Pro 22, 2024 | Chytré životní prostředí – Smart Environment
Všichni lidé mimo Afriku mají ve svých genomech přibližně dvě až tři procenta neandrtálské DNA. Když moderní lidé migrovali z Afriky, setkali se a mísili se také s neandrtálci. Uvádí to nová studie, ve které vědci zkoumali nejstarší vzorky genomů, které byly získány od sedmi jedinců z lokalit Koněprusy-Zlatý kůň v Česku a v Ilsenhöhle-Ranis v Německu, informoval o tom Michal Andrle z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. Studie, publikovaná ve vědeckém časopise Nature, také uvádí, že nejstarší moderní Středoevropané spolu byli příbuzní.
Zkoumaní jedinci patřili k malé, úzce příbuzné skupině lidí, která se oddělila od populace, jež opustila Afriku přibližně před 50.000 lety a později osídlila zbytek světa. Zajímavostí podle vědců je, že mezi jedinci z Ranisu byli matka a dcera i další blízcí příbuzní. Tato populace měla tmavou pleť, vlasy i oči, což odpovídá nedávnému africkému původu.
Jedním z hlavních objevů tohoto výzkumu je přesné načasování mísení s neandertálci, které nastalo před 45.000 až 49.000 lety. Detailní analýza ukázala, že žena ze Zlatého koně zdědila neandertálskou DNA z mísení, které se v jejím případě stalo před 70 až 80 generacemi, tedy zhruba 2000 let před jejím narozením.
Dalším překvapivým závěrem je genetická příbuznost mezi jedinci z obou zkoumaných lokalit. Analýza odhalila, že žena ze Zlatého koně byla příbuzná v pátém až šestém stupni příbuznosti se dvěma jedinci z Ranis. Tento nález je podle autorů studie důležitý pro pochopení migrací prvních moderních lidí v Evropě a potvrzuje, že obě skupiny byly součástí širší populace, která osídlila oblast střední Evropy.
Autoři studie uvedli, že výsledky podporují hypotézu, že moderní lidé do Evropy migrovali ve více vlnách. Tito první migranti se na své cestě setkávali s neandertálci, jejichž populace byla v Evropě poměrně řídká.
Autor: Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy
Lis 9, 2024 | Chytré životní prostředí – Smart Environment
Výzkumníci z Fakulty aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni (ZČU) přišli s novinkou, která může v budoucnu výrazně zlevnit využití vodíkových technologií pro získávání elektrické energie. K detekci vodíku se jim podařilo aplikovat „obyčejný“ oxid mědi, který je nesrovnatelně levnější než běžně používané vzácné palladium, řekla mluvčí ZČU Andrea Čandová. Práce šesti vědců o přípravě senzorů získala nejvyšší možné hodnocení Rady pro výzkum, vývoj a inovace.
Vodíkové technologie se staly hitem posledních 20 let. „Výzkumníci po celém světě zdokonalují materiály, které slouží pro výrobu, skladování, přepravu i konečnou přeměnu vodíku na elektrickou energii. Funkční materiály jsou známé několik desítek let, vodíkový článek se užíval například už na lodích Apollo, nicméně poptávka po nových řešeních trvá,“ uvedla mluvčí.
Podle hlavního autora práce, fyzika Stanislava Haviara, obsahují často materiály, které fungují nejlépe, vzácné kovy, které jsou velice drahé nebo špatně dostupné. „Kdybychom si chtěli všichni pořídit vodíkové auto se současnými technologiemi, nebylo by to možné. Na Zemi totiž jednoduše není tolik platiny,“ uvedl Haviar. Fakulta se věnuje vývoji materiálů pro detekci vodíku, třeba čidel hlídajících jeho únik, která jsou důležitá pro bezpečný provoz všech částí vodíkové ekonomiky. Výzkumníci využili pro detekci běžný oxid mědi. „Musí být ale ve formě nanočástic o velikosti přibližně deset nanometrů. Připravili jsme je v našem unikátním magnetronovém agregačním zdroji,“ dodal vědec. Podařilo se jim podle něho úspěšně zkombinovat tenké vrstvy oxidu wolframu s nanočásticemi oxidu mědi a použít je jako senzor vodíku.
Velmi úspěšnou práci publikovali výzkumníci Fakulty aplikovaných věd ZČU v časopise International Journal of Hydrogen Energy (Mezinárodní časopis pro vodíkovou energii). „Ačkoliv jde o základní výzkum, poznatky vědců slibují dostupnější možnosti detekce vodíku v budoucnu,“ uvedla Čandová. Hodnotitelé oceněné práce se podle ní shodli na tom, že přístupy použité k přípravě materiálu jsou inovativní a přispívají k rozšíření znalostí v oboru. K tématu plzeňských vědců přispěli analýzami také kolegové z Univerzity Karlovy. Vědci ZČU už publikovali řadu prací, kde rozvíjí téma kombinaci nanočástic a tenkých vrstev pro detekci plynů.
Autor: Fakulta aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni
Lis 9, 2024 | Chytré životní prostředí – Smart Environment
Mezinárodní tým vědců, včetně českých expertů, odhalil, co stojí za pestrým zbarvením papouščího peří. Zodpovědné jsou specifické pigmenty. Studie například prokázala, že pigment psittakofulvin, který je u papoušků zodpovědný za červené a žluté barvy, se vyskytuje ve dvou chemických formách. Vědci nově zjistili, že jeho specifické zabarvení závisí na molekulárních přeměnách řízených enzymem. Informovala o tom Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy (PřF UK).
„Zjistili jsme, že barvy peří jsou důsledkem přítomnosti dvou chemických forem psittakofulvinů – aldehydické a karboxylové. V červeném peří dominuje aldehydická forma, zatímco ve žlutém karboxylová,“ uvedl Jindřich Brejcha z PřF UK, který se na studii podílel.
Vědci prováděli experimenty na modelovém druhu papouška lori tmavého, jenž se vyskytuje ve dvou barevných variantách. „Naši kolegové si vybírají pro své molekulární studie modely, o kterých se ví, že jejich genom bude stejný a jediný rozdíl bude právě zodpovědný za konkrétní fenotypový znak,“ popsal Brejcha.
Experti prozkoumali genom obou variant, aby identifikovali oblasti DNA zodpovědné za rozdíly v barvě. Výsledky experimentů ukázaly, že zbarvení je určováno aktivitou enzymu aldehyd dehydrogenáza, který řídí přeměnu aldehydu na karboxylovou kyselinu.
Experimentální část výzkumu zahrnovala měření pomocí Ramanovy mikroskopie a separační chromatografické analýzy. Tyto metody umožnily doložit přítomnost a rozdílné poměry pigmentů v peří papoušků. Detailní analýza navíc ukázala, že gen pro enzym je aktivní přímo v buňkách formujících peří, což podle vědců podtrhuje jeho zásadní roli ve vzniku pestrého zbarvení. Výsledky vědci dále ověřili za použití geneticky modifikovaných kvasinek, které přizpůsobili tak, aby produkovaly psittakofulviny. Když byla kvasinkám přidána papouščí verze enzymu, přeměnily se aldehydy na karboxylové kyseliny, což kopírovalo papouščí mechanismus.
Na výzkumu se podíleli také Peter Mojzeš z Matematicko-fyzikální fakulty UK a Petr Maršík z České zemědělské univerzity. Studie byla publikována ve vědeckém časopisu Science.
Autor: Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy
Lis 9, 2024 | Chytré životní prostředí – Smart Environment
Plzeňský kraj má podle ministra životního prostředí Petra Hladíka (KDU-ČSL) velký potenciál ve větrné energetice. V současné době fungují na jeho území tři větrníky. Přitom by jich mohly být desítky na každý kraj, míní Hladík. Rozvoj větrné energie je teď velmi důležitý, především proto, že se dobře doplňuje s fotovoltaikou, uvedl ministr v úterý v Plzni na konferenci Pro moderní Česko.
„Ze současných 330 MW instalovaných (v necelé stovce větrníků v ČR) bychom se chtěli v roce 2030 dostat na 1,5 GW. To reprezentuje zhruba 200 věží v celé zemi. Není to o tom, že bude věž za každou obcí. Je to otázka kombinace větších větrných parků doplněných menšími zdroji,“ uvedl ministr.
Sněmovna by měla zhruba do konce roku schválit zákon o akceleračních zónách. „Abychom mohli na úrovni státu, krajů a obcí podpořit rychlejší rozvoj hlavně větrné energie,“ řekl. Podle něj dnes mohou být větrníky připojovány přímo na přenosovou soustavu a při instalaci maximálně tří stožárů není, při dodržení odstupu od obcí, nutný posudek EIA (vlivu stavby na životní prostředí). Jejich ekonomika už se podle Hladíka blíží tomu, že se začnou vyplácet i bez dotací a při zapojení do komunitní energetiky z nich může mít výhody každý.
„Ten, kdo je ale musí podporovat, jsou lidé, kteří tam bydlí. Vedení kraje se vždy za ně postaví a bude se řídit podle toho, jestli je chtějí nebo ne. Ale kraj má možnost diskuzi moderovat. Protože větrníky nejsou démon, stejně jako nejsou ultimátně dobré,“ uvedl nový náměstek hejtmana Martin Rybár (KDU-ČSL). Nebudou se stavět na Šumavě, kde by zničily krajinný ráz, ale nevidí důvod, proč by nemohly být v prstenci kolem industriální Plzně.
Nové vedení kraje nechce prosazovat velký rozvoj větrníků, ale současně se jim nebude vehementně bránit. V regionu byla řada referend, v nichž obyvatelé větrníky odmítli. Při rozvoji obnovitelných zdrojů (OZE) se podle Rybára potřebuje ČR dostat do situace, že je lidé chtít budou, protože pro ně budou výhodné. „Ve chvíli, kdy by obyvatelé katastru nebo přilehlých katastrů měli třeba sníženou cenu za elektřinu, a nemusí to být velká částka – třeba desetina, za to že strpí větrníky na svém území, tak by byli obce a jejich občané stimulováni,“ řekl.
Jako příklad uvedl Liberecký kraj, který není větrným potenciálem od Plzeňského tak odlišný. Podle Rybára má schválené větrné memorandum, tedy že bude rozvíjet energetiku z větru, aby dobře využil svůj potenciál, snaží se poskytovat veřejné pozemky a pomáhat s výkupy. „A dnes je jejich energetický mix lepší než náš,“ řekl hejtmanův náměstek.
Halík řekl, že je rozvoj větrníků závislý na třech faktorech. „Musíme dodělat legislativu. Lex OZE III zavede akumulaci, agregaci a flexibilitu a v tu chvíli se síť bude moci řídit jiným způsobem a vytvoří se nová kapacita. Dále je to otázka zrušení všech zablokovaných projektů, které se nestaví, což je otázka ministerstva průmyslu, a dále blízkosti výroby a spotřeby,“ řekl. Dnes je podle Hladíka v ČR blokováno zhruba 20 GW výkonu na různé druhy zdrojů, jejichž investoři jsou pomalí nebo od projektu ustoupili. Pokud dle Hladíka vznikne hodně decentrálních zdrojů, v kombinaci třeba fotovoltaiky a větru, tak tlak na soustavu klesne. Díky blízkosti výroby a spotřeby nebudou nutné tak „silné dráty“. „Cílový stav je 50 procent z jádra a 50 procent z obnovitelných zdrojů do roku 2050. Dnes je podíl (OZE) do 20 procent a 30 procent v roce 2030 je reálný,“ řekl. ČR má podle něj v Evropě velmi nízkou instalaci OZE v poměru ke spotřebovávané energii. I třeba Poláci, Slováci a Maďaři mají větší, dodal.
Autor: MŽP
Říj 5, 2024 | Chytré životní prostředí – Smart Environment
Olomoučtí vědci vyvinuli antibiotika nové generace, jsou účinná vůči širokému spektru bakterií a dokážou spolehlivě bránit i rozvoji bakteriální rezistence. V účinné antibiotikum proměnili mangan, stopový prvek nezbytný pro lidské tělo, který ukotvili ve struktuře chemicky upraveného grafenu. Testy na zvířecích modelech prokázaly, že nový materiál má obrovský potenciál zejména v lokální terapii, například při hojení ran. Na výzkumu pracovali odborníci z Univerzity Palackého a Vysoké školy báňské-Technické univerzity Ostrava (VŠB-TUO) ve spolupráci s kolegy z Číny.
Na ochranu materiálu vědci podali evropský patent. „Vyvinutý materiál dokáže likvidovat a bránit růstu všech typů námi studovaných bakterií včetně vysoce odolných patogenů. Funguje v nízkých koncentracích, při kterých je zcela neškodný vůči lidským buňkám. Bakterie nejsou schopny si vůči němu vyvinout rezistenci, která představuje jeden z největších problémů současné medicíny,“ uvedl fyzikální chemik a autor výzkumného konceptu Radek Zbořil. Doplnil, že všechny tyto výsledky jsou skvělými předpoklady pro využití atomárního antibiotika v praxi.
Vědci při vývoji antibiotika zúročili své zkušenosti z grafenové chemie a atomárního inženýrství, jemuž se v posledních letech intenzivně věnují. Tentokrát vsadili na grafenový derivát obohacený atomy kyslíku a dusíku, do kterého chemicky zabudovali mangan – jde o přechodný kov, jenž se v lidském těle podílí na metabolismu, tvorbě kostí, regulaci cukru v krvi či ochraně buněk před oxidativním stresem.
Při výzkumu se podle Rozbořila rozhodli vědci zaútočit nikoliv na nejslabší, ale jedno z nejsilnějších míst bakterií – sacharidy v jejich stěně a buněčné membráně, které jsou pro přežití bakterií klíčové. „Plní mimo jiné ochrannou funkci, zprostředkovávají přenos látek i komunikaci s okolím, slouží jako energetické rezervy bakterií. Díky tomu, že jsme chemicky navázali mangan na vybrané skupiny sacharidů, došlo k potlačení jejich hlavních funkcí a následné buněčné smrti. Zásadní je přitom role grafenového nosiče, který zabezpečuje přenos iontů manganu na povrch bakterií a umožní jejich frontální chemický útok na sacharidové molekuly,“ popsal nový přístup fyzikální chemik působící mimo jiné v olomouckém vysokoškolském institutu CATRIN.
Nový materiál je účinný i proti bakteriím, na něž stávající antibiotika nestačí. „Vynikající baktericidní efekt jsme prokázali proti všem bakteriím z takzvané skupiny ESCAPE, která zahrnuje vysoce rezistentní bakteriální patogeny. Tyto bakterie jsou obzvláště nebezpečné, neboť odolávají běžným antibiotikům, což komplikuje léčbu a zvyšuje riziko závažných infekcí zejména v nemocničním prostředí. Atomární antibiotikum bylo v porovnání s komerčními antibiotiky jako jediné účinné proti všem rezistentním bakteriím,“ objasnil první autor práce David Panáček z CATRIN UP a Centra energetických a environmentálních technologií VŠB-TUO.
Účinek atomárního antibiotika výzkumníci ověřili v laboratorních podmínkách a ve spolupráci s kolegy z Číny i na myších modelech. „Při in-vivo testech došlo k velmi rychlému a efektivnímu hojení kožní infekce způsobené rezistentním kmenem Staphylococcus aureus (zlatým stafylokokem) a k dramatickému poklesu všech zánětlivých markerů. Již nyní tak můžeme uvažovat o využití nového typu antibiotika pro krytí ran nebo antibakteriální úpravy povrchů umělých materiálů,“ uvedl mikrobiolog a děkan Lékařské fakulty UP Milan Kolář, jenž se na výzkumu významně podílel. Nová generace antibiotik má podle něj obrovský potenciál z hlediska možnosti potlačení tvorby bakteriálních povlaků například na umělých kloubních náhradách, stentech nebo kanylách.
Vědecký tým bude ve výzkumu, na kterém se podíleli také kolegové z Přírodovědecké fakulty UP a dvou čínských institucí, pokračovat a materiál testovat i pro systémovou antibiotickou léčbu. Děkan lékařské fakulty přitom poukázal na to, že stávající antibiotika již nedokážou léčit některé závažné infekce a bakteriální sepse jsou stále častější příčinou úmrtí. „Proto chceme ověřit potenciál atomárních antibiotik pro léčbu nejzávažnějších bakteriálních onemocnění,“ dodal Kolář.
Autor: Univerzita Palackého v Olomouci
