Vědci z Česka objevili a popsali protein, který hraje důležitou úlohu v imunitní odpovědi organismu a rozvoji některých autoimunitních nemocí. Výsledky výzkumu by v budoucnu mohly pomoci v léčbě některých z těchto onemocnění, oznámila Akademie věd ČR. 

Každý správný superhrdinský tým je víc než složením jednotlivých členů. Aby porazili padoucha, musí dokonale koordinovat svou činnost. Stejně se chovají i buňky při Imunitní odpovědi. Všechny se musí ladit tak, aby došlo k potlačení infekce v těle a zároveň k co nejmenším škodám v podobě poškození tkání.

Bílé krvinky, které jsou součástí imunitního systému, komunikují s ostatními buňkami v organismu tím, že si vysílají signály. Tím klíčovým signálem je protein interleukin 17 (IL-17), který je uvolňovaný imunitními buňkami. Jeho rolí je uvádět buňky do „bojové pohotovosti“.

Ta, která signál zachytí, pak podle vědců spustí specifický typ zánětlivé odpovědi pro potlačení některých kvasinkových a bakteriálních infekcí kůže a sliznic. Jako by velitel superdinského týmu dal rozkaz ostatním – jenže se při tom nesmí dopustit jediné chyby.

Pokud totiž koordinace imunitních buněk nefunguje dobře, může dojít k „palbě do vlastních řad“. Situace, kdy imunitní systém zaútočí místo na nepřátelskou bakterii nebo virus  na vlastní organismus, je příčinou autoimunitních nemocí. K nim se řadí například lupénka nebo psoriatická artritida a právě u tohoto druhu nemocí má zmíněný IL-17  důležitou roli.

Každá buňka vnímá prozánětlivý signál proteinu IL-17 jen tehdy, když má na svém povrchu receptor pro tento protein. Dosud neznámou, a přitom důležitou součást tohoto receptoru  nyní objevily týmy Ondřeje Štěpánka z Ústavu molekulární genetiky AV a Petera Drábera, který pracuje na 1. lékařské fakultě UK.

„Jedná se o protein s téměř komiksovým názvem ‚CKLF-like MARVEL transmembrane domain-containing protein 4‘, zkráceně CMTM4. Následný výzkum ukázal, že CMTM4 je nezbytný pro složení receptoru pro IL-17, a tedy pro vnímavost buněk k tomuto signálu,“ popsal Dráber. Jeho studie vyšla v odborném časopise Nature Immunology.

Pomocí takzvaných molekulárních nůžek CRISPR-Cas9, které umožňují editovat genetickou informaci v DNA, vědci připravili buněčné linie a později i geneticky upravené myši, jimž příslušný gen pro nově objevený protein chybí. „Buňky bez CMTM4 ztratily schopnost reagovat na IL-17. Obdobně myši, které postrádaly CMTM4, byly do značné míry ochráněny před autoimunitní lupénkou,“ uvedl Štěpánek.

Podle vědců studie výrazně rozšířila poznání o důležitých molekulárních mechanismech imunitního systému. Vzhledem k zásadní roli IL-17 v některých autoimunitních nemocech se nabízí zatím hypotetická možnost, že CMTM4 by mohl sloužit jako cíl pro budoucí terapii těchto onemocnění.

Zdroj: ČT24
Ilustrační obrázek: freepik.com

Vědecká pozorování černé díry o hvězdné hmotnosti v souhvězdí Labutě odhalují nové detaily o uspořádání extrémně horké hmoty v bezprostředním okolí této černé díry, pojmenované Cygnus X-1. Oznámil to americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA). Na objevu se podílejí i čeští odborníci z Astronomického ústavu Akademie věd ČR.

Při padání do černé díry se hmota zahřívá na miliony stupňů, tento horký plyn vyzařuje rentgenové záření.

Vědci používají měření polarizace těchto rentgenových paprsků, aby otestovali a zlepšili stávající modely, které popisují, jak černé díry polykají hmotu a jak se z nich stávají jedny z nejsvítivějších zdrojů rentgenového záření ve vesmíru.

Nová měření Cygnus X-1, publikovaná ve čtvrtek v odborném časopise Science, představují vůbec první taková pozorování černé díry vtahující hmotu. Byla pořízena rentgenovou vesmírnou observatoří Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE), mezinárodní misí NASA a italské kosmické agentury ASI.

Jeden z nejjasnějších rentgenových zdrojů

Systém Cygnus X-1 je jedním z nejjasnějších rentgenových zdrojů v naší Galaxii, připomíná NASA. Tvoří jej černá díra o hmotnosti 21krát větší, než je hmotnost Slunce, v oběhu s doprovodnou hvězdou o hmotnosti 41násobku hmoty Slunce.

„Předchozí rentgenová pozorování černých děr měřila pouze energii, směr a čas příletu rentgenových paprsků z horkého plazmatu stáčejícího se do černé díry,“ popsal hlavní autor studie Henric Krawczynski, profesor fyziky na Washingtonově univerzitě v St. Louis a člen univerzitního centra McDonnell pro kosmické vědy.

„IXPE měří také jejich lineární polarizaci, která nese informaci o tom, jak byly rentgenové paprsky vyzářeny a zdali a kde se odrazily od látky v blízkosti černé díry,“ dodal.

Žádné světlo, ani to rentgenové, neunikne zpod tzv. horizontu událostí černé díry. Rentgenová emise detekovaná IXPE je vyzařována horkou látkou neboli plazmatem, v oblasti o průměru dvou tisíc kilometrů kolem 60kilometrového horizontu událostí černé díry.

Zkombinování dat z IXPE se souběžnými rentgenovými pozorováními ze sond NICER a NuSTAR americké NASA letos v květnu a červnu umožnilo autorům určit uspořádání, tedy tvar a polohu plazmatu kolem černé díry v Cygnus X-1.

Vědci zjistili, že plazma se rozpíná kolmo na oboustranný úzký plazmový výtrysk, tzv. jet. Odpovídající uspořádání směru polarizace rentgenového záření se směrem jetu silně podporuje hypotézu, že procesy v rentgenově jasné oblasti blízko černé díry hrají podstatnou roli při spouštění těchto výtrysků.

Odhalit, jak k sobě černé díry přitahují hmotu

Pozorování se shodují s modely, které předpovídají, že tzv. koróna horkého plazmatu buď nahrazuje vnitřní část disku hmoty vinoucí se směrem k černé díře, nebo tento disk obklopuje „jako sendvič“.

Lepší porozumění struktuře plazmatu kolem černé díry může odhalit hodně o tom, jakým způsobem černé díry k sobě přitahují hmotu. „Tyto nové pohledy umožní vylepšené rentgenové studie, jak gravitace zakřivuje prostor a čas v okolí černých děr,“ poznamenal Krawczynski.

„Pozorování IXPE odhalují, že tok hmoty navíjející se na černou díru je viděn více zboku, než se dříve myslelo,“ vysvětlil spoluautor studie Michal Dovčiak z Astronomického ústavu AV ČR.

„To by mohla být známka nesouladu mezi orientací rotace černé díry a celého binárního systému,“ doplnila spoluautorka studie Alexandra Veledinová z univerzity ve finském Turku. „Této rozdílné orientace mohl systém nabýt, když hvězdný předchůdce nynější černé díry explodoval.“

Příspěvek českého týmu k objevu

• vytváření unikátních modelů pro rentgenová polarimetrická data
• analýza a interpretace naměřených spektrálních a polarizačních dat
• plánování pozorování s družicemi IXPE, NICER a NuSTAR
• simulace pozorování pro odhad délky expozičního času při jeho přípravě

Zdroj: novinky.cz
Ilustrační obrázek: freepik.com

Chodci, cyklisté a jezdci na elektrokoloběžkách patří mezi nejzranitelnější účastníky provozu, a to zvláště ve tmě. Na silnicích jich přibývá a zároveň s tím roste i počet nehod. Zvýšit jejich bezpečnost se rozhodla Katedra oděvnictví Fakulty textilní Technické univerzity v Liberci společně s Výzkumným ústavem bavlnářským (VÚB) v Ústí nad Orlicí. Vyvinuly prototyp oděvů a doplňků s fotoluminiscenčními a retroreflexními vlastnostmi, které výrazně zvyšují viditelnost.

Představení prototypů, které vznikly v rámci projektu Vidtex, na kterém se podílely Technická univerzita v Liberci a společnost VÚB v Ústí nad Orlicí.

Právě textilie svítící ve tmě patří v současnosti mezi nejperspektivnější předměty výzkumu a vývoje v textilním průmyslu. Běžně užívané retroreflexní prvky na oblečení nejsou užitečné pro chodce, kteří se pohybují mimo obrazec paprsků světlometů blížícího se auta. „Pro tyto situace a pro zlepšení viditelnosti ve tmě a zvýšení bezpečnosti nositele v tmavých obdobích dne jsme vyvinuli pleteniny s fotoluminiscenčními vlastnostmi, tedy pleteniny svítící ve tmě po nasvícení denním či umělým světlem,“ představil výsledky projektu Vidtex vedoucí katedry oděvnictví Zdeněk Kůs.

Ve výzkumu cílili vedle chodců a cyklistů také na profesionální řidiče, pracovníky na silnicích či ve skladech. „Vyvinuli jsme prototypy oděvů a doplňků pro pasivní i aktivní ochranu těchto cílových skupin,“ upřesnil Kůs.

Pomohou zachránit životy

Podle Tomáše Neřolda z Besipu za loňský rok v Česku evidují 90 úmrtí chodců a 43 úmrtí cyklistů. „Pro nás je velkou prioritou řešit ochranu zranitelných účastníků silničního provozu a podstatný díl toho představuje viditelnost těchto účastníků, k čemuž smart textilie velkou měrou přispějí. Pomohou zachránit životy,“ zdůraznil.

Na vývoji nových typů pletenin, který trval tři roky, se podílel VÚB v Ústí nad Orlicí. Ten pod obchodní značkou Clevertex už na obchodním trhu nabízí další speciální textilní výrobky, jako jsou například nehořlavé spodní prádlo, outdoorové termoprádlo či výrobky podporující zdraví. „Tuto novinku plánujeme uvést na trh během příštího roku,“ nastínil budoucí plány Miroslav Tichý ze společnosti VÚB, která se problematikou smart textilií zabývá více než 15 let.

Pleteniny vedle fotoluminiscenčních vlastností nabízí vysoký fyziologický komfort díky kombinaci s viskózovou přízí s obsahem chitosanu. Novinku představuje vložení fotoluminiscenčního pigmentu přímo do příze a nikoliv jen na povrch. Jsou vyrobeny ve standardní bílé nebo mentolově zelené barvě. „Pleteniny po absorpci světla vyzařují ve tmě zelené světlo i několik hodin,“ zdůraznila Katarína Zelová z katedry oděvnictví.

Funkční pleteniny mají dobrou odolnost vůči praní, působení světla a potu, jsou netoxické a zdravotně nezávadné. Nabízí pestré využití a zásadním přínosem je zvýšení viditelnosti, a tím i bezpečnosti na silnicích. „Viditelnost prototypů našich oděvů je v úplné tmě na vzdálenost 150 metrů a další výhodou fotoluminiscenčních pletenin je to, že nepotřebují napájení ani světelný zdroj ze světlometů aut,“ podotkl další člen vývojového týmu Antonín Havelka. Svítivé pleteniny vědci zkombinovali s prvky aktivní signalizace pomocí LED diod. „Kdo takovou vestu oblékne, je vidět až na 200 metrů za tmy nebo snížené viditelnosti,“ dodal Havelka.

Zdroj: deník.cz
Ilustrační obrázek: freepik.com

Přes dvacet let sbírají vědci z Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT) vzorky kolem jaderné elektrárny Temelín. Svými poznatky tak doplňují běžný systém monitorování radiace. I ve světovém měřítku jsou taková data ojedinělá. Poslední analýza potvrdila, že okolí reaktorů je bezpečné.

Vědce zajímá kůra borovic, zvláštní druh mechů nebo i houby a borůvky v lese vzdáleném tři kilometry od jaderné elektrárny. Podobných míst okolo Temelína sledují devětadvacet a sesbírat vzorky na nich každý rok trvá zhruba deset dní.

„Houby a borůvky se dělají proto, že to je potravina. Mechy se dělají proto, že máme speciální typ,“ zdůvodnil Ondřej Kořistka z Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské. Jde o Travník Schreberův. „Je unikátní tím, že má vzdušné kořeny, které akumulují cesium, u kterého měříme aktivitu,“ doplnil student stejné fakulty Čeněk David.

Vzorky se ukládají do speciálních nádob; ty obklopí detektor, který měří jejich radioaktivitu. „Každý radionuklid vyzařuje specifickou energii, což je jako otisk prstů. Díky tomu můžeme poznat, že se jedná o cesium 137,“ uvedl další ze studentů David Strnad.

Radiace z Černobylu

Tento prvek odborníci zvolili proto, že se v přírodě přirozeně nevyskytuje. Vzniká v reaktorech nebo při jaderných explozích. Cesium naměřené v okolí Temelína ale z této elektrárny nepochází.

„To cesium je z Černobylu – po jeho explozi, když šel ten mrak Evropou. My měříme, že cesium ubývá z přírody podle fyzikálních zákonů a že to černobylské cesium mizí a že tu není žádné nové,“ řekl Kořistka.

Vědci tak potvrzují, že z Temelína žádná radioaktivita neuniká. Množství cesia z černobylské havárie je v české přírodě sice měřitelné, ale pro člověka i další organismy neškodné.

Zdroj: ČT24
Ilustrační obrázek: freepik.com

Půda v oblastech zasažených suchem ztrácí své charakteristické vlastnosti – není schopna absorbovat vodu a vytrácí se z ní živiny i organismy potřebné pro úspěšné vzejití zasetých či zasazených rostlin. V důsledku toho se rapidně snižuje biodiverzita a pomalu zaniká život v okolí. Aby tomuto trendu zabránili, podíleli se vědci Zahradnické fakulty MENDELU na vytvoření technologie, která zlepšuje schopnost půdy absorbovat vodu a pomáhá osivu vyklíčit. Pomůže tak revitalizovat zemědělskou půdu ohroženou suchem. Projekt se stal vítězem prestižní ceny Technologické agentury ČR za rok 2022 v kategorii Společnost jako projekt s největším významem pro společnost.

Vědci stanovili dva základní postupy. Prvním byla aplikace pomocných látek do půdy. Klíčovou látkou jsou pro vědce hydroabsorbenty, tedy látky, které zadržují vodu v půdě. „Pro experimenty byly využity dva typy pomocných půdních látek s touto vlastností – přírodní lignit, jehož zdroje jsou snadno využitelné, a hydroabsorbent s názvem Hydrogel,“ nastínil Petr Salaš ze Zahradnické fakulty MENDELU. V druhé fázi využili technologii WASP (water absorbing seed process), ve které je hydroabsorbent součástí směsi, do které ve spolupráci s německou firmou vědci obalili osivo vybraných jetelovin a travin. Díky obalení směsí bude mít porost na začátku klíčení dostatek vody. „Když se obalené osivo vyseje do půdy, zaprší nebo se zaleje, hydroabsorbent nabobtná, a když semeno začne klíčit, má k dispozici ihned zdroj vody. Kořínky totiž okamžitě vyhledají hydroabsorbent, napojí se na jeho strukturu a čerpají vodu,“ přiblížil Salaš.

Pro zlepšení degradovaných půd testovali vědci různé kombinace hydroabsorbentů a přírodního lignitu jak v dílčích experimentech, tak i v rámci poloprovozních pokusů ve spolupráci se soukromým zemědělcem. Využili jihomoravský lignit neboli hnědé uhlí, který je blízko rašelině. Není příliš vhodný ke spalování, ale dobře se hodí k využití v zemědělství, i lignit totiž působí jako přírodní hydroabsorbent. „Dvacet let jsme u nás na fakultě věnovali neenergickému využití lignitu, který se donedávna těžil na jižní Moravě. A jedním z možných využití je právě použití v zemědělství jako podpůrného prostředku pro rozvoj půdní organické hmoty,“ uvedl Miloslav Pekař z Fakulty chemické VUT.

Projekt poukazuje na to, že je třeba brát ohled na nedostatek vody, a změnit určité postupy v zemědělství. „Poslední roky máme velice intenzivní projevy sucha na mnoha místech, i v letošním roce najdete právě na jižní Moravě podniky, které mají nižší výnosy. Bez zásahů, na které poukazuje tento projekt, udržet výnosy bohužel nedokážeme. Jediným zdrojem vody jsou u nás srážky, takže zemědělec už nemůže sázet jen na to, že zaprší, ale musí kalkulovat s tím, aby vodu měl. Bez vody žádná plodina nedá výnos,“ upozornil klimatolog Jaroslav Rožnovský ze ZF MENDELU, který se zabývá suchem.

Polní pokusy probíhaly v horizontu několika let na travních a jetelovinotravních porostech na čtyřech místech s odlišnými půdními i klimatickými podmínkami, v Hodoníně, Lednici, Troubsku a Zubří. Výsledky využijí nejen zemědělci, ale i správci zeleně a lidé, kteří obhospodařují extenzivní travnaté plochy. „Extenzivní znamená v tomto případě, že nemáme zabezpečenou závlahu nebo máme extrémní plochy. Škála je velmi široká. Podmínky, které byly na pokusné ploše v Hodoníně, dnes existují třeba i ve městech, kde je velmi složité udržovat a dělat management travních porostů,“ objasnil Salaš.

Projekt Revitalizace zemědělské půdy v oblastech ČR ohrožených suchem koordinovala Zahradnická fakulta MENDELU. Spolupracovala s Fakultou chemickou Vysokého učení technického v Brně a s firmami OSEVA vývoj a výzkum s.r.o. Zubří a Zemědělský výzkum, spol. s.r.o. Troubsko. Zástupci týmu převzali ocenění v historické budově Národního muzea v Praze v rámci gala večera 10. ročníku Dne TA ČR 2022, tento ročník nesl podtitul Výzkum bez předsudků. Ocenění si převzali koordinátor projektu a vedoucí týmu řešitelů z Ústavu šlechtění a množení zahradnických rostlin ZF MENDELU Petr Salaš a zástupci partnerů projektu Jan Frydrych, Miloslav Pekař a Tomáš Vymyslický.

Zdroj: Mendelu
Ilustrační obrázek: freepik.com