covid-19-5152317_1280

Magnetické nanokuličky z Olomouce budou pomáhat při testování na koronavirus

Olomoučtí vědci vyvinuli miniaturní částice s magnetickým jádrem a tenkou křemennou slupkou na povrchu, které dokážou izolovat virové RNA. Staly se tak základem pro nové sady vyvinuté v tuzemsku, které pomáhají při testování na covid-19. Technologii se už podařilo otestovat v praxi, první várky testů už nakoupily komerční společnosti.

Nový typ magnetických kuliček o velikosti několika desítek nanometrů s vhodně upraveným povrchem pro izolaci nukleových kyselin vyvinuli vědci z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM). Vývoj testovacího protokolu byl reakcí na nedostatek komerčních testovacích sad v době koronavirové krize.

Oxid křemičitý, který obaluje magnetické nanočástice, má velkou schopnost vázat nukleové kyseliny. Díky obrovskému povrchu nanočástic se na ně efektivně zachytí velké množství virové RNA,“ uvedl Radek Zbořil z RCPTM. Navázané molekuly RNA lze poté podle něj snadno izolovat pomocí externího magnetu pro účely diagnostiky.

Nanočástice mají rychlou odezvu a lze jich vyrobit hodně

Izolace virové RNA je podle odborníků základem celého procesu přípravy nové technologie. Nanočástice z RCPTM mají podle Pavla Šáchy z Ústavu organické chemie a biochemie rychlou odezvu na magnetické pole i velkou kapacitu pro vazbu RNA.

Výhodou je také to, že je lze vyrobit ve velkém množství. „V jednom cyklu jsme schopni připravit více než 100 gramů částic, které jsou použitelné zhruba pro 100 tisíc testů na covid-19. Jedná se o technologicky nenáročnou syntézu. Kapacitu tak dokážeme i řádově navýšit,“ doplnil Ivo Medřík, který se na vývoji nanočástic podílel.

Technologii otestovaly už nemocnice v Praze

Technologii se podařilo úspěšně ověřit ve Státním zdravotním ústavu v Praze, v nemocnicích v Motole nebo Na Bulovce a ve výzkumných vědeckých centrech.

Výsledky potvrdily, že naše magnetické částice jsou z hlediska účinnosti izolace virové RNA srovnatelné s komerčními materiály. S ohledem na produkční kapacitu a nižší výrobní náklady jsou proto plně připraveny na transfer do praxe,“ řekl Radek Zbořil.

Dodal, že celý vývoj nových izolačních souprav pro diagnostiku covidu-19 je ukázkou spolupráce akademických pracovišť a také toho, jak lze převést výsledky z laboratoře do praxe v rekordně krátké době.

Zdroj: ct24ceskatelevize.cz

Ilustrační foto:pixabay.com

dzungle

Tropické lesy jsou v ohrožení i kvůli změně klimatu

Nová studie, na které se podíleli i 3 vědci z České republiky, ukázala znepokojující fakt týkající se tropických lesů. Ty se zatím s ceslosvětově mírně narůstajícími teplotami vypořádávají bez problémů, ale pokud by se prodlužovala období sucha a zvyšovalo množství uhlíku v atmosféře, může dojít ke zvýšenému odmumírání stromů. Závažnost studie potvrzuje i fakt, že byla uveřejněna v časopise Science, který patří k nejprestižnějším vědeckým periodikům.

Tropické lesy prostřednictvím fotosyntézy dlouhodobě pohlcují oxid uhličitý, jehož výrazná část se uvolňuje do atmosféry spalováním fosilních paliv. Pomáhají tak udržet stabilitu klimatu na Zemi. Oxid uhličitý je totiž jedním z hlavních skleníkových plynů, které přispívají k zachycování tepla ze slunečního záření. Jeho koncentrace v ovzduší se vlivem lidské činnosti prudce zvyšuje – od poloviny 18. století (předprůmyslové období) vzrostla zhruba o třetinu a v současné době vysoce přesahuje i koncentrace za posledních několik set tisíc let. Důsledkem je zadržování stále většího množství tepla v atmosféře a posun klimatické rovnováhy, jinými slovy globální klimatická změna.

Světové tropické lesy obsahují jen ve stromech tolik uhlíku, že to vyrovnává produkci emisí z fosilních paliv za čtvrt století. Pokud budeme schopni klimatickou změnu zmírnit, mohou tyto lesy i nadále ukládat velké množství uhlíku,“ vysvětluje Radim Hédl, který vede dlouhodobý monitoring na trvalých plochách v Bruneji. „Existují však obavy, že toto úložiště postupně přestává fungovat, protože nadměrné oteplování a období sucha zpomalují růst stromů nebo zvyšují jejich mortalitu. Uvolněný uhlík by pak mohl ještě urychlit klimatickou změnu.“

Dokážou se tropické lesy se změnou klimatu vyrovnat?

Vědci se dlouhodobě snaží předpovídat nejrůznější dopady klimatické změny prostřednictvím počítačových modelů. Článek v Science upozorňuje, že klíčovou nejistotou v těchto modelech je právě citlivost tropických lesů na zvyšování teploty a způsob, jak tento faktor může ovlivnit globální toky uhlíku. Cílem badatelů proto bylo tuto citlivost co nejpodrobněji prozkoumat a stanovit.

Přímá terénní měření půl milionu stromů

Poznatky o tom, jak světové tropické lesy reagují na klima, čerpají vědci z pečlivých terénních měření získaných během desítek let, často v odlehlých lokalitách. Autorský tým složený z 225 vědců z různých zemí světa měřil množství uloženého uhlíku a jeho toky na trvale zalesněných plochách po celé zeměkouli.

Propojili terénní data z Jižní Ameriky (RAINFOR), Afriky (AfriTRON) a Asie (T-FORCES). Množství ukládaného uhlíku zjišťovali pomocí opakovaných měření průměrů kmene a výšek jednotlivých stromů na trvalých monitorovacích plochách, které navštěvovali v několikaletých intervalech. Tímto způsobem se dá zjistit, kolik uhlíku mezitím stromy vstřebaly a jak dlouho v nich byl uložen, než odumřely.

Výpočet změn množství uhlíku uloženého ve stromech vyžadoval taxonomické určení téměř deseti tisíc druhů celkem půl milionu stromů, dva miliony jednotlivých měření průměru kmene, a to v 813 lesích ve 24 zemích po celých tropech.

Ukládání uhlíku ovlivňují horko a sucho

V dlouhodobém měřítku má na ukládání uhlíku zřejmě hlavní vliv vysoká teplota přes den, která omezuje růst stromů. Druhým klíčovým faktorem je sucho způsobující jejich odumírání.

Syntéza dat ze zalesněných ploch napříč klimatickými a biogeografickými pásmy ukazuje, že tropické lesy se dokážou s globálním oteplováním vyrovnat, aniž by významně klesla jejich schopnost vázat nadbytečný oxid uhličitý z ovzduší. Děje se tak, pokud je množství uhlíku navázané růstem stromů větší než ztráty vlivem odumírání a rozkladu dřeva. To však funguje pouze za určitých podmínek: globální změna teploty nesmí být příliš rychlá, lesy musí zůstat nedotčené lidskou činností a denní teplota nesmí překonat kritickou hranici 32 °C.

Dopad rostoucích teplot je dramatický

Nárůst globálních průměrných teplot o pouhé 2 °C vzhledem k předindustriálním hodnotám bude znamenat, že zhruba tři čtvrtiny tropických lesů budou čelit teplotám přesahujícím zmíněnou kritickou hranici 32 °C. Jakýkoli další růst teplot by pak mohl vést ke zvýšené úmrtnosti stromů a rychlému uvolňování uhlíku z lesů.

Do mezinárodního týmu se zapojili i čeští vědci

Na uvedených výsledcích se podíleli i tři autoři z České republiky – Radim Hédl z Botanického ústavu AV ČR, Martin Dančák z Univerzity Palackého v Olomouci a Martin Svátek z Mendelovy univerzity v Brně. K dosud nejrozsáhlejší studii přispěli dlouhodobými opakovanými měřeními růstu několika tisícovek stromů a sledováním jejich mortality na trvalých plochách v národním parku Ulu Temburong v Bruneji na Borneu. V Bruneji začali působit již v roce 2007 a od té doby se soustavně věnují výzkumu tropických lesů Bornea. „Lze předpokládat, že tropické lesy jsou do určité míry schopny dlouhodobé adaptace na klimatickou změnu, a to částečně díky své vysoké biodiverzitě. Stromy tolerující nové klimatické podmínky porostou lépe než druhy hůře adaptované, které postupně nahradí.“

Do mezinárodního týmu se zapojil i Martin Svátek, který koordinuje výzkum dopadů těžby a fragmentace tropických lesů na Borneu. K nově získaným výsledkům říká: „Současné poznatky ukazují obdivuhodnou schopnost nedotčených tropických lesů čelit vysokým teplotám. Většina lesů v tropech je však již do různé míry ovlivněna činností člověka, což se může projevit i v dlouhodobém narušení jejich fungování a snížení odolnosti tropických lesů vůči klimatickým extrémům.

Závěry studie varují, ale nejsou beznadějné

Výsledkem dat shromážděných více než dvěma stovkami vědců z celého světa, kteří opakovaně měřili půl milionu stromů deseti tisíc druhů, je studie svým rozsahem zcela výjimečná. Její závěry upozorňují na nebezpečí, ale dávají zároveň i naději. Výraznější klimatická změna sice znamená riziko větší ztráty tropických lesů, které v sobě vážou uhlík. Nicméně pokud bude změna klimatu pouze mírná, v lesích zůstane pravděpodobně nadále uloženo velké množství uhlíku – pokud ovšem nedojde k jejich přímé likvidaci kácením či vypalováním.

Zdroj: avcr. cz

Ilustrační foto: