Fotosystém II, který funguje ve fotosyntetických rostlinách, v řasách a sinicích, je komplex o mnoha součástech s nenahraditelnou funkcí využívat světelnou energii k pohonu řady reakcí přenosu elektronů a v konečné reakci štěpit vodu za tvorby molekulárního kyslíku. Katalytické centrum má složení Mn₄CaO₅. Nyní se japonským pracovníkům podařilo získat rentgenový obraz fotosystému II s rozlišením 0,19 nm.

V mnoha zemích světa vzrostl počet udělených doktorátů v období 1998–2006. Jde tu o vývoj těžko předvídatelný. Tak v Číně o 40 %, v Mexiku o 17,1 %, v Dánsku o 10 %, v Indii o 8,5 %, v Jižní Koreji o 7,1 %, v Japonsku o 6,2 %, v Austráli o 6,2 %, v Polsku o 6,1 %, ve Velké Británii o 5,2 %, v USA o 2,5 %, v Kanadě o 1 %, v Německu se počet nezvýšil, v Maďarsku dokonce poklesl o 2,2 %. Pokud jde o oblast, kde byl doktorát získán, celosvětově vedou lékařské vědy, nedaleko za nimi biologické vědy a téměř bez nárůstu jsou fyzikální a společenské vědy.

Od jejich objevu (akademon.cz 20.9.2004) se začaly studovat možnosti nanoantén pro zvýšení účinnosti fotovoltaického i termoelektrického jevu. Nanoanténou rozumíme strukturu nanometrových rozměrů, které zachycují elektromagnetické vlnění srovnatelných vlnových délek, tedy světelné záření. Fungují stejně jako antény pro zachycování radiových vln, jen na mnohem kratších vlnových délkách. Zatím sice není zřejmé, oč jsou nanoantény při přeměně světelných vln na teplo lepší než matná, černá plocha, ale některých zajímavých výsledků se dosáhnout podařilo. Detektor jednotlivých atomů z nanoantény sestrojili fyzici z americké Lawrence Berkeley National Laboratory a německé Universität Stuttgart pod vedením Paula Alivisatose. Při vhodném uspořádání zlaté nanoantény a paládiové nanočástice dojde při dopadu světla ke vzniku povrchové rezonance elektronové vlny. Je-li na blízku přítomna další částice, např. atom vodíku, tuto rezonanci silně ovlivní. Sledováním změn rozptýleného světla můžeme změny v rezonanci vyhodnocovat.

Skupina japonských fyziků z laboratoře prof.Masaši Kawasakiho na Tohocké universitě připravila magnet, který můžeme vypnout a zapnout za normální teploty. Oxid titaničito-kobaltičitý je paramagnetický. Zvýšíme-li v něm koncentraci elektronů pomocí připojené elektrody, stane se ferromagnetickým. Jejich práce by mohla mít klíčový význam pro další rozvoj elektroniky.

Pracovníci holandského ústavu pro mořský výzkum zjistili, že v exkrementech husice Tadorna tadorna je mnoho nepoškozených, a jak se ukázalo, živých ulit plže Hydrobia ulvae, na nichž byly pouze nepatrné škrábance. Po přemístění do laboratorního akvária se plži měli čile k životu.

Dr. Roee Ozeri se svými studenty z Weizmannova ústavu věd v izraelském Rehovotu sestrojil velmi citlivý zesilovač. Dosáhli toho tím, že jako čidlo použili jediný iont stroncia Sr⁺. Pomocí jeho spinu mohou detekovat magnetické vibrace 100 x citlivěji než nejlepší dosavadní přístroje.

Místní nedostatek vláhy může v dnešním propojeném světě mít vliv na ekonomiku a stabilitu v různých zemích. Například sucho, které postihlo Rusko a Ukrajinu v roce 2010, snížilo produkci pšenice o 33 % respektive 19 %, což postihlo i jiné části světa. Například Čína, největší spotřebitel pšenice, musí dovážet pšenici díky duchu v severních oblastech země. To samozřejmě vede k růstu cen, kdy pšenice v únoru 2011 byla dvakrát dražší než před osmi měsíci. Povážlivý dopad to má na oblasti Středního východu a severní Afriky, zejména Tunis a Libyi.

Expertům z Lawrence Livermore National Laboratory pod vedením Petera Pauzauskieho se za vysoké teploty a tlaku podařilo z uhlíkového aerogelu připravit diamantový aerogel, tedy látku kde naprostou většinu jejího objemu (99,98%) vyplňuje vzduch. Uplatnění najde nejspíš při vytváření antireflexních povlaků optických čoček. Kolapsu struktury během stavové přeměny zabránili vháněním inertního neonu do měnícího se aerogelu.

Udržení optimálního stavu buněčné energie vyžaduje registraci úrovní adeninnukleotidů ATP, ADP a AMP. Nyní byla provedena detailní studie AMP-aktivované proteinkinázy (AMPK), která naznačuje, jak toho buňka dosahuje. AMPK obsahuje katalytickou alfa-podjednotku a dvě regulační beta- a gama-podjednotky. Připojením fosfátové skupiny k postrannímu řetězci na alfa-podjednotce se katalytická aktivita AMPK zvýší více než stokrát. Gama-Podjednotka AMPK obsahuje čtyři tandemově uspořádané opakované sekvence, které tvoří vazebná místa pro AMP, ADP nebo ATP. Mnoho dalších detailů bylo nyní popsáno, ale snad nejzajímavější je zjištění, že ADP zabraňuje uvolnění fosfátu. Obvykle je buněčná koncentrace AMP mnohem nižší naž koncentrace ADP, kromě situací vážmého nedostatku energie.

Nedávná studie pracovníků z marylandské univerzity v Baltimore odhalila téměř dva miliony nadbytečných a chybějících úseků DNA v genomech 79 jedinců. Šlo tu o inzerce a delece od 1 do 10 000 párů bází, z nichž plné dvě třetiny nebyly dosud známy. Přes 2000 delecí byly v kódujících sekvencích DNA.

Lidstvo můžeme rozdělit do tří skupin, podle toho, zda v jejich střevních bakteriích převažují rody Bacteroides, Prevotella nebo Ruminococcus. Ukazují to dlouholeté studie vědců pod vedením Jeroena Raese ze Svobodné bruselské univerzity (Vrije Universiteit Brussel). Zatím není vůbec jasné, zdali je možné se během života přesouvat mezi jednotlivými skupinami. Střevní bakterie v nás vytvářejí poměrně stabilní ekosystém tvořený mnoho druhy, který není snadné změnit. Výrazně ovlivňují i účinnost trávení a zásobují naše tělo vitamíny, avšak každý rod jinými. Skupina rodu Bakterodies produkuje hlavně vitaminy C, B2, B5 a H, Prevotella B1 a listovou kyselinu. Jejich výzkum nebyl snadný, protože mimo střevo se jejich kolonie pěstují jen velmi obtížně. V současné době se začíná studovat přímo jejich genom z odebraných vzorků. Metagenomický přístup se sice nejdříve uplatnil u studia vzorků mořské vody a usazenin, nicméně pro studium střevní mikroflóry poslouží stejně dobře. O metagenomice neboli environmentální genomice viz též akademon.cz 20.6.2007.

Na ostrově Menorka v Baleárách badatelé objevili fosílie z pozdního třetihorního pliocénu, staré přibližně 5 milionů let. Obří králík vážil okolo 12 kg, což je desetkrát více než je váha současného Oryctolagus cuniculus. Měl poměrně malou lebku a čichové orgány a nebyl schopen skákat jako běžní králíci, což bylo způsobeno tím, že neměl v okolí žádné predátory.

Tisková zpráva ČVUT: Entrepreneurs Club (eClub), který zorganizovala katedra kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze a Nadace ČVUT Media Lab, již zná svého vítěze. Po prezentacích studentských podnikatelských nápadů, které proběhly minulý týden před mezinárodní porotou, byl 18. 5. 2011 vyhlášen vítězný tým, který se již chystá na cestu do podnikatelského inkubátoru CzechAccelerator v Plug and Play Tech Centre v Silicon Valley.

Ve středu 18. 5. 2011 proběhlo na katedře kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT (FEL) vyhodnocení prezentací studentských projektů, které vznikly v rámci přednáškového cyklu eClub. Autoři vítězného projektu EasyWall byli odměněni studijním pobytem v programu „Plug and Play University“ v inkubátoru CzechAccelerator, který vznikl za podpory agentury CzechInvest v rámci Plug and Play Tech Centre v městečku Sunnyvalle v Sillicon Valley. Cestu a pobyt věnoval sponzor eClubu, společnost Credo Ventures. Další autoři nejzajímavějších projektů z řad studentů ČVUT, FEL – CityAdventures, MonItems a Interacive Carpet se účastní letní školy Innovation and Creativity – Blue Ocean Strategy na univerzitě v Kodani.

„Hlasování poroty o vítězném projektu bylo do poslední chvíle velmi napínavé, neboť všechny prezentované podnikatelské záměry jsou velmi zajímavé a zpracované na vysoké úrovni,“ říká garant eClubu Ing. Jan Šedivý a dodává: „Jsem velice rád, že byl o eClub takový zájem a že jsme dokázali v našich studentech probudit podnikatelský potenciál. Vítězům bych chtěl popřát hodně štěstí na jejich cestě do Sillicon Valley, ostatním bych chtěl poděkovat za účast a odvahu jít se svojí kůží na trh“.

Rostoucí obsah oxidu uhličitého v atmosféře rostlinám prospívá, protože z něj pomocí fotosyntézy vyrábějí sloučeniny nutné pro výstavbu a fungování jejich těl. Jak zjistil doc. Tue Hassenkam se svými kolegy z Kodaňské univerzity, některé druhy řas může i poškozovat. Řasy kokolitky pokrývají na povrchu malé šupinky uhličitanu vápenatého, zvané kokolity. Před rozpuštěním je chrání tenká vrstvička organických látek na povrchu. Rozpuštěním většího množství oxidu uhličitého se mořská voda stává kyselejší, a snáze rozrušuje tuto ochranou organickou vrstvu. Na obrázku pořízeném elektronovým mikroskopem vidíme řasy Emiliania huxleyi. Průměr buňky je asi 5 mikrometrů a na jejím povrchu zřetelně vidíme vápenité šupinky - kokolity. Foto: Lennart Bach, GEOMAR.

Kanadští biologové z Dalhousie University a Frances Xavier University spolu s Rogerem Hangarterem z americké University of Bloomington pod vedením Ryana Kerneyho zjistili, že eukaryotní řasy Oophilia amblystoma přebývají přímo uvnitř embryonálních buněk mloka Axolotla skvrnitého (Ambystoma maculatum). Těsný vztah mezi těmito řasami a embryi mloka byl rozpoznán už před zhruba sto lety. Ukázalo se, že za nepřítomnosti těchto řas se mloci vyvíjejí mnohem hůře. Že jde o endosymbionty přebývající přímo uvnitř buněk se podařilo prokázat až nyní. Jde o jediný známý tak těsný vztah mezi obratlovcem a řasou.

akademon.cz 10.4.2012: Kai Lohbeck, prof.Ulf Riebesell a prof.Thorsten Reusch z Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) sledovali po 500 generací jednobuněčnou mořskou řasu Emiliania huxleyi získanou při pobřeží Norska. Působili na ně stále vyšší a vyšší koncentrací oxidu uhličitého. Zjistili, že řasa se dokáže velmi dobře přizpůsobit rostoucí kyselosti vody a vytvářet bez problémů své vápenité kokolity.

akademon.cz 12.4.2012: Se zvýšenou kyselostí oceánu se pro změnu nejsou schopny vyrovnat ústřice v oregonských mořských sádkách. Jejich larvy nedokážou správně založit své ulity. Není jasné, zdali má nějakou roli skutečnost, že v oblasti západního pobřeží Severní Ameriky jde o zavlečený druh.

Prof. Leone Spiccia z australské Monash University se svým mezinárodním týmem zjistil, že minerál birnessit (hydratovaný oxid manganito-manganičitý s příměsí sodíku, draslíku a vápníku) fotokatalyticky rozkládá vodu na vodík a kyslík. Pokud by se podařilo vyřešit ještě levné a bezpečné rozdělení této třaskavé směsi v průmyslovém měřítku, mohlo by jít o významný krok směrem k vodíkovému hospodářství. Naprostá většina vodíku se dnes stále vyrábí z ropy a zemního plynu. Snadno ho lze získat velmi nákladnou elektrolýzou. Fotolýza představuje zajímavou variantu, protože sluneční záření je zdarma. Problém představuje rozdělení nebezpečné třaskavé směsi, která v dokonalém poměru vzniká na povrchu katalyzátoru. Již delší dobu víme, že stejným způsobem se chová i oxid titaničitý, přesto do průmyslové praxe fotolýza vody nepronikla.

Je známo, že thioflavin T (ThT), který váže amyloidy, zpomaluje agregaci proteinů in vitro. Pokusy s háďátkem Caenorhabditis elegans nyní ukazují, že ThT prodlužuje život a zpomaluje stárnutí. Dále inhibuje patologii působenou specifickými toxickými proteiny a expresi lidských beta-amyloidů. Tyto blahodárné účinky závisejí na faktoru tepelného šoku (HSF-1), transkripčním faktoru SKN-1, molekulárních šaperonech, autofágii a proteosomálních funkcích. Ukazuje se, že rychlost stárnutí u červů lze modulovat farmakologickým udržováním proteinové homeostáze. Na obrázku vidíme pohybují se hlístici, hermafroditické háďátko obecné (Caenorhabditis elegans), obr.Bob Goldstein, Wikimedia Commons, GNU Free Documentaion License 1.2.

MIT, přední americké univerzita, prodala na finančních trzích své dluhopisy za 750 milionů dolarů. Splatné jsou za sto let. Výnos z prodeje poslouží k úpravám univerzitní areálu, aby odpovídal potřebám univerzity v nejbližších desetiletích. V evropských poměrech dosti neobvyklý postup, který dokládá samostatnost a nezávislost nestátních amerických univerzit. Zajímavé by bylo vědět, zdali v našich podmínkách požívá některá z univerzit takové důvěry veřejnosti, aby mohla emitovat dluhopisy? Možná by se hodilo některé netradiční přístupy uplatnit i v našem vysokém školství, než jen mezi sebou zápasit o milostivé příděly státních peněz.

Virender Sharma se svými kolegy z Florida Institute of Technology zjistil, že stříbrné nanočástice vznikají i v přírodě, a to redukcí stříbrných kationtů huminovými kyselinami. Výzkumy z nejrůznějších oblastí v poslední době ukazují, že rozmanité nanočástice vzniklé bez zásahu lidské ruky jsou v přírodě rozšířenější, než jsme si mysleli. Podobné výzkumy jsou velmi důležité i z hlediska ohodnocení zdravotního dopadu rychle se rozvíjejících nanotechnologií. Jsou-li nanočástice běžnou součástí přírody, nejspíš samy o sobě zásadní nebezpečí pro nás ani ostatní organismy nepředstavují.

Velké amazonské trnobřiché ryby druhu Colossoma macropomum byly studovány pracovníky Duke University v Durhamu v Severní Karolině s cílem sledovat, jak dlouho chycené ryby zadržují pozřená semínka, Během záplav jsou ryby schopny přenášet semínka na vzdálenost 5,5 km do moíst, kde semínka vyklíčí po ústupu záplav. Avšak nedávná přemíra rybaření snížila počty C. macropomum a možná se tím i sníží roznášení rostlinných semen.

Chemici z University of California v San Diegu pod vedením Thomase Hermanna připravili čtvercovou molekulu z ribonukleové kyseliny o délce hrany 6 nm. Protože tyto molekuly se samy uspořádají hranami k sobě, mohly by posloužit při vytváření složitějších struktur. Bezprostřední význam tato chemická hříčka nemá, naznačuje pouze mnohotvárnost zajímavé molekuly.

Podrobná studie jednak výskytu jednak finančních nákladů na léčbu rakoviny za rok 2008 ukázala pozoruhodné výdledky. Na světě bylo 12 662 554 případů rakoviny, z toho 6 092 359 v Asii, 3 208 882 v Evropě včetně Ruska, 1 603 870 v Severní Americe, 906 008 v Latinské Americe a 681 094 v Africe. Zbytek pak v Austrálii a Oceánii. Zajímavé je, že v Asii byla nejčastější rakovina plic, v Evropě kolorektální rakovina, v Severní Americe rakovina plic, v Latinské Americe rakovina prostaty a v Africe rakovina prsu. Přes ohromné finanční náklady věnované výzkumu a možnostem léčení rakoviny, globálně až 900 miliard dolarů ročně, její vyhlídky do roku 2030 nejsou nijak růžové. Ve všech oblastech se počítá se zvýšeným počtem případů (celosvětově o 69 %!), z toho v Asii o 75 %, v Evropě o 26 %, v Severní Americe o 56 %, v Latinské Americe o 86 % a v Africe o 87 %. Žijme zdravěji!

Bakterie jsou vysoce adaptivní organismy, které stále tvoří nové proteiny. Geny pro tyto proteiny jsou získávány od jiných organismů a nevznikly duplikací nebo mutací vlastních genů. Pracovníci Pasteurova ústavu v Paříži určili zdroj více než 3000 rodin proteinů ve 110 druzích bakterií osmi malých skupin. Podle skupiny pocházelo 88–98 % nových genů z jiných bakterií takzvaným horizontálním genovým přenosem. Nové proteiny se dokonce vyvíjely rychleji a vydrží déle než proteiny z duplikovaných genů.

Při studiu chování mravenců musíme na mraveniště pohlížet jako na funkční celek a nikoliv jako na soubor jednotlivců. Ostatně pro popis fungování složitých systémů je lhostejné, zdali jsou tvořeny velkým množstvím jednotlivých buněk, jako třeba náš mozek, nebo samostatnými komunikujícími organismy. Zajímavé chování, které mu umožňuje plout po vodě, pozorovali v pralesech Jižní Ameriky u mravence červeného (Solenopsis invicta) Nathan J. Mlot, Craig A. Tovey a David L. Hu z Georgia Institute of Technology. Stovky jedinců vytvoří svými těly kouli, v níž mezi jejich těly jsou těsne uzavřeny bublinky vzduchu. Tím se celý útvar stane lehčí než voda a bez obtíží pluje po hladině.

Zajímavý, velmi citlivý a přenosný detektor plynů a par sestrojili E. Gerecht, K.O. Douglass a D.F. Plusquellic z amerického National Institute of Standards and Technology. Dokáže velmi rychle proměřovat spektra v teraherzové oblasti (elektromagnetické vlnění mezi infračerveným a mikrovlnným s frekvencí od 0,3 do 3 THz), kde můžeme pozorovat rotace molekul. Na základě pozorovaných rozdílů v rotačních spektrech stanovuje sloučeninu ve zkoumaném vzorku.

Zajímavý objev, využitelný při detekci trhavin, učinili chemici z MIT pod vedením Michaela Stranoa. Zjistili, že jedna z bílkovin včelího jedu selektivně reaguje s aromatickými nitrosloučeninami, jež tvoří např. známou trhavinu TNT.

Metody zesílení signálu z detektorů biologických látek pomocí magnetických nanočástic vypracoval prof. Vincent Remcho a jeho lidé z Oregon State University. Využili standardního postupu zachycení sledovaných látek na detektor pomocí protilátek. K takto zachyceným velkým molekulám ještě stejným způsobem připojili magnetické nanočástice z oxidu železnato železitého, což umožní výrazně zvýšit citlivost měření.

Nový minerál se podařilo identifikovat vědcům z NASA ve spolupráci s japonskými a jihokorejskými kolegy. V meteoritu Yamato 691, který byl nalezen v Antarktidě roku 1969, objevili pomocí elektronového mikroskopu zrnko sulfidu titanatého TiS. Pojmenován byl podle Johna T.Wassona, profesora mineralogie na University of California v Los Angeles. Jde o jediný známý minerál tohoto chemického složení. V ještě starším meteoritu (NWA 1934) ze severní Afriky se podařilo nalézt rovněž dosud neznámý minerál krotit CaAl₂O₄, pojmenovaný na počest experta na kosmochemii z University of Hawaii Alexandra N.Krota.

Za zmínku stojí i objev Bruceho Archibalda a Rolfa Mathewese z kanadské Simon Fraser University, Davida Greenwooda z Brandon University v kanadské Manitobě a Kirka Johnsona z Denver Museum of Nature and Science. Ve Wyomingu se jim podařilo najít 50 milionů let starou zkamenělou mravenčí královnu delší než 5 centimetrů. Nový druh gigantického mravence byl pojmenován Titanomyrma lubei. Podle našich současných znalostí mohl žít jen ve výrazně teplejším klimatu.

Modulátor optického signálu připravil z grafenu tým prof. Xiangem Zhangem z University of California v Berekeley. Princip jeho fungování je velmi jednoduchý – vložené napětí posunuje Fermiho hladinu elektronů v grafenu, čímž se mění absorpce jednotlivých vlnových délek elektromagnetického vlnění. Vhodnými napěťovými pulsy tak lze zvyšovat jeho absorbanci tak, že veškeré světlo přicházejí vlnovodem je pohlceno anebo naopak prochází beze změny. Velkou výhodou nového zařízení jsou jeho malé rozměry a vysoká rychlost – pracuje na frekvencích 1 GHZ, přičemž teoretická hranice je asi 500 GHz.

Speciální rukavice vybavené senzory pohybu sestrojili studenti z montrealské McGill University pod vedením prof. Rosaire Mongrain. Poslouží k tréninku osob se sníženou citlivostí a pohyblivostí rukou, což může nastat např. po mozkové mrtvici. Rukavice ve spojení softwarem umožní trénovat jakoukoli činnost a její výsledky okamžitě sledovat na monitoru počítače, např. virtuální skládání kostek. Dálkové spojení přes internet umožní lékařům a terapeutům vést trénink, aniž by museli být bezprostředně přítomni. Záznamy o prováděných pohybech zlepší kontrolu, vyhodnocování i návrh dalšího postupu. Obdobné zařízení sice již existuje, ale jeho cena se pohybuje kolem 30 tisíc dolarů, zatímco cena nového nepřesáhne tisíc dolarů.

Zajímavé rozdíly v působení stresu na mužský a ženský imunitní systém odhalil MUDr. Thomas Neylan se svými kolegy ze San Francisco VA Medical Center a University of California v San Francisku. Zatímco u mužů nepozorovali žádný vliv posttraumatické stresové poruchy na fungování jejich imunitního systému, u žen dochází k silné aktivaci. Foto University of California in San Francisco.

Více informací o posttraumatické stresové poruše najdete zde.

Technologie přípravy tenkých, pružných vrstev křemíku na levném podkladu, kterou vyvinuli experti z National Renewable Energy Laboratory a z Oak Ridge National Laboratory, obdržela od Sdružení federální laboratoří (Federal Laboratory Consortium) ocenění „Award for Excellence in Technology Transfer“ pro rok 2011. Nová technologie umožňuje levně připravit extrémně tenké vrstvy krystalického křemíku desublimací z par, což by mohlo vést k delšímu zlepšení účinnosti fotovoltaických článků. Nové články uvede na trh za tím účelem založená společnosti Ampulse Corporation.