteinových beta-řetězců – takových polypeptidů s vrtulemi je známo už jedenáct, což je více než třetina ze známých typů polypeptidů jaderného póru.

O eukaryontních (jaderných) buňkách se ví, že získávají energii mitochondriální respirací a/nebo fotosyntézou založenou na funkci chlorofylu. Některé prokaryontní (bezjaderné) buňky kromě různých oxidací či dehydrogenací obsahují systém, založený na funkci membránových proteinů podobných rhodopsinu (např. bakteriorhodopsin, halorhodopsin , sensorický rhodopsin) aktivovaných světlem. Nepředpokládalo se, že by obdobný systém byl přítomen i v eukaryontních, například plísňových, buňkách.

Začátkem tohoto roku objevili kanadští biochemici v plísni Leptosphaera maculans gen velice podobný genu pro bakteriorhodopsin. Po expresi tohoto genu v membránách kvasinky Pichia pastoris tam byl zjištěn velice rychlý fotocyklus (řádově v desítkách milisekund) obdobný jako v halofilních bakteriích. Podobně jako v těchto bakteriích, i v proteoliposomech obahujících zmíněný rhodopsin, docházelo k přenosu protonů, a to rychlostí deset protonů na molekulu rhodopsinu za sekundu. Dnes je v plísních známo už přes dvacet proteinů podobných bakteriorhodopsinu. Pokud jsou tyto proteiny lokalizovány v mitochondriích, spekuluje se o tom, že i bakteriální předchůdci mitochondrií byli schopni produkovat ATP na základě absorbovaného světla.

Mnohé zkamenělé pozůstatky nového druhu ještěra pojmenovaného Falcarius utahensis nalezli paleontologové v americkém státě Utah, jižně od Green River. Tato stvoření žila před 125 miliony let a jsou zajímavá tím, že velikost jejich střev nasvědčuje spíše rostlinné potravě, zatímco drápy a chrup s charakteristickými znaky masožravců ukazují, že se zabýval i lovem. Jde zřejmě o jakousi přechodovou formu. S takovými procesy se občas v živočišné říši shledáme. Např. u chobotnice proběhl vývoj právě opačný, kdy se z nevzhledné, po dně plazící hmoty, do které se každý s chutí zakousl, změnila v obávaného predátora. Nový ještěr je 4 m dlouhý a 140 cm vysoký a jeho srst připomíná peří.

Na snímku pořízeném Evropskou jižní hvězdárnou v Chile vidíme systém 2M1207, kde větší objekt je hnězda typu hnědého trpaslíka a menší červený objekt je její planeta. Jde o první snímek planety mimo Sluneční soustavu.

Aby získali přísun dusíkatých látek v oblasti chudé na dusík, staví mravenci druhu Allomerus decemarticulatus, kteří žijí v koloniích na amazonské rostlině Hirtella physophora, náročné pasti z chloupků hostitelské rosrtliny a mycelia plísně, kterou si tam pěstují. Kolonie žije v uzavřeném prostoru, který mravenci opatří dírkami na protažení své hlavy (a kusadel), nikoli však trupu. Větší hmyz, například kobylka, usedne na povrch rostliny nedaleko kolonie a v tom okamžiku ji mravenci kusadly uchopí připravenými otvory v pletivu rostliny, napnou ji do stran a v zápětí se z úkrytu vyrojí hejno mravenců, kteří kobylku usmrtí jedovatými bodnutími. Pak ji odvlečou, posouvajíce ji opět otvory v rostlinném stonku, až do sídla kolonie, kde ji rozčtvrtí a posléze pohltí.

Při podrobném studiu receptoru, kterým vnímáme nízkou teplotu, se přišlo na to, že obsahuje oblast, jež je společná i receptorům chuťovým a zrakovým a při fertilizaci. Tato oblast interaguje s membránovým lipidem zvaným fosfatidylinositolbisfosfát čili PIP2. Chlad, stejně jako například menthol, stimulují tento receptor a vyvolají akční potenciál, jímž je signál veden do mozku. Při interakci s receptorem se PIP2 odbourává a receptor se deaktivuje, čímž se buňka stává necitlivou k chladu.

Saturnův měsíc Phoebe je zřejmě zachyceným jádrem komety, kterou lapila přitažlivost planety. Její složení svědčí spíše o tom, že vznikala v oblasti Kuiperova pásu, než v prostoru planetární soustavy Slunce, a okolo planety obíhá opačně než největší z 34 Saturnových měsíců. Phoebe je stará přes 4 miliardy let a dosahuje průměru asi 200 km.

Z kapalných krystalů v polymerní matrici můžeme vytvořit optickou čočku, jejíž ohniskovou vzdálenost změníme pomocí vloženého napětí. Velkou výhodou je, že toto zařízení neobsahuje žádnou pohyblivou součástku. Abychom však dosáhli změny indexu lomu čočky od středu ke jejím okrajům, hustota polymerní matrice musí v tomto směru klesat. Toho lze docílit, použijeme-li monomer, který polymeruje při ozáření světlem. Rozdíly v hustotě vznikajícího polymeru pak odpovídají odlišným intenzitám použitého světla.

Umělou kochleu, což je asi 1 kubický centimetr velká, spirálovitá část ucha, ve které se zvukové vlny přeměňují na elektrický signál, který jde nervy dále do mozku, připravili inženýři z University of Michigan stejnými metodami a z obdobných materiálů, jako elektronické mikroprocesory. V opravdové kochley, jež je vyplněna vodním roztokem, zvukové vlny různých vlnových délek rozechvívají na odlišných místech membránu, která ji rozděluje. Kmitající membrány pak dráždí brvy buněk, v nichž v důsledku toho vzniká nervový vzruch. Umělá kochlea funguje obdobě, jen vodu nahrazuje silikonový olej. Nejen, že pomocí transplantace navrátí sluch některých lidem postiženým hluchotou, ale vlastně úplně stejného zařízení lze použít jako průmyslové, bezpečnostní nebo vojenské senzory.

Nedávný objev bakterií, žijících již 16 milionů let několik set metrů pod mořským dnem (viz aktualita Akademonu ze 17.8.2003) podtrhl skutečnost, že život není zdaleka omezen na příjemné vlhké klima okolo 20 °C, ale že se vyskytuje na obou koncích teplotní škály v nejrůznějších, zdánlivě nehostinných, podmínkách.

Plný text najdete zde

Setrvávající miniaturizace prakticky všeho vedoucí až k nanotechnologiím vyvolává nutnost manipulovat se stále drobnějšími a drobnějšími částicemi, popřípadě až jednotlivými molekulami. Přitom narážíme na řadu problémů, se kterými se v makroskopickém měřítku nesetkáváme. Jednoduché, avšak účinné zařízení, kterým lze eliminovat Brownův pohyb, tedy nepředvídatelné pohyby malých částic způsobené nepravidelnými nárazy okolních molekul, zkonstruoval Adam Cohen z kalifornské Stanford University. Jádrem celého přístroje je komůrka o průměru 20 mikrometrů. Z každého jejího rohu vede jedna kapilára, na jejíž stěnách nalezneme elektrody. Vložíme-li na ně napětí, vlivem elektroosmotického jevu (pohyb vody vyvolaný pohybem iontů vlivem vloženého elektrického pole) se kapalina v kapilárách začne nepatrně pohybovat. Celý systém řídí počítač, který vyhodnocuje obraz z optického mikroskopu namířeného na částici v komůrce a její pohyb kompenzuje vkládáním vhodného napětí na elektrody.

Již několik desetiletí trvající pokusy vyrábět energii řízeným slučováním atomových jader stále narážejí na četné technické obtíže, spojené s nutností vytvořit a udržet plazma o dostatečně vysoké teplotě, v němž by tepelný pohyb částic překonal odpudivé elektrostatické působení mezi jednotlivými jádry a dovolil tak jejich fúzi. Špičková experimentální zařízení, na kterých takovéto pokusy probíhají, jsou velká a drahá. Na konci dubna však časopis Nature otiskl zprávu o uskutečnění jaderné fúze v podmínkách jednoduchého laboratorního experimentu "na desce pracovního stolu". Vědcům z Kalifornské univerzity v Los Angeles se podařilo sestrojit relativně jednoduché zařízení na bázi pyroelektrického krystalu v deuteronové atmosféře, které dokáže indukovat jadernou reakci slučování dvou jader deuteria D (tzv. těžký vodík s jedním protonem a jedním neutronem) za vzniku helia 3 a neutronu. Zahřátím válcového pyroelektrického krystalu vzniká v jeho okolí napětí, které ionizuje atomy D a urychluje vzniklá kladně nabitá jádra směrem k vnější elektrodě. Ta také obsahuje deuterium, s nímž se přilétající urychlená jádra slučují. Efekt je detekován pomocí vznikajících neutronů. Schéma experimentálního zařízení je na přiloženém obrázku.

Nedá se sice očekávat, že by toto zařízení bylo v budoucnu schopno generovat energii, jak o to usilují fúzní zařízení na bázi horkého plazmatu, počítá se nicméně s jeho využitím jako "přenosného" generátoru neutronů. Jeho výhodou (oproti generátorům využívajícím jaderných zářičů) by byla možnost produkci neutronů zapínat a vypínat (ohřátím a ochlazením pyroelektrického krystalu). Vědci v současné době pracují na zintenzívnění neutronového toku použitím tritiové atmosféry (tritium je vodík s jedním protonem a dvěma neutrony). Uskutečnění jaderná fúze bez použití vysokoteplotního plazmatu je cílem mnoha různých experimentálních aktivit, které však zatím nepřinesly důvěryhodné výsledky. Před časem se mluvilo o tzv. "bublinové fúzi", ještě předtím o "studené fúzi", ale žádný z těchto efektů se zatím nepodařilo stoprocentně prokázat.

Na rozdíl od běžného výkladu pojmu ontologie jako metafyzického oboru, který se zabývá bytím jako takovým, je v této souvislosti chápána ontologie (podle mého názoru dost nešťastně) jako přehled všeho, co se ví, v tomto případě o RNA. Úlohy RNA v biochemii a molekulární biologii jsou natolik rozmanité a termíny vyskytující se okolo RNA rádoby svévolně ražené, že se skupina okolo Prof. N. Leontise z Bowling Green State University v Ohiu rozhodla založit konsorcium, které by do oblasti zavedlo pořádek. Jeho členy jsou už vědci z USA, Velké Británie, Francie, Kanady a Austrálie. Bude třeba zahrnout metody a slovníky chemiků, molekulárních biologů, genomiků, informatiků a strukturních biologů. Bude nutno integrovat databáze sekvencí RNA a jejich trojrozměrné struktury. Leontis poněkud zkratkovitě nazývá proteiny hardwarem (jsou prakticky stejné u všech organismů) a RNA softwarem (který způsobuje rozmanitost organismů). Těšme se na výsledky těchto nemetafyzických ontologů!

Potvrzuje se názor, že k výrazným změnám podoby i chování, objevujícím se v průběhu evoluce, dochází změnou několika málo, třeba i jediného genu. Pracovníci z Univerzity Britské Kolumbie ve Vancouveru a Stanfordovy univerzitty v Kalifornii studovali povrchový kostěný krunýř rybek koljušek, žijících jak v moři, tak ve sladké vodě. Ty mořské mají na povrchu řadu 35 kostěných desek, zatímco ty sladkovodní jsou třeba zcela holé, a přitom se zdá, že se z těch prvních vyvinuly poměrně rychle za krátkou dobu. Nyní se podařilo identifikovat gen, který je za tento vývoj odpovědný – byl nazván Eda a je to týž gen, jehož mutace způsobuje dávno známou lidskou chorobu zvanou ektodermální dysplazie, při níž muži nemají vlasy a vouisy, mají jen málo zubů a nejsou schopni se v horku potit. Zajímavé je, že na rozdíl od lidí není mutace v proteinu dysplasinu u koljušek projevem nemoci, nýbrž pouze umožňuje adaptaci k novému prostředí. To vede k názoru, že u ryb není mutací ovlivněn gen pro protein v kosterních deskách, nýbrž regulační mechanismy pro expresi tohoto genu.