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
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. […]
Tým českých vědců dosáhl významného posunu v pochopení evoluce rostlin. V zatopených pískovnách na střední Moravě se jim podařilo identifikovat unikátního křížence lakušníků, který představuje dosud chybějící článek v našem poznání toho, jak v přírodě vznikají nové druhy. Tento objev potvrzuje dlouholeté teoretické předpoklady o raných fázích evolučních procesů v této skupině vodních rostlin.   […]
Jsou malá, nenápadná a stále vytrvalejší. Klíšťata se v uplynulém roce znovu přihlásila o slovo. Výrazně. Počty případů klíšťové encefalitidy i lymeské borreliózy v České republice v roce 2025 výrazně vzrostly. A ukázaly, že souboj člověka s osminohým parazitem zdaleka nekončí. Rok 2025 potvrdil, že klíšťata už dávno nebyla jen sezónní záležitostí jara a léta. […]
reklama
Historie
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 […]
Církev se postarala, aby Giordano Bruno nepromluvil
Na hranici visí nohama vzhůru nahé tělo odsouzence, kterého teď začínají stravovat plameny. Nesmí promluvit a nemůže ani křičet, jazyk má totiž spoutaný stejně jako své tělo.   Až do roku 1565 existuje pouze Filippo Bruno (1548–1600), rodák z malé vesničky u Neapole. Tehdy ve svých 17 letech vstupuje do dominikánského kláštera a přijímá nové jméno […]
Bojovaly s nemocemi Drimlovy loutky?
Když na počátku 20. let minulého století přijímá čs. ministerstvo zdravotnictví nového referenta, nemůže mít šťastnější ruku.   Vystudovaný lékař a rodák z východočeské Chocně Karel Driml (1891–1929) od své promoce v roce 1914 působil pět let jako asistent bakteriologického oddělení Hlavova patologicko-anatomického ústavu, ale to nejsou jediné zkušenosti, které může nabídnout. „Studoval organizaci veřejného zdravotnictví […]
Zajímavosti
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 […]
Ksar Draa: Kdo postavil pevnost uprostřed pouště?
Horký vítr si hraje s písečnými dunami. Široko daleko jen monotónně se přelívající oranžová peřina alžírské pouště Timimoun. A uprostřed toho všeho, ruina kruhové pevnosti. Proč právě tady? A kdo ji postavil? A kdy? Tato stavba zamotá nejednu hlavu historiků i archeologů…   Zástup velbloudů se plahočí nehostinnou krajinou. Konečně! Ksar, jak se říká tradičním opevněným […]
Operace Anadyr: Jak dostali Sověti rakety na Kubu?
Moskva lže, Havana mlčí, Washington zuří. Tak nějak by se dal shrnout počátek kubánské krize, při které se svět ve 20. století ocitne nejblíže jaderné válce. Co ji spustí? Tajná sovětská operace pojmenovaná po sibiřské řece.   Po zpackané americké invazi v Zátoce sviní cítí Rusové šanci a Nikita Chruščov (1894–1971) společně s maršálem a […]
Záhady a napětí
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 […]
Mlčení až za hrob. Krutý trest či pomsta tajné společnosti?
Pod nízkým stropem temnice se nese přidušený chrapot a stenání. Pochodně zasazené do železných držáků osvětlují ponurou scénu. Čtyři drábi drží odsouzence na lavici, zatímco pátý mu pevně svírá hlavu. Polonahý kat v kapuci pak přistoupí k provinilci s otevřeným zámkem v ruce. Když se skloní nad obětí, opět se rozlehne bolestný řev…   Malíř, spisovatel […]
Podivuhodný řád kamaldulských poustevníků: Strážci dávných vědomostí?
Nesměli mluvit, komunikovat s okolním světem a studium či vědecká činnost jim byly přísně zakázány. Kamaldulové patřili k tem nejpřísnějším řádům katolické církve, a přesto právě ve zdech Červeného kláštera vznikla unikátní vícejazyčná díla odborné úrovně. Jaká tajemství se skrývala za tichými stěnami?   Na území Slovenska žijí kamaldulové od roku 1720, kdy založili poustevnu v Červeném klášteře. […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Karla I. Portugalského zabili s tichým souhlasem premiéra
historyplus.cz
Karla I. Portugalského zabili s tichým souhlasem premiéra
Znechuceně zmačká anonymní dopis, který mu kdosi položil přímo k talíři v palácové jídelně. Karel I. Portugalský ví, že má spoustu politických nepřátel. Svojí povýšeností a okázalým nezájmem o lid si nedokáže získat spojence. A teď mu někdo přímo vyhrožuje smrtí! Portugalskému království rostou zahraniční dluhy, inflace stoupá, banky krachují. Krále Karla I. (1863–1908) čeká
Když se elegance potká s mechanikou z Glashütte
iluxus.cz
Když se elegance potká s mechanikou z Glashütte
Společenské hodinky mají být jako dobře střižený smoking. Neřvou. Neupozorňují na sebe. Jen tiše dávají najevo, že víte, co děláte. A přesně taková jsou na veletrhu Inhorgenta v německém Mnichově práv
Spodní prádlo musí sedět
panidomu.cz
Spodní prádlo musí sedět
Jen ve správné velikosti spodní prádlo dobře plní to, co od něj očekáváme – že bude pohodlné a opticky zlepší tělesné křivky. Zdálo by se, že není nic jednoduššího, než si vybrat dobře padnoucí podprsenku, přitom podle odborníků drtivá většina z nás nosí špatnou velikost. Nejspíš mají pravdu, protože to bývá zřetelně vidět i přes
Sláva piešťanského bahna přesáhla hranice Evropy
epochanacestach.cz
Sláva piešťanského bahna přesáhla hranice Evropy
Lidé se sem jezdí léčit už celých 200 let. A mnoho z těch, kdo Piešťany okusili, se vrací. Nejenže prospějí svému zdraví, ale užijí si tu i bohatý společenský život. Když se řekne slovenské lázně, Piešťany bývají první volbou. Jejich věhlas je mezinárodní. A není divu. Město rozprostřené na březích řeky Váhu je proslulé termálními prameny a unikátním léčivým sirným
Stane se, že člověk míní, ale pes mění
skutecnepribehy.cz
Stane se, že člověk míní, ale pes mění
Když jsme se rozloučili s Punťou, slíbili jsme si s manželem, že jiného pejska už mít raději nebudeme. Ale znáte to, sliby chyby. Náš pes s námi strávil skoro sedmnáct let, měl hezký a dlouhý psí život, ale i tak bylo loučení velice zlé a bolestné. S manželem jsme se pak zařekli, že už si nikdy v životě pejska nepořídíme, protože Punťu nám
Vztah na dálku už Bučkové nefunguje
nasehvezdy.cz
Vztah na dálku už Bučkové nefunguje
Přes dvanáct let vztahu na dálku zřejmě stačilo. Petra Bučková (47) a její přítel, iluzionista Thomas Huber (52), podle některých lidí dospěli do bodu, kdy se „láme chleba“. On žije v Rakousku a h
Mumlerova duchařská fotografie: Objevil se Lincolnův duch vedle jeho vdovy?
enigmaplus.cz
Mumlerova duchařská fotografie: Objevil se Lincolnův duch vedle jeho vdovy?
William Mumler se spiritistické fotografii začíná věnovat v roce 1862 poté, co se na jeho vlastním autoportrétu objeví dívka zdánlivě tvořená světlem. Zpočátku je to pro něj jen hobby, jak ale Spo
Jak rozeznávat otisky prstů? U zrodu daktyloskopie nechybí česká stopa
epochaplus.cz
Jak rozeznávat otisky prstů? U zrodu daktyloskopie nechybí česká stopa
Daktyloskopie, věda o otiscích prstů, která dnes pomáhá odhalovat pachatele zločinů po celém světě, má kořeny hluboko v 19. století. Přestože lidé zanechávali otisky po tisíciletí, až systematické poznání a využití těchto jedinečných vzorů přetvořilo je v jeden z nejspolehlivějších identifikačních nástrojů kriminalistiky. A v tom příběhu se objevuje i české jméno, které položilo základy
Neuvěřitelné záběry z hlubin: Talířovka, legenda oceánu, se opět objevila
21stoleti.cz
Neuvěřitelné záběry z hlubin: Talířovka, legenda oceánu, se opět objevila
Cílem argentinské hlubokomořské expedice bylo mapování korálového útesu Bathelia candida a hledání prostředí bohatých na studené průsaky. Místo toho spatřili vědci tvora, který se lidem ukáže jen opra
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
Brownies s čerstvými malinami
tisicereceptu.cz
Brownies s čerstvými malinami
Spojení vláčné čokolády a malin vás vynese do chuťového ráje. Ingredience 200 g másla 200 g kvalitní čokolády 125 g hladké mouky 180 g cukru krupice ½ prášku do pečiva 4 vajíčka 2 lžíce ho
Ochraňte svůj domov
nejsemsama.cz
Ochraňte svůj domov
Domov je místem, kde byste měla cítit klid a bezpečí. Je to prostor, kde odpočíváte a načerpáváte energii. Poradíme vám, jak si můžete očistit prostor, aby pak skutečně fungoval jako kouzelné místo plné harmonie. Váš domov může být vystaven negativním vlivům, které narušují jeho rovnováhu. Ochranné rituály jsou jednou z možností, jak vytvořit ochrannou bariéru kolem domova a zajistit, aby
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