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:

Kingdom Come: Deliverance 2

Pokračování úspěšného českého RPG Kingdom Come: Deliverance vychází již 4. února 2025 na PC, PS5, Xbox Series X a Series S.

Nejčtenější

Není to pěkné čtení. Vědci odhalili vážné hromadění plastů v lidském mozku

Věřili jsme, že mozek je oproti jiným orgánům v lidském těle před mikroplasty do jisté míry chráněn. Ukazuje se však, že to tak není. V mozcích lidí se dnes hromadí o 50 % více mikroplastů a...

Apple představil nová sluchátka. Lákají na funkci, kterou konkurence dávno má

Čekalo se, že Apple představí sluchátka Powerbeats Pro 2 spolu s telefonem iPhone SE. Jenže smartphone nikde, a sluchátka se navzdory tomu v tichosti objevila v nabídce. Jsou určena pro sportovce a...

Řada vůdců českého gestapa zemřela bez trestu, často v blahobytu, zjistili historici

Rozstřel

Historici Jan Vajskebr a Jan Zumr z Ústavu pro studium totalitních režimů představili v Rozstřelu svou novou knihu Gestapo, v níž zmapovali působení nacistické tajné policie během Protektorátu. V...

Model Tatry T813 vznikal dva a půl roku, práce se někdy protáhly až do rána

Nedávno jsme na Technetu vyhlásili vítěze soutěžní galerie o nejlepší modelářský výtvor. Nyní vám přinášíme příběhy některých z těchto vítězných modelů.

Po 80 letech ožívají raritní válečné snímky díky digitálnímu kolorování

U příležitosti blížícího se osmdesátého výročí konce druhé světové války se objevují některé méně známé fotografie z těchto let. Prohlédněte si je v barvě. Původně černobílé snímky byly digitálně...

Souboj: Mini PC se Asusu povedlo, srovnání s „předraženým“ Applem překvapilo

Je to první „mini PC“, které se může pyšnit nálepkou „Copilot+ PC“, a je tedy přímo určené pro provoz chytrého AI asistenta od Microsoftu. Asus NUC 14 Pro AI, jak se počítač jmenuje, je malinký,...

19. února 2025

Americký ministr letěl do Evropy v karavanu. Postnul z něj i video na X

Když ministr obrany Spojených států Pete Hegseth zveřejnil video o kontroverzním přejmenování základny Fort Freedom na Fort Bragg, udělal to z nevšedního prostředí. Natočil ho totiž uvnitř bizarní...

19. února 2025

Nová generace AI Grok od Elona Muska má konkurovat nejlepším modelům

Elon Musk představil novou generaci svého chatbota Grok postaveného na velkém jazykovém modelu Muskovy firmy xAI. Podle jeho slov je to „nejchytřejší AI na světě“, ať už si pod tím představíte, co...

18. února 2025  16:40

Jestli lžete o svém věku na internetu, nejen Google to chce odhalit

To, jak se chováte na internetu, o vás vypovídá mnohé. Podle takto zjištěných vzorců chování uživatelů mohou marketingové firmy vytvářet profily a lépe cílit reklamu. Google chce za pomoci strojového...

18. února 2025

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

To nechci, proč mi to Google nainstaloval do mobilu? Uživatelé se bouří

V posledních týdnech začal Google instalovat do telefonů s Androidem novou systémovou aplikaci, která má uživatele...

Shodila jsem 23 kilo. Táta říkal, že se na to nedá koukat, přiznala Cibulková

Bývalá slovenská profesionální tenistka Dominika Cibulková (35) po narození dětí výrazně přibrala. V rozhovoru pro...

Kanye West a Bianca Censori se rozešli, raper zveřejnil podivný vzkaz

Raper Kanye West (47) a jeho žena Bianca Censori (30) se podle zdrojů blízkých páru rozešli a směřují k rozvodu....

Muže děsí můj svalnatý zadek, popisuje žena problémy při hledání partnera

Třiadvacetiletá influencerka Kerolay Chavesová z Brazílie, kterou na Instagramu sledují miliony lidí, shání životního...

Mám to rád zepředu i zezadu, řekl oběti. Vraha odhalil přeskakující hlas

Premium Lesní dělník si to červencové ráno roku 2002 krátil cestu do práce remízkem. Když se opět ocitl na úzké cestě lemované...