Dva metry dlouhý, oranžový kluzák plul pomalu napříč Golfským proudem, přičemž byl hnán pouze jeho silou. Podmořský kluzák nemá žádné pohyblivé části, ale pouze jakási křídla, která mu umožnila pohyb rychlostí méně než kilometr za hodinu. Třikrát denně se vynořil na hladinu a v průběhu patnáctiminutové relace udal svou polohu a předal výsledky provedených měření. Poté se vrátil zpět do pracovní hloubky, přibližně tisíc metrů pod mořskou hladinou. Tento způsob získávání informací pomocí automatů bez posádky podle všeho zahájil novou etapu ve výzkumu oceánů.
Bakteriofágy pomáhají léčit!
Viry zabíjejí nebezpečné bakterie
Bakteriofágy jsou viry, které dokáží zabíjet bakterie a již téměř celé století jsou využívány k potlačení bakteriálních infekcí. Pamětníci si možná ještě vzpomenou na epidemii dysenterie (úplavice) v letňanské Avii po druhé světové válce, kterou čeští bakteriologové zastavili právě pomocí bakteriofága, izolovaného z pražské kanalizace. Čeští vědci mají své následovníky i v současnosti. Americký mikrobiolog
a imunolog Dr. Jeffery F. Miller totiž zjistil nové skutečnosti, jež by použití bakteriofágů při bakteriálních infekcích mohly výrazně usnadnit. Zjistil totiž, že bakteriofág, napadající bakterii Bordetella bronchiseptika (způsobuje černý kašel), má pozoruhodné schopnosti. Vtip je v tom, že genom bakteriofága je proměnlivý a vede ke vzniku proteinů, vázajících se na povrchové receptory bakterií, což umožňuje bakterii virem – bakteriofágem zahubit. Manipulací genomu bakteriofága by se tak daly získat léky na bakteriální infekce, a to zejména v případech, kdy se bakterie stanou rezistentní na antibiotika.
Nebezpečím je odkysličení mozku
Vápník výrazně poškozuje buňky
Při ucpání některé z mozkových cév přestává být příslušná část mozku zásobována krví a odumírá – vzniká tak cévní mozková mrtvice provázená ochrnutím, poruchami řeči a často s trvalou invaliditou. O tom, jak je tento problém vážný svědčí i fakt, že každých 45 vteřin je jeden Američan postižen mozkovou mrtvici, což představuje jen v USA 700 000 případů ročně. Vědci Zhi-Gang Xiong a Robert S. Dow již dříve dokázali, že při nedostatečném zásobení mozku krví se v postižené tkáni mění metabolismus, dochází k tzv. anaerobní glykolýze a hromadí se kyselina mléčná. Je to následek nedostatku kyslíku, nezbytného pro normální metabolické zpracování glukózy.
Novým objevem jsou ASIC (acid sensing ion channels), tj. na kyselost citlivé iontové kanály v mozkových buňkách, jimiž proudí do mozkových buněk při cévní mozkové mrtvici nadbytek vápníku, což působí jejich vážné poškození. ASIC je možné blokovat některými jedy, např. jedem tarantule. Lékaři nyní hledají alternativní blokátory těchto iontových kanálů, které by zabránily nadměrnému toku vápníku do mozkových buněk a omezily tak poškození mozku do doby, než se léčebnými zásahy podaří prokrvení poškozené oblasti obnovit.
Létající laserové dělo
Protiraketový deštník USA
V závěru minulého roku proběhl ve Spojených státech amerických úspěšný test výkonného bojového laseru, který byl nainstalován na palubě upraveného letounu Boxing 747. Test proběhl zatím pouze na zemi, na Edwardsově letecké základně v Kalifornii. Nová zbraň, která by se v budoucnu měla stát součástí arzenálu americké armády, je primárně určena k ničení nepřátelských mezikontinentálních balistických raket. Optika tohoto chemického kyslíko-iodového laseru umožňuje na vzdálenost několika stovek kilometrů rozžhavit plochu o velikosti několika čtverečních decimetrů natolik, že dojde k destrukci ozářeného materiálu a v důsledku toho i k rozpadu celé rakety. Projekt si jen v roce 2005 vyžádá náklady ve výši 474 milionů dolarů.
Tajemství pohybu bakterií odhaleno
Otáčení bakteriálního bičíku zajišťuje miniaturní háček!
Mnohé bakterie se pohybují v kapalném prostředí otáčením dlouhých bičíků. Hrubá struktura takového bičíku je známa už řadu let. Ví se například, že obsahuje jakýsi rotor, uložený v buněčné stěně a ji obklopujících membránách, dále pak ohebný „háček“ asi 60 nm dlouhý a pak až několik mikrometrů dlouhý šroubovitý bičík. Ve skutečnosti jde o dokonalou obdobu elektromotoru, poháněnou elektrickým potenciálem přes membrány. Na rozdíl od eukaryontních bičíků a orgánů vyšších živočichů se nejedná o „hadovité“ vlnění či prohýbání, ale o otáčení podobné rotaci Reslova lodního šroubu. Skupina japonských a amerických vědců prozkoumala detailní strukturu ohebného háčku, který se ohýbá až o 90 ° při 300 otáčkách bičíku za sekundu. V případě bakterie Salmonella typhimurium je háček tvořen dutou trubicí, složenou ze 120 molekul jediného proteinu označeného FlgE. Každá jeho molekula obsahuje 11 protofilament, která se díky ohýbání závěsu při otáčení bičíku, spojujícího dvě hlavní domény FlgE, natahují a smršťují až o 50 %. Výsledkem studia na úrovni rozlišení 0,18 nm je, že bakteriální „háček“ se může výrazně ohýbat, ale nikoliv točit, čímž je dosaženo účinného přenosu energie z rotoru na vlastní bičík.
Nové možnosti ve výzkumu buněčných membrán
Vědci zdokonalili měření spekter jediné molekuly
Dva vědecké týmy, jeden německý a druhý americký, zvýšily citlivost fluorescenční spektroskopie natolik, že jsou schopny změřit signál od jediné molekuly. To pravděpodobně umožní studium jednotlivých molekul bílkoviny v rámci buněčné membrány. Fluorescence, přinášející informace o stavbě molekuly, si lze představit jako vyzařování světla po předání energie atomovému jádru (excitaci), přičemž záření má kratší vlnovou délku. Pro změření signálu jediné molekuly je třeba excitační signál zaostřit právě na tuto jedinou molekulu, což není snadné.
Americký tým z univerzity v Utahu nasměroval laserový signál na zkoumaný vzorek pomocí velmi ostrého hrotu se špičkou o velikosti pouhých několika atomů. Německý tým umístil hrot na konec tenkého světlovodu a na slídové podložce zkoumal fluorescenčním barvivem označené molekuly DNA.
Ostřelovaná Země
Odhalených dopadových kráterů na naší planetě přibývá
Naše planeta si prožila v minulosti intenzívní bombardování z vesmíru, o čemž svědčí další a další nálezy kráterů, vzniklých dopadem velkých planetek či jader komet. Phillipe Paillou z univerzity ve francouzském Bordeaux odhalil pomocí radarových snímků saharské části Afriky kruhové geologické struktury. Je to pole stovky kráterů, o průměrech 20 metrů až 2 kilometry, rozesetých na ploše 5 000 čtverečních kilometrů. Paillou prozkoumal 13 kráterů a výsledkem jeho výzkumu je potvrzení skutečnosti, že pocházejí ze stejné doby a jsou geologicky „mladé“ – jejich stáří je odhadováno na pouhých 50 milionů let. Protože jde o velký počet kráterů a rozptylové pole je značné, mohlo jít o současný dopad dvou i více meteorů, které se v atmosféře rozpadly.
Jednoznačná identifikace materiálů?
Hmotnostní spektrometrie pomáhá kriminalistům
Z výzkumů, provedených společností Mass Spec Analytical, vyplývá, že stanovením poměrů stabilních izotopů vodíku, kyslíku a uhlíku metodou hmotnostní spektrometrie lze spolehlivě identifikovat lepící pásku. Proč se však vědci zabývali právě lepící páskou? Odpověď je prostá, tento materiál totiž často užívají překupníci drog při balení svých zásilek. Metoda samozřejmě neumožňuje odlišení každé jednotlivé cívky lepící pásky, ale pomocí hmotnostní spektrometrie zmíněných prvků lze rozlišit jednotlivé výrobní várky či šarže. Přesnost stanovení shody přitom úzce souvisí s výrobním postupem.
Co platí v tomto případě pro lepící pásku, platí však pochopitelně i pro jiné materiály – např. balící papír, součástky pekelných strojů, obaly, v nichž vrahové ukrývají mrtvoly anebo třeba papír pro tisk falešných dokumentů. Možnosti využití této nové technologie v kriminalistice jsou však určitě daleko širší.
Žili na Zemi trpasličí lidé?
Nejmenší zástupce rodu „Homo“ – Homo floresiensis
Prakticky ve všech médiích se koncem října objevila zpráva o objevu nejmenšího člověka evolučního vývoje. Poměrně dlouho je známo, že ve východní Asii se už ve starších čtvrtohorách vyskytovaly druhy Homo erectus a Homo sapiens. Oba tyto druhy měly výrazně větší mozkovnu než jejich předkové, byli i vyšší a měli drobnější chrup než africký rod Australopithecus před 3,5 milionem let.
Nově objevené kostry, na ostrově Flores v Malých Sundách v Indonésii, se sice podobají dětským kostrám Homo sapiens, ale řada jejich rysů ukazuje, že jde o kostry dospělých lidí, kteří dorůstali výšky přibližně 1 m a jejichž mozkovna měla objem 380 krychlových centimetrů. Zdá se, že se tento druh člověka, nazvaný Homo floresiensis, vyvinul před více než 100 000 lety z dřívějšího Homo erectus, přičemž v totální izolaci došlo k endemickému zmenšení růstu.
Různé fáze jedné kapaliny
Podobnost pevných látek není náhodná
Některé látky v pevném stavu existují ve více strukturních modifikacích. U kapalin až doposud nic takového známo nebylo, s výjimkou helia 3 blízko teploty absolutní nuly. Zde však takové chování způsobují kvantové efekty. Badatelé Rei Kurita a Hajime Tanaka z Tokijské univerzity však zjistili, že trifenylfosfit může existovat ve dvou formách kapalin různé struktury, které přecházejí jedna v druhou při teplotě okolo 480 stupňů Celsia. Obdobně se chová i roztavený fosfor při 1000 stupních Celsia a tlaku okolo 1 GPa, což prokázal výzkum taveniny metodou rentgenové difrakce. Při nižší teplotě tvoří kapalinu čtyřstěny ze čtyř fosforových atomů, při vyšší teplotě pak delší lineární molekuly. Není vyloučeno, že takové chování je u kapalin stejně běžné jako u pevných látek.
I medúzy potřebují spát!
Výzkum v terénu potvrdil laboratorní výsledky
Pracovníci Univerzity Jamese Cooka v Austrálii sledovali chování prudce jedovaté medúzy čtyřhranky (Chironex fleckeri) a zjistili, že od pozdního odpoledne až do svítání ležely nehybně na mořském dně. Občasné „zdřímnutí“ bylo zjištěno už dříve u čtyřhranek chovaných v laboratorní nádrži, ale bylo přisuzováno nepřirozeným životním podmínkám. Pravidelný spánek v přirozeném prostředí je připisován potřebě tohoto dravého živočicha odpočinout si a zotavit se po vysilujícím lovu drobných organismů.
Výstavba ISS nabírá skluz
Podaří se dobudovat Mezinárodní kosmickou stanici?
V USA se začalo hovořit o tom, že by se nemuselo podařit dostavět Mezinárodní kosmickou stanici (ISS), která měla být podle původního plánu dokončena již v roce 2010. K tomu je zapotřebí 28 letů amerických raketoplánů, avšak ty od katastrofy Columbie v únoru 2003 nelétají a obnovení startů se stále odsouvá. Komplikace způsobil i nedávný hurikán, který zaútočil na kosmodrom. Se startem prvního z raketoplánů se tedy počítá nejdříve v květnu. Státnímu úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA) tak vznikl problém, který by mohl dokončení Mezinárodní kosmické stanice zásadně ohrozit. Bez raketoplánu se totiž další stavba neobejde. Některé části konstrukce jsou totiž vytvářeny s ohledem na velikost „zavazadlového“ prostoru raketoplánů a nelze je tudíž na oběžnou dráhu dopravit pomocí kosmické rakety. Mezinárodní kosmická stanice tak stále čeká nejen na dvě laboratoře, které staví Japonsko a Evropa, ale i na další moduly. Novou hrozbou je rovněž vzrůstající cena startu raketoplánu, která se oproti době před havárií zvýšila o 50 % na současných 860 milionů dolarů.
Lék na Alzheimerovu chorobu?
Ne teď, možná v budoucnosti…
Vědcům z University of Wisconsin v americkém Madisonu se podařilo při experimentech se zvířaty identifikovat protein, nazvaný transthyretin, který zastavuje šíření Alzheimerovy choroby v lidském mozku. Váže se totiž na jinou bílkovinu, zvanou beta-amyloid, která při Alzheimerově chorobě vytváří v nervových buňkách mozku složité struktury, čímž zhoršuje jejich činnost. K použitelnému léku je však ještě hodně daleko a vyvstáva i problém se způsobem podávání preparátu s transthyretinem tak, aby se do mozku skutečně dostal. Vzhledem k existenci hematoencefalické bariéry v mozku totiž mohou nastat problémy i při podávání pomocí injekcí do krve. Podáváním tohoto léku se navíc neodstraňuje vlastní příčina vzniku beta-amyloidu, ale pouze jeho nepříznivé působení.
Povodně v Tibetu?
Věda potvrdila dávné legendy
Tibetská náhorní plošina leží v nadmořské výšce 4 000 – 5 000 metrů nad mořem a vládne tu vysokohorské kontinentální podnebí. Nejvýše položená sněžná čára planety se proto nachází až mezi 5 000 – 6 000 metry. Přitom podle dávných legend měli Tibeťané prožít dokonce i katastrofální povodeň, což nyní potvrdil tým geologa Davida Montgomeryho z University of Washington v Seattlu, který zkoumal velké říční terasy na řece Tsangpo, datované do roku 760 našeho letopočtu. Řeka se dnes prodírá z náhorní tibetské plošiny na jih Himalájemi, přičemž na dvou stech kilometrech klesá její tok až o 2 400 m. Před 1300 lety se tu ale vytvořilo jezero hluboké 240 metrů, zadržující 80 krychlových kilometrů vody z ledovců. Když se tehdy ledová hráz prolomila, průtok řeky dosahoval až milionu krychlových metrů za sekundu. Geologové našli i stopy dalšího tibetského jezera, které před 10 000 lety zadržovalo při hloubce 680 metrů 830 krychlových kilometrů vody.
Kde je hranice miniaturizace?
Technologie „smart dust“ v chemické laboratoři
Tak jako uplatnění kvantových jevů vytyčuje meze miniaturizace současné elektroniky, kapilární jevy zastaví další miniaturizaci při provádění chemických reakcí. Citlivé detekční metody umožnily v posledních desetiletích mnohonásobně zmenšit objem zkoumaného vzorku při zachování stanovené přesnosti, nicméně tradiční chemické postupy manipulace se vzorkem přestávají vyhovovat. Z tohoto pohledu se jeví velmi zajímavou a přínosnou práce chemiků z Kalifornské univerzity v San Diegu, kteří spojili částice jemného křemíkového prachu s magnetickými částicemi oxidu železitého. Ty se mohou adsorbovat nejen na povrchu kapek vody či jiného rozpouštědla, ale i bakterií a virů. Poté lze pracovat např. i pomocí běžného magnetu. Novou metodu otestovali tak, že pomocí magnetu zkontaktovali dvě kapky hydrofilního organického rozpouštědla, jednu s rozpuštěným dusičnanem stříbrným, druhou s jodidem draselným. Při jejich smísení vznikla viditelná sraženina jodidu stříbrného. Současné spektrální metody tak umožňují přesně sledovat procesy, které v nepatrných kapičkách probíhají.
Vesmírné nebezpečí?
Hubblův kosmický teleskop ohrožuje pozemšťany
Pracovníci NASA zveřejnili svůj další argument proti ponechání Hubblova kosmického dalekohledu po skončení jeho pracovního života osudu. Pokud nebude opraven, ukončí některá zařízení svou funkci v roce 2007. Poté by jako vesmírný odpad kroužil kolem Země, patrně až do roku 2020, kdy se má jeho dráha snížit na výšku 122 kilometrů. Ve výšce 78 kilometrů se pak křehká aparatura rozpadne a její zbytky dopadnou na povrch Země. Počítačový model předpokládá, že z 10,7 tuny těžkého tělesa by dopadla na zemský povrch celá pětina. Trosky by padaly v pruhu dlouhém 1220 kilometrů a některé jejich části by mohly mít velmi nebezpečnou hmotnost. Riziko, že by mohl někdo zemřít nebo být těžce zraněn, je 1 : 250, což představuje závažný problém, protože NASA pro svou činnost považuje za přijatelné riziko pouze 1 : 10 000.
· Miniaturní optické čočky lze vyrábět ve velkém na rozhraní voda – dekan. Průhledný roztok latexové pryskyřice se samovolně uspořádá do kapek mikroskopických rozměrů, načež zatuhne a čočky jsou na světě.
· Vztlak porézních materiálů nasáklých vodou či vzduchem je o šest řádů vyšší než předpovídá klasická teorie. Praktická aplikace výsledků tohoto zjištění však zatím není příliš zřejmá.
· S šířícím se pěstováním genově pozměněné řepky klesá v Kanadě, navzdory předpovědím odpůrců GM plodin, používání herbicidů. Farmáři zde v letech 1995 – 2000 snížili na řepkových polích aplikaci herbicidů o celých 43 procent.
· Nový čip, který umožní sledování televizního vysílání prostřednictvím mobilních telefonů, ohlásila společnost Texas Instruments. O tuto technologii projevila zájem řada výrobců telefonů i mobilních operátorů.
