Michal Babič a Tomáš Etrych pracují na výzkumu polymerů – unikátních materiálů, které se mohou v budoucnu stát významnými pomocníky v medicíně. Následující rozhovor je kromě přiblížení jejich výzkumu také pozvánkou na Science Café – diskusní večer, který se uskuteční 6. prosince v coworkingovém centru HUB Prague (Drtinova 10, Praha 5) od 19:30.
Na jaké otázky hledáte ve vašem výzkumu odpověď?
Michal Babič: Hledáme způsoby, jak vyrobit materiál pro konkrétní diagnostickou aplikaci s vlastnostmi, které umožní řešit dosud neřešitelné, nebo už nalezené řešení vylepšit s ohledem na rychlost a přesnost diagnostiky. Vyvíjíme mikročásticové materiály pro vyhledávání markerů různých onemocnění v biologických tekutinách jako jsou třeba plazma, nebo mozkomíšní mok. Hledanými markery pak jsou patogenní mikroby, nebo látky signalizující počátek neurodegenerativního, metabolického, nebo nádorového onemocnění. Námi vyvíjené mikročástice jsou pak našimi partnery testovány v mikroprůtokových čipech, což jsou v podstatě mikrotiskovými metodami vytvořené kanálky s průsvitem několik málo mikrometrů, jako přesné a rychlé lapače zmiňovaných markerů.
Dále vyvíjíme nanočástice, které dokážou odlišit terapeutické buňky od okolí, do kterého jsou tyto buňky implantovány. To je velmi důležité pro rozvoj velmi mladé medicínské disciplíny, která se nazývá regenerativní medicína a buněčné terapie, protože pak lze získat informace o tom, jak se buňkám v organismu příjemce vede. Tyto informace jsou jinak bez nutnosti další operace prakticky nedostupné.
Tomáš Etrych: Naší snahou je vyvíjet polymerní materiály využitelné v medicíně, např. pro dopravu léčiv a genetické informace. Pro širokou veřejnost je polymer, často nazývaný jako plast, hmota, z které se mohou vyrábět roztodivné pomůcky pro život, od obalů až po součástky aut a raketoplánů. V našem případě se jedná o polymer, který je perfektně vodorozpustný a díky své struktuře netoxický a neimunogenní pro lidské tělo. Využíváme těchto vlastností polymerů například k dopravě léčiv, která mají sama o sobě vedlejší účinky. Náš polymer, v tomto případě ho nazveme „nosič“, funguje jako „obálka“, ve které je léčivo „uzavřeno“. Polymerní nosič dokáže léčivo nejenom obalit, a tím zmírnit až odstranit vedlejší účinky, ale díky své struktuře dokáže léčivo dopravit do určité části organizmu a zde léčivo vypustí v původní formě. Kromě dopravy léčiv studujeme také systémy pro dopravu genetické informace. V tomto případě polymerní nosič pomáhá v ochránění a dopravě DNA nebo RNA s cílem léčit vrozená genetická onemocnění nebo onemocnění jako jsou zhoubné nádory.
Ve své práci bychom rádi vyvinuli vysoce variabilní polymerní systém vhodný pro dopravu různých biologicky aktivních látek. Úkol je to nelehký, protože lidské tělo je opravdu geniální biologický „stroj“ a my jsme stále na počátku pochopení všech jeho zákonitostí a pochodů.
Co se vám již ve vašem výzkumu povedlo?
MB: V oblasti nanočásticových značek pro buňky jsme vyvinuli tři typy částic, které se jako kontrastní látky pro terapeutické buňky osvědčili nad očekávání dobře, a pomalu si razí cestu i mimo původně zamýšlené použití.
TE: U několika systémů máme potvrzené velmi dobré výsledky při léčbě nádorových onemocnění u laboratorních zvířat, které se zdají být velmi povzbudivé. Rovněž máme prokázáno na několika zvířecích modelech, že použitím našich polymerních nosičů s léčivy dochází k velmi výraznému potlačení nechtěných vedlejších účinků v porovnání se samotnými běžně používanými léčivy.
Na kolik je ve vašem výzkumu podstatné mít „Nápad“? Zažíváte ještě takový ten „heuréka moment“?
TE: Dokonce bych řekl, že slovo podstatné je příliš mírné. My nápady prostě potřebujeme, neumím si bez nich svůj výzkum představit. Je opravdu vzrušující dostat nápad, který v první chvíli vypadá jako letenka do Stockholmu. Samozřejmě na něj navazuje mravenčí laboratorní práce a měření s cílem potvrdit základní hypotézu. V některých případech, laická veřejnost se asi podiví, i „špatné nápady“, u kterých se původní základní hypotéza nepotvrdí, mohou přinést velmi zajímavé a inspirující poznatky, někdy vedoucí až k dalšímu „nápadu“. Myslím, že dnešní vědec by měl být velmi kreativní člověk.
MB: Usilovnou laboratorní mravenčí prací, ve které hraje roli hlavně testování, pokusy a omyly, dojdete k poznání nutnosti „nápad“ dostat. A ten tedy já neumím ani „vysedět“, ani „vydřít“. Nákladné přístroje mi pomáhají spíše dokonale zmapovat okolí vlastního omylu, který si pak uvědomím třeba při lepení draka, nebo při jadrném komentování vlastního uváznutí v koloně na D1. Na druhou stranu, kreativity smí vědec užívat výhradně s vědomím jistého nebezpečí, protože pokud grantová agentura nebo evropský fond shledá, že máte špatně vyplněnou tabulku formuláře XY, tak neoslníte ani zkonstruováním funkčního prototypu transdimenzionálního teleportu s volitelnou omlazovací funkcí.
Jaká je vaše vize pro využití výsledků vašeho výzkumu?
TE: Sedím v útulné ordinaci a krásná mladá sestřička mi ručním krevním analyzátorem odebírá vzorek krve. Za 15 sekund analyzátor zabzučí a na základě malého proužku papíru sestřička vyndává z lednice dvě ampule. Jedna obsahující polymerní léčivo s vhodnou rychlostí uvolňování léčiva pro mé onemocnění a druhou obsahující přesnou směrující strukturu k identifikovaným nemocným buňkám. Během 20 sekund po smíchání obsahu obou ampulí je připraven optimální lék pro můj neduh. Asi takto si představuji vizi budoucnosti v mém oboru.
MB: Naše materiály by pomohly identifikovat problémy, které dnes nemůžeme řešit, protože o nich prostě nevíme. Pokud se nám například podaří vytvořit mikrokuličku, která dokáže pomoci diagnostikovat raná stadia infekčních, nebo degenerativních chorob, lze očekávat podobné změny, které způsobily vynálezy ultrazvuku, rentgenu, nebo magnetické rezonance.
Děje v přírodě na molekulové úrovni, to je předmětem výzkumu hosta dalšího listopadového Science Café Michala Fárníka z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR. Následující rozhovor je pozvánkou na Science Café 8. 11. 2011 do kavárny Potrvá (Srbská 2, Praha 6).
Čím se zabýváte ve vašem výzkumu?
Michal Fárník: V naší laboratoři provádíme základní výzkum, ve kterém studujeme, jak se chovají jednotlivé molekuly, a to třeba pod vlivem ultrafialového záření. Zkoumáme takové molekuly, které se vyskytují například v atmosféře a podílí se na vzniku ozonové díry, nebo molekuly, které jsou základními stavebními jednotkami biomolekul, tedy molekul, z nichž se skládají živé organismy na Zemi. Takové procesy, jako je vznik ozonové díry či radiační ničení DNA, jsou nesmírně složitým „puzzlem“ skládajícím se z velkého počtu elementárních procesů, jako jsou ty, které zkoumáme v naší laboratoři. My se tedy snažíme dodávat některé drobné díly do celkového „puzzlu“ s vizí, že se v budoucnu podaří pochopit tyto procesy v celé jejich komplexnosti. A když věci pochopíme, dává nám to potenciál s nimi eventuelně něco udělat, například bránit šíření ozonové díry. Naším cílem tedy není vývoj nějakého přístroje či zařízení nýbrž detailní pochopení určitých dějů v přírodě na molekulové úrovni.
continue reading »
Pokud vás zajímá, jaké materiály by mohly v budoucnu hrát klíčovou roli v medicíně nebo při konstrukci elektronických přístrojů, nenechte si ujít Science Café o uhlíkatých materiálech, které se uskuteční 1. 11. 2011 v HUB Prague (Drtinova 10, Praha 5) od 19:30. Vystoupí na něm dva špičkoví čeští vědci – Martin Kalbáč a Otakar Frank z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, kteří budou mimo jiné přímo na místě demonstrovat přípravu grafenu. Následující rozhovor je krátkým představením těchto unikátních materiálů a pozvánkou na diskusi, která bude součástí Science Café.
O grafenu a fullerenech se mluví jako o materiálech se zázračnými vlastnostmi, v čem spočívá jejich výjimečnost?
Martin Kalbáč: Unikátnost těchto materiálů spočívá zejména v jejich rozměrech. Uhlíkové nanotrubičky mají průměr řádově několik nanometrů, avšak jejich délka může dosahovat až několik centimetrů. Tyto materiály mají tak v sobě kousek nanosvěta i kousek makrosvěta. Důsledkem jsou pak překvapivé vlastnosti. Příkladem mohou být právě uhlíkové nanotrubičky. Přestože jsou tvořeny pouze atomy uhlíku, mají v závislosti na průměru a směru sbalení různou barvu. Představte si, že byste srolovali list papíru a v závislosti na průměru by se měnila barva role.
Otakar Frank: Unikátnost a nejzajímavější vlastnosti grafenu vychází mimo jiné z perfektní symetrie v podstatě do nekonečna vedle sebe uspořádaných atomů uhlíku ve tvaru šestiúhelníku, tj. podobně jako včelí plástev. Z těch nejvýznamnějších unikátních vlastností můžeme jmenovat například tepelnou vodivost, ve které je grafen světovým rekordmanem, více než 2x vyšší v porovnání s druhým v pořadí diamantem nebo více než desetkrát vyšší než stříbro či měď. Dále je to nejpevnější materiál, který existuje. Jeho pevnost v tahu je například zhruba 50x vyšší než u kevlaru nebo speciálních ocelí a několik setkrát vyšší než u bežné oceli. A speciální kapitolou jsou elektronické vlastnosti. Například extrémně vysoká pohyblivost nosičů náboje i při pokojové teplotě nebo jejich hustota. V podstatě se jedná o perfektní vodič.
continue reading »
O tom, že šlechtění jabloní je pěkná věda, stejně jako třeba pouhé vymyšlení názvu nové odrůdy nás přesvědčil rozhovor s hostem posledního předprázdninového Science Café v Praze, Radkem Černým. I vy se můžete díky tomuto ohlédnutí dozvědět, proč je konvenční metoda stále základní cestou k získání nových odrůd nebo zda či jak se liší chutě a nároky lidí různých věkových a národnostních kategorií. Otázky kladl Lukáš Soukup.
V rámci vaší výzkumné stanice se zaměřujete na konvenční šlechtění jabloní, v čem jsou výhody a nevýhody tohoto způsobu šlechtění oproti genové manipulaci?
Konvenční šlechtění je klasickou technikou řízeného opylování, při kterém dochází ke křížení přenosem pylu z otcovské odrůdy na odrůdu mateřskou. Jde tak o ryze přírodní proces. Tento postup je velmi dlouhodobý což je nevýhodou oproti genovým manipulacím. Od vysetí semene s genetickým potenciálem nové odrůdy do uvedení odrůdy na trh uplyne v praxi minimálně 12, častěji však 15, 20 i více let, což u lidí odpovídá téměř jedné věkové generaci. Celý proces je možné urychlit jen o pár let a to naštěpováním mladých semenáčků na slabě vzrostlou podnož, na které se rychleji vyvíjí do fáze plodnosti.
Pomocí genových manipulací lze podstatně rychleji dosáhnout určitého zlepšení dosavadních odrůd vnesením genu podmiňujícího novou významnou vlastnost. Na rozdíl od klasického šlechtění jsou však možnosti genových manipulací při vytváření nových odrůd značně omezeny. Prakticky je možno přenášet jen vlastnosti kódované jedním genem a navíc je třeba, aby vnesený gen byl trvale exprimován. Zatím se genové manipulace u jabloní většinou omezily na přenos genů pro rezistenci k chorobám a to s různými výsledky pokud jde o jejich expresi. Podstatné je, že žádnou z dosud známých odrůd jabloně by nebylo možno vytvořit genovými manipulacemi. Konvenční šlechtění je tak stále základní cestou při získávání nových odrůd umožňující rozsáhlé rekombinace genů a vytváření nových vlastností.
Další nevýhodou klasického šlechtění je potřeba pracovat s velkými počty semenáčů což zvyšuje nároky na plochu pokusných pozemků a na manuelní práce s jejich pěstováním. Naopak používání genových manipulací je finančně náročnější a vyžaduje drahé laboratorní potřeby, přístrojové vybavení a odborný výzkumný personál.
Současné konvenční šlechtění sice není možno výrazně urychlit, ale výzkum cíleně směřuje k zvýšení efektivnosti selekčních metod. Využívá se přitom nejnovějších poznatků molekulární biologie, tzv. molekulárních markerů, pomocí kterých je možno v rostlině identifikovat přítomnost určitého genu. Efektivita využití takových poznatků spočívá v přesnější a rychlejší selekci šlechtitelského materiálu. Můžeme tak provést předselekci semenáčků, které nemají požadovaný gen a tedy předpoklad určité vlastnosti či naopak pozitivní selekci v potomstvech křížení s genetickým zdrojem daného genu. To je cesta, kterou se dnes ubírá naprostá většina světových šlechtitelských stanic a která odpovídá požadavkům konvenčního i biologického ovocnářství.
Konečně je třeba při srovnávání způsobu šlechtění brát v úvahu přetrvávající negativní postoj většiny spotřebitelské veřejnosti ke geneticky manipulovaným odrůdám.
Dají se vypozorovat nějaké spotřebitelské trendy v chuti, velikosti nebo barvě jablek? Jak moc se liší preference zákazníků v jednotlivých státech nebo kontinentech?
Ano, spotřebitelské trendy a preference se opravdu v jednotlivých státech či kontinentech liší v chuti, pevnosti dužniny, velikosti plodu či barvě slupky. Děti a věkově pokročilí konzumenti upřednostňují většinou měkčí až středně pevné plody, děti nejčastěji sladší chuti, zatímco mezi střední generací jsou více poptávány plody s pevnou dužninou a je zde zastoupen větší počet konzumentů preferující vyrovnaný obsah cukrů a kyselin popřípadě plody sladkokyselé. Mezi pohlavími je pozorován jen velmi mírný rozdíl, ženy preferují o něco více sladší odrůdy, zatímco muži mírně kyselejší. Rozdíly mezi poptávkou spotřebitelů je možno pozorovat také mezi jednotlivými kontinenty. Platí obecné pravidlo, že jižní národy upřednostňují sladká jablka, zatímco národy ze severnějších a chladnějších oblastí spíše sladkokyselá.
Možná si mnozí ještě vzpomenou na dobu, kdy jsme na trhu obdivovali zejména velká jablka. Částečně je tomu tak dodnes v zemích na východ od České Republiky, zejména v Ukrajině a Rusku. Ve většině vyspělých států jsou však za optimální velikost považovány plody o průměrů 65 – 80 mm. To odpovídá velikosti plodu, který spotřebitel snadno sní, aniž by měl potřebu dalšího či naopak aby plod dojídal již s nechutí nebo dokonce již jablko ani nedojedl.
Obecně ve světě převládá větší poptávka po plodech s červenou slupkou. To platí zejména pro Německo, kde je jednoznačně těžší prosadit se na trhu stolních jablek s jinou odrůdou než červenou nebo alespoň s výrazným červeným líčkem. Výjimkou je částečně Itálie, kde je na velké ploše již tradičně pěstována žlutá odrůda Golden Delicious. Žlutoplodé odrůdy jsou obecně požadovány pro průmyslové zpracování.
Mezi vlastnosti jablek, které snad už ani není možno nazývat trendem, nýbrž nutností obstát na dnešním trhu patří křehkost, šťavnatost a rozplývavost dužniny. Rovněž je důležité, aby při jídle nevadila slupka, ale aby zároveň nebyla náchylná na otlačování při manipulaci s plody. K pozitivním vlastnostem dále patří co nejslabší hnědnutí dužniny po rozkrojení jablka. Z obsahových látek se pozitivně hodnotí zejména vysoký obsah cukrů a tomu přiměřená koncentrace kyselin a vysoký obsah vitamínu C a antioxidantů.
Vaše jablka mají zajímavé názvy jako například Opál nebo Topaz. Jak jména vašim odrůdám vybíráte?
Při vymýšlení názvu odrůdy se snažíme, aby nový název dobře zněl i v hlavních světových jazycích a jednoduše se vyslovoval, ale také, pokud možno, aby název nějakým způsobem charakterizoval vlastnosti dané odrůdy. Např. odrůda Topaz získala název po nerostu díky jejímu oranžovému zbarvení, žlutoplodé odrůdy Sirius, Orion či Luna po měsících či souhvězdí, odrůda Karneval po svém velmi pestrém a veselém zbarvení, odrůda Admiral po její odolnosti, silném růstu a celkové robustnosti. Odrůda Cactus má zase velmi kompaktní sloupcovitý habitus s minimálními přírůstky.
Je také zapotřebí myslet na případné uplatnění na trhu. Jednodušší je najít název pro odrůdu k uplatnění na domácím trhu než pro odrůdu s evropským či dokonce celosvětovým konceptem. Ideální je k tomuto účelu využití mezinárodních slov.
Pokud by měl někdo z našich čtenářů zájem o ochutnání nebo koupi vašich odrůd jabloní, kam se má vydat, na koho se může obrátit?
Jablka námi vyšlechtěných odrůd, nejčastěji Topaz, Rubinola či Goldstar je možno běžně zakoupit v obchodních řetězcích, popřípadě přímo u ovocnářů. Pro ty, kteří by naše odrůdy nejen rádi ochutnali, ale plody si také chtěli sami vypěstovat je po České republice síť již asi 70 ovocných školek, kde je stromky možno zakoupit. Vzorky plodů nově vyšlechtěných i starších odrůd jsou pravidelně zastoupeny při tradičních degustacích konaných ve výzkumných ústavech či zkušebních stanicích v Holovousích či Lysicích a rovněž prezentovány při příležitostných výstavách většinou regionálního významu.
Následující rozhovor je pozvánkou na první Science Café v Hradci Králové, které se uskuteční v úterý 18. 10. 2011 v kavárně U Knihomola od 19:00. Hosty budou František Malíř a Vlastimil Dohnal z Přírodovědecké fakulty Univerzity Hradec Králové.
Plísně produkující penicilin nebo ty, které najdeme u plísňových sýrů, to jsou dva druhy „plísní“, které máme rádi. Kolik takových „hodných“ plísní známe a dokážeme jejich zdraví prospěšný efekt využívat?
František Malíř: Z těch „hodných“ plísní lidstvo využívá a zná už například penicilin, cyklosporin A nebo lovastatin, ale kolik je plísní doopravdy a kolik z nich jich je pro člověka „hodných“, s prospěšnými účinky, to přesně zatím nevíme.
Vlastimil Dohnal: Plísně využíváme k produkci různých enzymů, organických kyselin, antibiok, steroidů apod., které by chemickou cestou bylo velmi obtížné a drahé vyrobit. Mimochodem, i „hodná“ plíseň může být ale za určitých podmínek „zlá“. Například Penicillium roqueforti, používaná při výrobě sýru typu roquefort, může za určitých podmínek produkovat látky způsobující třes.
continue reading »
Druhé říjnové Science Café v Praze se zaměří na období socialismu a konkrétně na jeden z fenoménů, který toto období v naší zemi provázel – kádrování.
O opomíjeném historickém tématu jsme hovořili s Jaroslavem Cuhrou a Marií Černou z Ústavu pro soudobé dějiny AV ČR, kteří budou také hosty Science Café 11. října 2011 v kavárně Potrvá.
Co bylo smyslem „kádrování“ v minulém režimu?
Lze odlišit několik rovin. V širokém smyslu slova šlo o výběr a distribuci pracovní síly v plánované, státní ekonomice, v tom případě mluvíme o takzvané kádrové politice. Zároveň šlo o plošný sběr a uchovávání informací o občanech, primárně skrze zaměstnanecký poměr. Vedle toho je úzká souvislost s ideou výchovy „nového“ socialistického člověka a také s přijetím konceptu údajně úplné odpovědnosti „strany“ KSČ za vývoj v zemi. Souvisí s pojmy jako kádrové nomenklaturní pořádky – tedy seznamy pozic, odstupňované podle toho, který orgán komunistické strany je jmenuje či schvaluje.
Jednoduše řečeno – čím vyšší funkce, tím vyšší stranický orgán o ní rozhoduje. Je to tedy jakási komplexní státní zaměstnanecká politika. Kritéria výběru do funkcí vždy byla nejenom profesní, ale i politická, mimo jiné třídní, hlediska která byla v průběhu času definovaná různě. Poněkud méně obecný je termín kádrová práce. Vztahuje se už více ke konkrétním činnostem, nahradil pojem „personalistika“, který měl být spjatý s buržoazní společností. Vychází z komplexního přístupu k zaměstnanci – tedy z představy, že je třeba zaměstnance nejenom vybírat a registrovat, ale také vychovávat. A dále že pozornost je třeba věnovat všem složkám, tedy pracovně-profesní, politické, osobnostní.
Pojem kádrování je pak obecně spojen spíše s prověřováním a hodnocením. Pojmy a postupy, tedy především kádrové materiály, dotazníky, hodnocení a sebehodnocení, kádrová oddělení, jsou jistě převzaty ze sovětské praxe, odkud je nejdříve převzala předválečná komunistická strana a po roce 1948 se postupně etablují v celé společnosti. Jinak termín kádr sám o sobě pochází z francouzštiny, kde se používal mimo jiné pro označení vyššího důstojnictva v armádě.
continue reading »
Hostem říjnového HUB Science Café o behaviorální ekonomii bude Michal Skořepa, prezident České společnosti ekonomické a poradce viceguvernéra ČNB. Následující rozhovor je ochutnávkou jeho přednášky a následné diskuse, která se uskuteční 4. 10. 2011 od 19:30 v HUB Prague (Drtinova 10, Praha 5).
Mohl byste přiblížit podstatu behaviorální ekonomie?
Michal Skořepa: Behaviorální ekonomie se snaží obohatit tradiční ekonomii o poznatky v oblasti lidské psychologie. Někteří ekonomové se o to pokoušeli už před mnoha desetiletími, ale jen ve stylu „křeslové ekonomie“ (armchair economics), tj. nad možnostmi obohacení ekonomie o psychologické jevy se zamýšleli v pohodlí svého křesla, bez systematického výzkumu v laboratoři nebo v reálném světě. V tom je moderní behaviorální ekonomie oproti dřívějším psychologizujícím ekonomům „pracovitější“: snaží se existenci určitých odchylek od standardního ekonomického předpokladu dokonalé racionality ověřit na skutečných datech a do ekonomických modelů vkládat jen odchylky takto ověřené.
continue reading »
Hosty červnového HUB Science Café budou dva přední čeští fyzici Tomáš Jungwirth a Vít Novák. Následující rozhovor je pozvánkou na jejich vystoupení, které proběhne 7. 6. od 19:30 v HUB Prague.
Jak vypadá typický pracovní den teoretického fyzika?
Tomáš Jungwirth: Tím, že mě v práci, alespoň její vědecké části, nikdo neúkoluje a že mě mí experimentální kolegové nepustí ke svým drahým přístrojům, tak nemá můj pracovní den pevnou strukturu. Člověk se musí sám nejdřív přinutit vymyslet, co bude ten den dělat, pak to ale začne být zábava, takže nakonec dne je problém s tím v rozumnou dobu přestat. Určité pevné body ale má i naše práce, jako jsou pravidelné pracovní schůzky s kolegy, semináře a přednášky pro studenty a v průměru jedna zahraniční cesta za měsíc.
Vít Novák: Z mého pohledu experimentátora trochu staticky: teoretik buď píše, nebo čte. Teoretik Tomášova typu ovšem mezitím ještě přednáší, organizuje semináře, vymýšlí práci experimentátorům a chrání své lidi před útoky administrativy. To poslední samo vydá na plný úvazek.
Co je na vaší práci nejnáročnější?
TJ: Držet se toho co umíme, abychom si neudělali ostudu nebo zmatky v oborech, kterým nerozumíme a zároveň se pouštět do nových vědních oblastí, protože jinak bychom za chvíli přestali mít možnost objevovat nové věci. Skloubit tyto dva protichůdné ovšem stejně důležité přístupy je jedna z největších těžkostí vědecké práce. Další těžkost je, že fyzici jsou v průměru chytrý lidi, takže dá dost práce pochopit, co říkají nebo o čem píší, natož k tomu ještě něco užitečného přidat.
VN: Asi jako na každé práci: to co člověka nejmíň baví, zpravidla tedy to, co má s fyzikou málo společného – psaní zpráv, psaní posudků, vyjednávání se správou.
Předpokládám, že ve vašem výzkumu je důležitá metodičnost a systém, určité postupy v přípravě a samotném provedení experimentů. Máte nějaký osvědčený postup či systém, který by mohl být inspirativní i pro ostatní? Prozraďte nám něco z vaší „kuchyně“.
TJ: Nejvíc se mi osvědčilo nechat své kolegy pracovat jejich vlastními metodami, a jen s nimi čas od času prodiskutovat, kam by práce měla směřovat.
VN: Důležité je najít a udržovat kompromis mezi důkladností a systematičností na jedné straně, a ochotou experimentovat až riskovat na straně druhé. Bez prvých dvou zásad lze těžko dospět k bezpečnému porozumění a k novým výsledkům, na kterých je možné dále stavět. Platí ale také, že přehnaná důkladnost může snadno vyplnit celý pracovní čas a nakonec vést až k neplodnosti. Bez ochoty pouštět se do nevyzkoušených a zdánlivě bláznivých věcí se k novým výsledkům nedojde nikdy, systém ale musí následovat.
Čeho byste rádi ve svém výzkumu dosáhli?
TJ: Natrefit na dříve neznámý jev, který se dostane do učebnic fyziky. Vysvětllit nějaký fyzikální jev, jehož podstata mátla fyziky mnoho let nebo realizovat nějakou fyzikální představu, o kterou se mnoho let vědci neúspěšně pokoušeli. Vidět některý z objevů, jak se ujal pro výrobu běžné součástky nebo zařízení. Přispět alespoň k jednomu z těchto tří druhů výzkumných výsledků je meta asi většiny fyziků nebo vědců obecně a v našem oboru spintroniky k tomu určitě jsou příležitosti. Jeden z takových cílů u nás je nalezení vhodného fyzikálního principu a následná realizace spinového tranzistoru, který by byl lepší než klasický tranzistor.
VN: Soukromě by mi stačilo, aby mne práce i nadále bavila, každý dílčí úspěch je bonus. Nicméně polovodičové tranzistory už mají důchod na krku a to je jasná výzva.
Květnové Science Café přivítalo v Praze RNDr. Daniela Vaňka, Ph.D. Absolvent Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy je odborníkem v oblasti identifikace osob na základě DNA a takzvané genetické genealogie, tedy stanovování příbuznosti k určitým genetickým skupinám. V současnosti působí jako ředitel společnosti Forenzní DNA servis s.r.o. a jako soudní znalec v oboru Zdravotnictví, odvětví genetika, se zvláštní specializací molekulární biologie a DNA diagnostika, a správná laboratorní praxe (pro Městský soud v Praze). Dříve pracoval, mimo jiné, na Kriminalistickém ústavu v Praze nebo pro Mezinárodní komisi pro pohřešované osoby (ICMP – International Commision on Missing Persons) v Bosně a Hercegovině. Přinášíme i rozhovor, v němž kladl otázky Lukáš Soukup.
Na jaké otázky se snažíte v archeogenetice odpovídat? Jaké nové podněty pro studium a poznání historie mohou přinést výsledky vašich analýz?
Analýza DNA z archaického kosterního materiálu může zodpovědět otázky typu „kdo je kdo“. Požadavkem může být například určení příbuzenského vztahu mezi dvěma kostrami nebo zjištění příslušnosti do určité linie Y-chromozomu a takzvané mitochondriální DNA, s tím je pak spojen odhad geografického původu předků. Tyto informace mohou být klíčové pro interpretaci určitého archeologického nálezu. Analýza DNA samozřejmě není neomylná, existuje zejména velké riziko kontaminace novodobou DNA. Také se často stává, že výsledky zkoumání nejsou z důvodu degradace příliš statisticky průkazné.
Nedávno jsem si nechal zpracovat DNA analýzu u jedné zahraniční společnosti, která na základě této analýzy stanovuje stupeň rizika pro určitá onemocnění. Jakou váhu byste těmto genetickým predispozicím přiřadil?
Osobně jsem velmi skeptický, co se kvality provedení a následné interpretace výsledků komerčních genetických screeningů týče. Některé mutace mají prokazatelnou spojitost se vznikem onemocnění, ale stejně tak existuje i celá řada mutací, jež se u různých populací projevují odlišně. To je samozřejmě dáno evolučním vývojem a snahou organismu adaptovat se v určitém prostředí. Takže jedna mutace může být pro „Evropana“ velkým rizikem, ale „Afričan“ se naopak díky této mutaci dokáže vypořádat s nástrahami okolního prostředí. Takže rozhodně nelze dávat ve všech případech rovnítko mutace=smrt/onemocnění. V buňce navíc existuje celá řada molekulárních mechanismů, jež „špatnou“ mutaci umlčí. To už ale ve většině případů jednoduché komerční testy neodhalí a člověk si tak za drahé peníze kupuje „nepříjemné“ zprávy.
Na základě analýzy DNA stanovujete zájemcům jejich příbuznost k určitým genetickým skupinám (genetická genealogie). Jak na výsledky reagují vaši klienti?
Škála reakcí našich klientů je opravdu pestrá. Občas se před samotnou analýzou testovaných osob ptám, kam by sami sebe zařadili a při následné konzultaci nad výsledky pak revidujeme tyto předpoklady geografického původu předků s nálezem. Někdy se sám divím, jak dobře se někteří lidé dokáží „otypovat“ i bez genetiky. Pokud se navíc výsledky genetické-genealogie interpretují na základě již provedené genealogické analýzy rodu, dokážeme nalézt ztracené „genetické bratrance“ či poskytnout důležitá vodítka pro mapování rodu. Samozřejmě se nám ale stává, že klient není spokojen s překvapivými výsledky typu „váš prapředek v mužské linii pocházel s největší pravděpodobností z Jižní Ameriky“.
V čem vidíte budoucnost analýzy DNA?
Zejména na poli identifikační analýzy se v posledním desetiletí velmi aktivně pracuje na nových přístrojových platformách, které by umožňovaly analýzu DNA „v terénu či domácnosti“. Pokud hovoříme o genetice jako takové, očekávám v době nepříliš vzdálené velmi zajímavé výsledky z oblasti epigenetiky, t.j. modulace genetické informace bez změny genetického kódu.
Prof. RNDr. Helena Illnerová, DrSc. promovala roku 1961 na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy, kde studovala biochemii. Vědecké činnosti se věnovala na Akademii věd ČR, kde se dostala ke studiu biorytmů. Mezi lety 2001-2005 byla předsedkyní Akademie věd. Pro Science Café Brno přednášela na začátku května v literární kavárně knihkupectví Akademia, pokud jste se na její přednášku nemohli dostavit, přečtěte si alespoň rozhovor. Otázky kladla Kristýna Kounková. Fotogalerii z přednášky a diskuze najdete zde.
Jak jste se po studiu biochemie dostala k výzkumu biorytmů?
Po promoci jsem začala pracovat v oddělení vývoje ve Fyziologickém ústavu Akademie věd a studovala jsem vývoj tvorby močoviny v játrech potkanů po narození. Po nějaké době mě vedoucí tohoto oddělení profesor Křeček upozornil na zajímavou práci o tom, že šišinka, malý orgán s vnitřní sekrecí uložený v mozku, může být ovlivněn světlem. Začalo mě to zajímat, protože jsem tehdy pracovala s malými potkánky, kteří otevírají oči až dva týdny po narození. Chtěla jsem vědět, zda otevření očí nějak šišinku ovlivní. Tenkrát už se vědělo, že tento orgán produkuje hormon melatonin. A já jsem objevila, že když i jen na pár minut v noci osvětlíme dospělého potkana, hladina serotoninu, z něhož se melatonin v šišince tvoří, okamžitě prudce stoupne. Tak rychlá změna biologicky aktivní látky byla zcela neobvyklá. Začala jsem pátrat po příčině a postupně jsem zjistila, že náhlým, byť i krátkým osvětlením zvířete v noci jsem nastavila jeho biologické hodiny do doby, kdy se melatonin ještě netvoří a tudíž hladina serotoninu je vysoká .
Co všechno lze ovlivnit tím, že člověk bude naslouchat svým biologickým hodinám?
Opravdu velmi mnoho. Člověk se musí chovat podle toho, v jakém vnitřním čase se právě nachází. Proto je tak důležitá pravidelnost života a aby všechno, co děláme, jsme dělali v době, kdy je na to tělo připraveno. Děláme-li to v jiné době, je to pro organismus velký stres. A ten je škodlivý.
Je možné takto upravit třeba i váhu?
Zřejmě ano. Ukazuje se, že obezita v populaci vzrůstá souběžně s tím, jak se snižuje délka spánku. Jde o zjištění ze Spojených států, kde za posledních třicet let klesla průměrná doba spánku o hodinu až hodinu a půl a souběžně narostla obezita. Ta je samozřejmě dána nejen délkou spánku, ale i celkovým životním stylem. Po krátké době spánku se ale člověk probouzí s vysokou hladinou hormonu ghrelinu, který říká organismu, že máme hlad a naopak s nízkou hladinou hormonu leptinu, který nás informuje, že jsme syti.
Do jaké míry jsou biologické hodiny individuální?
Základní je to všeobecně známé rozdělení na „sovy“ a „skřivánky“, které je pravděpodobně dáno geneticky. Od toho se odvíjí, že někdo opravdu potřebuje usínat brzy, a také dříve vstává, a někdo naopak. Valná většina lidí jsou právě sovy.
Je podstatnější v kolik hodin jde člověk spát nebo kolik hodin spí celkem?
Nejpodstatnější je, v kolik hodin ráno vstává a aby to bylo vždy ve stejnou dobu. Když budete vstávat každý den ve stejnou hodinu, začnete se budit sama. Důležité také je, aby šel člověk spát opravdu na dostatečně dlouho. A lepší je usínat vždy před půlnocí, protože tehdy je spánek nejtvrdší.
Pokud někdo přes týden pravidelně spí krátkou dobu, může to o víkendu napravit delším spánkem?
Úplně se to dospat nedá. Samozřejmě přes týden vzniká něco, co nazýváme spánkový dluh, který částečně můžeme takto dohnat, ale ne úplně. Spíš by se lidé měli snažit pravidelně spát alespoň těch 6 nebo 6–8 hodin.
Hlídáte si vy sama nějak svůj denní režim?
Snažím se chodit spát vždy ve stejnou dobu a zrovna tak pravidelně vstávat. Ale v době, kdy jsem měla nejvíce pokusů, které běžely celých 24 nebo někdy i 2krát či 3krát 24 hodin, jsem strávila mnoho a mnoho nocí v ústavu. Měla jsem pravidlo, že když bylo mezi experimenty třeba i 20 minut volno, okamžitě jsem zalehla do spacáku se dvěma budíky u hlavy a usnula. Nikdy jsem to ale nedospávala přes den, snažila jsem se maximálně dodržovat, kdy je den a kdy noc.
