Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Rozhovor: DNA se učí gymnastiku na supertenké „žíněnce“

Oběd vědců mívá občas překvapivé následky. Například při rozpravě nad talíři vznikne nápad zkoumat chování živých molekul na supertenkých neživých podložkách. Profesor Michal Otyepka z Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého právě na takový projekt obdržel od Nadačního fondu Neuron milion korun.

Michal Otyepka nositel Neuron Impulzu pro rok 2014 v oboru chemie | foto:  Michal Šula, MAFRA

Zdaleka nejdůležitější soukromý fond na podporu české vědy, Neuron, na konci minulého týdne předával ceny pro odborníky v několika oborech. Ocenění od fondu, který založil Karel Janeček, se dočkaly uznávané vědecké kapacity i mladí vědci. Největší objem finanční prostředků směřoval na podporu nových vědeckých projektů v rámci tzv. Neuron Impulzů.

Michal Otyepka

(*1975) V roce 2004 získal titul Ph.D., o tři roky později se habilitoval na docenta a v roce 2012 převzal titul profesora Univerzity Palackého Olomouc v oboru fyzikální chemie. Na své alma mater přednáší a bádá na Přírodovědecké fakultě jako vedoucí Katedry fyzikální chemie. Opakovaně krátkodobě působil v Itálii, Německu, Francii, Dánsku, USA, Velké Británii a Řecku.

Jejich cílem je podpořit projekty převážně základního vědeckého výzkumu v oborech fyzika, matematika, medicína, chemie a společenské vědy. Každý z oceněných obdržel necelý milion korun na jeden vědecký projekt.

Přinášíme krátké rozhovory se všemi pěti nositeli Neuron Impulzů za rok 2014 a nahlédneme do toho, jaké problémy jejich obory v současné době řeší. Čtvrtým laureátem je chemik Michal Otyepka, který se zabývá jedním z „nejmódnějších“ materiálů v současné vědě, grafenem.

Živou molekulu umístíte na podložku z grafenu. Čím je tento materiál zajímavý pro váš výzkum?
Grafen je laicky řečeno destička z jedné, nebo dvou vrstev atomů uhlíku. Je více než 300krát pevnější než ocel a list grafenu o velikosti fotbalového hřiště by vážil pouze jeden gram. Je to tedy lehká, pevná, mechanicky odolná hmota, navíc mimořádně dobře vede elektřinu, má nízkou úroveň šumu a velkou citlivost na okolí.

Ve svém projektu chcete objasnit chování vlásenkové molekuly ribonukleové kyseliny (RNA) na grafenu. Jaké vlastnosti má zmíněná molekula?
Je docela zajímavá, vytváří totiž krátké, tvarově roztodivné útvary, které reagují na elektrické a chemické změny prostředí. Molekula, kterou jsme si vybrali k prvním pokusům, tvarem skutečně připomíná sponku do vlasů. Na ohybu této „vlásenky“ je specifická oblast schopná rozpoznávat bílkoviny ve svém okolí. Mohla by proto sloužit jako senzor v živém organismu. Molekulu vlásenkové RNA jsme zvolili rovněž kvůli tomu, že má ve své struktuře úsek, který je hydrofobní, jinými slovy nemá rád vodu, a může se tedy připojit k povrchu grafenu, který má rovněž podobné vlastnosti. Nicméně se nechceme omezit jen na grafen, ale chceme studovat i jeho deriváty, které lze dispergovat ve vodě (např. grafen oxid), s cílem popsat jejich interakce s dalšími důležitými biomolekulami včetně molekuly života, DNA.

Jak budou experimenty probíhat?
Molekuly naneseme na jednovrstvý, nebo vícevrstvý grafen, či jeho deriváty. Potom budeme pomocí mikroskopie atomárních sil analyzovat jevy na hranici mezi grafenem a RNA. Souběžně proběhnou počítačové experimenty, které pomohou mikroskopické pozorování dále vysvětlit.

Podobné pokusy dělají i na jiných pracovištích. V čem je váš přístup unikátní?
Sledujeme chování molekul přímo ve vodném prostředí, takže molekula má díky tomu podmínky velmi podobné jako v živém organismu. Navíc pokusy kombinujeme s počítačovými simulacemi. Dovolím si tvrdit, že na světě je to zcela ojedinělý přístup. Snažíme se ovlivnit chování biomolekul pomocí vlastností atomárně tenkých substrátů. Jednoduše řečeno jsme přišli na to, že molekuly života, jako jsou DNA a RNA, lze donutit k jakési „tvarové gymnastice“, neboť jsou citlivé k chemické úpravě nebo počtu vrstev ve struktuře grafenu a jeho odvozenin. Nedělají na grafenu zrovna salta či kotrmelce, ale dokážou měnit svůj tvar nebo se organizovat do složitějších struktur. Toto chování může mít zásadní důsledky v budoucích aplikacích v oblasti vývoje tzv. chytrých materiálů.

Jak vás napadlo kombinovat grafen s molekulou RNA?
Šlo tak trochu o náhodu. Během návštěvy v Dánsku jsme se při obědě bavili s kolegou z Aarhuské univerzity. Vyprávěl o pokusech sledujících interakci grafenu s kovy a pak se zmínil, že nyní analyzují biomolekulární systémy ve vodném prostředí. My deset let provádíme simulace biomakromolekul, a díky tomu víme hodně i o RNA. Napadlo mě, že by mohla ribonukleová kyselina s povrchem grafenu zajímavě interagovat. Upřímně jsem tehdy netušil, jak obrovské možnosti se tímto výzkumem otvírají.

Fond Neuron

Nadační fond Neuron je nezisková organizace založená za účelem rozvíjení mecenášství v oblasti vědy a výzkumu v České republice. Z prostředků mecenášů fond uděluje Neuron Impulsy ve výši milion korun na výzkumné projekty v oborech fyzika, chemie, matematika, medicína a společenské vědy. Ve stejných oborech pak špičkovým vědcům uděluje Cenu Neuron za přínos světové vědě a nadějným vědcům Cenu Neuron pro mladé vědce, která je spojena s odměnou 250 tisíc korun. Novým projektem, který naváže na slavnou éru výprav českých vědců, je Expedice Neuron. Ta povede k Hranické propasti, která je možná vůbec nejhlubší zatopenou propastí na světě.

Jaký přínos bude mít váš výzkum?
Hybridní materiály, například vhodně upravený grafen svázaný s biomolekulou, vypadají velmi slibně pro vývoj citlivých a selektivních senzorů. Nicméně, lze jít ještě dál, hybridní materiály by se mohly použít nejen pro pasivní čtení informací, ale rovněž jako oboustranný komunikátor mezi buňkou a okolím. A také je možné uvažovat o jejich využití například v nervových implantátech. Náš výzkum přispěje k objasnění zásadních procesů mezi biomolekulami a grafenem či jeho deriváty ve vodném prostředí na molekulární úrovni. Tyto poznatky najdou jistě uplatnění při vývoji senzorů a jednou snad i neuronálních protéz.

Text vznikl pro nadační fond Neuron, byl redakčně upraven.

Autor:
  • Nejčtenější

Podívejte se pod ruce palubnímu inženýru na Tu-154. Letušky stroj nemilovaly

Když si palubní inženýr na letounu Tu-154 musel za letu odskočit, dle přepisů se na jeho místo měl posadit kapitán letadla. I to dokládá, jak důležitá byla práce takzvaných palubáků. Karel Burger...

30. října 2024

Japonci úspěšně otestovali F-35 na své kapesní letadlové lodi. Je už druhá

Premium

Minulý týden přistála na letové palubě lodě japonských sil námořní sebeobrany Kaga stíhačka F-35B americké námořní pěchoty. Na její sesterské lodi už podobný pokus proběhl v roce 2021. Plavidla...

28. října 2024

Ukázkové přešlapy, které technologické firmy stály miliardy

Od chvíle, kdy Yahoo odmítlo šanci koupit malý startup jménem Google, až po lidské selhání v případě revoluční technologie Theranos. Jak rozhodnutí několika klíčových osob změnila osud...

2. listopadu 2024

Významné milníky ČSA, aerolinek, jejichž sláva kdysi hvězd se dotýkala

U příležitosti smutné události posledního linkového letu ČSA, datovaného na 26. října 2024, si připomeňme významné milníky v historii našeho národního leteckého dopravce.

26. října 2024

Visingr: Piloti kamikaze jako váleční hrdinové? Japonci mění pohled na válku

Rozstřel

Před 80 lety byli v bitvě o Filipíny poprvé nasazeni sebevražední japonští letci do bojů druhé světové války. Fenomén kamikaze připomněl v Rozstřelu publicista a vojenský analytik Lukáš Visingr,...

27. října 2024

Jasný příklon k Moskvě, papírová jednota. KSČ před 100 lety vybrala nové vedení

V pražských Holešovicích se před 100 lety konal druhý sjezd KSČ. Byl několikadenní, odehrával se ve dnech 31. října až 4. listopadu 1924. Dominovala mu otázka bolševizace strany a jasný příklon k...

2. listopadu 2024

Velká narozeninová loupež: Co si za 30 sekund vyberete, to bude vaše

Advertorial

Známý prodejce počítačové techniky T.S.BOHEMIA slaví 30 let. K této příležitosti si pro své zákazníky připravil tři narozeninové dárky: bezplatnou dopravu, bezkonkurenční záruku a také Velkou...

2. listopadu 2024

Ukázkové přešlapy, které technologické firmy stály miliardy

Od chvíle, kdy Yahoo odmítlo šanci koupit malý startup jménem Google, až po lidské selhání v případě revoluční technologie Theranos. Jak rozhodnutí několika klíčových osob změnila osud...

2. listopadu 2024

Vědci zjišťují, jak rychle létali obrovští ptakoještěři

Pterosauři jsou velmi zajímavou skupinou aktivně létajících archosaurů, dinosaurům jen vzdáleně příbuzných, jejichž evoluční osud však byl s tím dinosauřím úzce spjatý. Jaké byly jejich aviatické...

2. listopadu 2024

Kate Winsletová se v novém filmu ukázala nahá, břicho zatahovat odmítla

Kate Winsletová (49) 27 let po Titanicu opět ukázala poprsí ve filmu. Tentokrát to bylo kvůli roli americké válečné...

Babišová řekla ano Bartošovi. Je skvělý, že dokáže měnit názory, pochvaluje si

I když ho seriál Devadesátky vynesl na výsluní, jeho současnou televizní reprízu Kryštof Bartoš nesleduje. „Viděl jsem...

Astronomická pokuta. Rusko žádá po Googlu už 2,1 kvintiliardy dolarů

Rusko požaduje po americké společnosti Google uhrazení rekordní pokuty v souvislosti s blokací několika youtubových...

Našli mezeru na trhu. O jejich netradiční výrobky je zájem a zákazníků přibývá

Jitrnice, řízky, steaky, párky, salámy, výpečky, paštiky. Klasický sortiment každé masny, nic nového pod sluncem, nic...

Tatínek mi dohazoval arabské nápadníky, vzpomíná Sára Donutilová

Měla jiné dospívání než její vrstevníci. Otec se k ní choval příliš ochranitelsky. Jenomže jeho výchova byla...