Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Bioinženýství přeměňuje odpad na látky s vyšší hodnotou, třeba bioplasty

Stejně jako člověk šlechtil tisíce let odolnější a výnosnější odrůdy pšenice, vědci v laboratořích dnes „domestikují“ a „šlechtí“ bakterie a kvasinky pro efektivnější produkci léčiv, biopaliv nebo nových materiálů.

Učebnicovým příkladem je inzulin, který nám od 80. let 20. století vyrábějí geneticky upravené bakterie a kvasinky.

Vědecký tým pod vedením syntetického biologa Pavla Dvořáka z Masarykovy univerzity pracuje s bakterií Pseudomanas putida. Ta byla vůbec prvním patentovaným geneticky upraveným organismem na světě.

Už v sedmdesátých letech 20. století byla zkoumána pro využití v procesech biodegradace a bioremediace toxických odpadů, v nichž se dnes úspěšně používá. Je hodně odolná vůči stresům a přežívá i v toxickém prostředí silně kontaminovaném například ropou.

Její metabolismus je tak komplexní, že se snadno přizpůsobuje náročným podmínkám a dokáže přeměnit škodlivé chemikálie na látky méně toxické nebo takové, jež  využije pro svůj růst.

Lze ji využít nejen při odstraňování toxických látek z prostředí, ale také v bioprodukci, například ve velkých fermentorech, kde jsou podmínky pro organismy také velmi stresující.

Nevyvinuly se totiž tak, aby plavaly v ethanolu, ale vědci je k tomu při genetických modifikacích vedou. Robustnost a odolnost bakterií z rodu Pseudomonas je pro syntetickou biologii velmi atraktivní.

Tým Laboratoře Bioinženýrství mikroorganismů. Foto: Archiv Laboratoře
Tým Laboratoře Bioinženýrství mikroorganismů. Foto: Archiv Laboratoře

DNA, abeceda života

V roce 1955 jako první na světě kompletně popsal strukturu inzulinu britský biochemik Frederick Sanger. V roce 1980 se mu pak podařilo rozklíčovat první dvouvlákenný DNA genom. Každý z těchto objevů mu vynesl Nobelovu cenu.

Kromě něj získali dvě Nobelovy ceny už jen tři lidé – Marie Curie-Sklodowská, John Bardeen a Linus Pauling.

Moderní výroba inzulinu je založena na metodě molekulárních nůžek a lepidel, pomocí nichž vědci vložili lidský gen do bakterie. Ta ho přijala, naučila se ho „číst“ a přepisovat do struktury inzulinu.

„To je možné jen díky tomu, že písmenka abecedy DNA, abecedy života, jsou univerzální, stejná ve všech organismech, a proto jeden organismus dokáže přečíst gen z jiného organismu.

V přírodě je zcela běžné, že si mikroorganismy mezi sebou „vyměňují“ různé geny a využívají je při adaptaci na nové podmínky,“ vysvětluje docent Dvořák.

Doc. Pavel Dvořák vede tým, který se zaměřuje na vývoj nových biomateriálů. Ty mají nahradit dosud používané plasty, ale také sloužit v energetice a medicíně. Foto: Irina Matusevič
Doc. Pavel Dvořák vede tým, který se zaměřuje na vývoj nových biomateriálů. Ty mají nahradit dosud používané plasty, ale také sloužit v energetice a medicíně. Foto: Irina Matusevič

Jak bakterie vyrábějí bioplasty

Řada přírodních bakterií má ráda cukry, nadbytek uhlíku z cukru pak ukládají do nitrobuněčných granulí polyesteru, který se nazývá polyhydroxyalkanoát (PHA). Molekuly PHA mají vlastnosti podobné jako syntetické plasty vyráběné z ropy.

Na rozdíl od nich jsou však v přírodě zcela rozložitelné, netoxické, pocházejí z obnovitelných zdrojů a jsou biokompatibilní – lze z nich vyrábět třeba implantáty nebo nitě na šití ran v medicíně apod.

Mohou sloužit i jako obalové materiály či fólie používané v zemědělství. Bohužel, cena PHA je ve srovnání s cenou syntetických plastů příliš vysoká, a proto zatím tvoří jen zlomek procenta celosvětové produkce plastů.

Pohled na misku s nárůstem geneticky modifikovaného kmene bakterie Pseudomonas putida, který tvoří fluoreskující protein. Foto: Irina Matusevič
Pohled na misku s nárůstem geneticky modifikovaného kmene bakterie Pseudomonas putida, který tvoří fluoreskující protein. Foto: Irina Matusevič

Modifikaci, která může pomoci efektivnější a levnější produkci  bioplastů bakteriemi popisuje docent Dvořák takto: „Do vybrané bakterie jsme vložili gen kódující bílkovinu transportéru cukru. Ten přenáší molekulu cukru z vnějšího prostředí dovnitř buňky.

Kapacita přenosu tohoto konkrétního transportéru je velmi vysoká, když to řeknu trochu nadneseně, tak ten cukr natlačí do buňky bakterie, která na to pak reaguje nadprodukcí molekul, z nichž po dalších úpravách vzniknou bioplasty.

Výzkum jsme publikovali v prestižním mezinárodním časopise Metabolic Engineering.“

Cílem Laboratoře bioinženýrství mikroogranismů, kterou docent Dvořák na Masarykově univerzitě založil v roce 2019, je co největší využití bakterií v moderních technologiích tak, aby čistou cestou „vyráběly“ biopaliva, biofarmaka a další aktraktivní biomateriály.

Související články
Staré stromy, zejména duby, jsou klíčem k zachování přírodní rozmanitosti našich lesů. Poskytují totiž útočiště tisícům vzácných a ohrožených druhů. Právě na jednom z takových stromů se po více než 100 letech podařilo vědcům objevit lesknáčka dubového, jednoho z nejvzácnějších evropských brouků.   Dosud byl  znám z několika ojedinělých, převážně historických nálezů z jižní a […]
Až se v březnu 2026 (snad) od startovací rampy Kennedyho kosmického střediska na Floridě odlepí obří raketa SLS se čtyřmi astronauty na palubě, zamíří spolu s nimi k Měsíci i 6 čipů pro měření kosmické radiace dodaných pražskou firmou ADVACAM. České komponenty jsou srdcem systému HERA (Hybrid Electronic Radiation Assessor).   Přístroj vyvinutý NASA má za […]
Český vědecký tým zaujal mimořádný buk albín z Moravského krasu. Metr vysoký strom postrádá chlorofyl a přestože nefotosyntetizuje, roste zhruba 30 let. Odborníci se zaměřili na zdroje, ze kterých strom získává cukry, aby přežil. Výsledky publikovali v časopise Tree Physiology.   Buk na Blanensku nemá jediný zelený list, přitom zelené barvivo v listech je nezbytné […]
Svět módního průmyslu se znovu posouvá směrem k udržitelnosti a inovacím…Americký start-up Galy pracuje na laboratorně pěstované bavlně. Tento krok by podle odborníků mohl představovat jednu z nejzásadnějších změn v produkci textilních materiálů za poslední desetiletí.   „Šetrné hospodaření s přírodními zdroji je v módním průmyslu možné – a platí to i napříč dalšími segmenty. […]
reklama
Historie
Dlouhá jízda: Barokní unikát lemují 7,5 metru vysoké zdi
Zámek v Děčíně jim patřil přes 300 let. Thun-Hohensteinové původem z jižního Tyrolska mu vtiskli současnou podobu, a to dvěma zásadními přestavbami. Při té první k zámeckému areálu vybudovali novou přístupovou cestu, která je zcela ojedinělou barokní stavbou svého druhu v Čechách.   Na dvoře císaře Leopolda I. (1640–1705) si v průběhu let vydobyl pevné […]
Vyvíjel Bell telefon s uchem mrtvoly?
„Pane Watsone, přijďte sem, prosím,“ telefonuje šéf svému asistentovi do vedlejší místnosti. Na první pohled na tomto hovoru není nic výjimečného. Až na to, že je to úplně první telefonní hovor historie.   Rodák ze skotského Edinburghu Alexander Graham Bell (1847–1922) má mnoho zájmů. Hraje na klavír, studuje jazyky, ale především ho fascinuje věda. Okouzlí […]
Výletní místo se změnilo v tábor smrti
Bělehrad prochází ve 30. letech minulého století výraznou architektonickou proměnou. Jedním ze symbolů modernizace hlavního města tehdejšího Království Jugoslávie má být průmyslové výstaviště Staro Sajmište.   Rozlehlý areál u řeky Sávy je otevřen v září 1937. Podívat se do něj přijdou davy lidí, které mohou obdivovat nazdobené výstavní pavilony či centrální věž s televizním vysílačem. […]
Král Gustav válel na tenisovém kurtu
„Je tak slaboučký. I vítr by ho odfouknul,“ šuškají si o švédském princi Gustavovi dvořané. Nejstarší syn švédského a norského krále Oskara II. a jeho manželky Žofie Nassavské  síly opravdu moc nepobral.   Jako dítě je hubený a neduživý a musí ho léčit dokonce elektrošoky. O to víc touží být Oskar (1858–1950) zdravý, a proto […]
Zajímavosti
Tisíciletý smích: Antika plná vtipů
Dávní Řekové sice milují filozofii a hluboké myšlenky, ale také se rádi zasmějí. Dobře dochovaná (a známá) sbírka vtipů totiž pochází z Řecka ze 4. nebo 5. století, tedy z konce starověku, a nese název Filogelos (Milovník smíchu).   Najdeme v ní 265 vtipů různého zaměření a námětů, kde často vystupuje postava scholastika. Někteří badatelé […]
Ponorka Titan: Co vedlo k její tragédii?
V hloubce 3800 metrů v Atlantickém oceánu hodují bakterie Halomonas titanicae na vraku nejslavnější lodi historie – parníku Titanic, který klesl do svého ledově temného hrobu 15. dubna 1912. Dne 18. června 2023 se k vraku vydává ponorka Titan…   Stockton Rush (1962–2023) pokrčí rameny: „Jestli chcete jen být v bezpečí, nevylézejte z postele.“ Rush je ředitel americké […]
Příběh švihadla: Proč je nejdřív jenom pro kluky?
Postavy na kresbách v egyptských hrobkách pletou zvláštní provaz z dlouhých stonků. Co to asi bude? Mnozí archeologové jsou přesvědčeni o tom, že švihadlo!   Příběhů o vniku švihadla existuje hned několik. Egypťané mohli pomůcku z bambusu či vinné révy používat už okolo roku 1600 př. n. l. jen tak pro zábavu nebo ke zlepšení […]
Modrá stuha: Ocenění, které pomůže zkrátit válku!
Na přelomu 19. a 20. století nejsou žádná letadla ani internetové připojení, a tak veškeré spojení mezi americkým kontinentem a Evropou obstarává lodní doprava…A právě v ní hraje prim takzvaná Modrá stuha, která je dnes už záležitostí minulosti.   Modrá stuha je vlastně výzva, jež značí tehdejší technologický pokrok. Ve zkratce jde o ocenění za […]
Záhady a napětí
Mystický pelyněk chrání, věští a odemyká tajemství
Hořká vůně, stříbrné listy a pověst byliny, která stojí na hranici mezi světy. Pelyněk provází lidstvo od antiky. Slouží jako ochranný talisman, nástroj věštců i brána do neviditelných rovin reality. Je zasvěcen bohyni Artemis, spojován s Lunou a používá se při rituálech očisty, vyvolávání vizí i k posilování intuice.   Co mají společného nizozemský malíř […]
Případ Brunovce: Útočila v obci neviditelná síla?
V tichém domě se ozvalo krátké klepání, jako by někdo neviditelný zkoušel pevnost stěn. Lampa na stole se zachvěla a židle v sousedním pokoji se bez varování převrátila. Domácí pán si právě s úlekem uvědomil, že ve svém bytě není sám – a že to, co se právě probudilo, nepatří do jeho každodenního světa. V […]
Zázračná řeka Ganga: Dokáže odplavit lidské hříchy?
Pro více než miliardu hinduistů představuje řeka Ganga posvátnou vodní tepnu, která má moc očistit duši od hříchů a osvobodit od nekonečného koloběhu znovuzrození. Přestože patří mezi nejznečištěnější řeky světa, věřící se v ní koupají, pijí její vodu a tvrdí, že je léčí. Je to pouhá víra, nebo Ganga skutečně skrývá záhadné vlastnosti?   Každoročně […]
Návrat UFO trojúhelníků? Záhadný objekt ve tvaru písmene V spatřen nad Los Angeles!
Objekty ve tvaru trojúhelníku patří mezi nejčastější a také nejzáhadnější typy UFO. Jeden takový byl v létě roku 2025 spatřen přímo nad Los Angeles, kde jej zpozorovala a natočila dvojice svědků. Nápadně se přitom podobá objektu, který nad několika americkými státy přeletěl během slavného UFO incidentu v roce 1997.   Dvojice obyvatel amerického města Los […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Chronická bolest v ramenou udělá ze života peklo
panidomu.cz
Chronická bolest v ramenou udělá ze života peklo
Důvodem bolestí v ramenním pletenci mohou být různé úrazy, či zánětlivé pochody a degenerativní změny.   Vykloubení Náchylnost k poškození spočívá už v samotné konstrukci ramenního kloubu. Ten je ve srovnání s kyčlemi nebo kolenem nápadně mělký, proto právě rameno má největší sklon k vykloubení. Mikroporanění šlach Ramenní kloub obepíná rotátorová manžeta, která udržuje stabilitu
Salát s červenou řepou a modrým sýrem
tisicereceptu.cz
Salát s červenou řepou a modrým sýrem
Obsahuje vše, co potřebujete, a dát si ho můžete, i když zrovna držíte dietu. Potřebujete 1 hrst natrhané červené čekanky 1 hrst baby špenátu 1 hrst rukoly 1 středně velkou uvařenou červenou
Malý Bělohrad – místo, kde se budete cítit jako doma
epochanacestach.cz
Malý Bělohrad – místo, kde se budete cítit jako doma
Nejsou okázalé ani velké. Lázně Bělohrad si ale zakládají na tom, že klientům navodí pocit domova. A i kvůli tomu se sem lidé už zhruba 130 let rádi vracejí. Nejsou tu obří lázeňské koncerty ani velkolepé akce. Dokonce tu nenajdete ani pravou kolonádu. Ne že by tu nebyla. Ale mnoho lidí si jí nevšimne, ani se jí
4 válečné špionky: Jejich zbraní bylo svůdné negližé a ošetřovatelská uniforma
historyplus.cz
4 válečné špionky: Jejich zbraní bylo svůdné negližé a ošetřovatelská uniforma
Před úřadovnou gestapa se lidé potí strachy. Ne tak energická Francouzka ve středním věku, která kurážně vtrhne dovnitř. „Pánové, já jsem Marthe Richardová, která vám tak zatápěla za poslední války,“ prohlásí sebevědomě. Důstojník ji nechá zopakovat jméno. Evidentně mu nic neříká. „Nějaká madam, která se dělá zajímavou,“ mávne nad ní rukou.   Činy mnohých špionek
Sklo jako působivý architektonický materiál
rezidenceonline.cz
Sklo jako působivý architektonický materiál
Velkoplošné prvky ze živého transparentního materiálu stavbu osvěžují, propouštějí do jejího nitra spoustu světla, a tím zlepšují kvalitu vnitřního prostředí. Navíc významně ovlivňují vzhled budovy. Tak jako dřevo a kámen v konstrukčních řešeních zdařile zastupuje ocel, výplně z cihelného či jiného zdiva zase velmi působivě nahrazuje sklo. Jeho vizuálního benefitu v podobě zrcadlení oblohy i
Jak najít ztracenou vnitřní sílu?
nejsemsama.cz
Jak najít ztracenou vnitřní sílu?
Cítíte se unavená a potřebujete načerpat energii? Poradíme vám způsob, jak nejrychleji a nejúčinněji dobijete svoje baterky. Potřebujete odpočívat v klidu, nebo prožít něco akčního? Beran (21. 3. – 20. 4.) Nejlepší způsob, jak můžete rychle získat ztracenou energii, je ráno vstát a zaběhat si. Nesmíte být v naprosté nečinnosti nebo nudě, protože to vás ničí. Volný čas byste měla
Jak si zachovat styl i když vyměníte běžné boty za holínky?
iluxus.cz
Jak si zachovat styl i když vyměníte běžné boty za holínky?
Podzimní dny s sebou často přinášejí vytrvalý déšť, bláto a nepříjemný chlad, což značně komplikuje každodenní výběr vhodné obuvi. Mnoho žen se zcela zbytečně obává, že funkční gumové boty nenávra
Když se splněný sen změní v noční můru: 10 turistických míst s děsivou minulostí!
enigmaplus.cz
Když se splněný sen změní v noční můru: 10 turistických míst s děsivou minulostí!
Na našem světě existuje celá řada oblíbených a vyhledávaných míst, která jsou sice na první pohled okouzlující, ale skrývají v sobě temnou minulost. Ta se údajně projevuje skrze nadpřirozené úkazy a
Zánět slepého střeva bez skalpelu: Antibiotika fungují u velké části pacientů
21stoleti.cz
Zánět slepého střeva bez skalpelu: Antibiotika fungují u velké části pacientů
Nová studie ukazuje, že u více než poloviny lidí, kteří v rámci léčby zánětu slepého střeva dostali antibiotika, nedošlo ani 10 let poté k návratu apendicitidy. Podle nejnovějších doporučení týkajícíc
Lidská DNA a neandertálci: Kolik pradávných genů si neseme dodnes?
epochaplus.cz
Lidská DNA a neandertálci: Kolik pradávných genů si neseme dodnes?
V našich buňkách stále žije ozvěna dávných setkání s neandertálci – a jejich geny nás ovlivňují i dnes. Když se před asi 50 000 až 60 000 lety naši předkové vydali z Afriky do Evropy a Asie, potkali tam jiné skupiny lidí, neandertálce. Nešlo jen o náhodné setkání, ale také o intimní kontakt, který zanechal
Vím, že moje babička nade mnou drží ruku
skutecnepribehy.cz
Vím, že moje babička nade mnou drží ruku
Na nadpřirozené věci a mocnosti jsem coby moderní žena nikdy nevěřila. Po letech už mám na tyto věci jiný názor. Něco mezi nebem a zemí možná existuje, tím jsem si jistá. Na pouti jsme si kdysi dávno nechaly s kamarádkou hádat z ruky od cikánky. Nechtěla jsem, měla jsem z toho hrůzu, ale kámoška se mi vysmála, že prý jsem
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz