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
Vědci z Botanického ústavu AV ČR, ve spolupráci s dalšími výzkumnými institucemi, odhalili původ mimořádné druhové bohatosti luk v rumunské Transylvánii, které patří mezi nejbohatší na světě. Výzkum, publikovaný v časopise The Holocene, ukázal, že zdrojem této rozmanitosti jsou světlé lesy z doby ledové, ve kterých se mohla vyskytovat řada druhů dnešních luk.   Druhově nejbohatší […]
Největší český výrobce letadel, společnost AERO Vodochody AEROSPACE, pojmenovala svůj nejmodernější cvičný letoun L-39 Skyfox. Název odkazuje na dlouholetou tradici úspěšných československých letounů, jako byly L-29 Delfín nebo L-39 Albatros, a zároveň vystihuje jedinečné vlastnosti nového cvičného stroje.   Aero letoun L-39 Skyfox produkuje v sériové výrobě a letos navíc slaví 105. výročí od založení. Za […]
Diabetes je závažné onemocnění, které neovlivňuje jen hladinu cukru v krvi, ale může způsobit i vážné poškození zraku. Diabetická retinopatie (poškození sítnice oka), jedna z nejčastějších komplikací cukrovky, patří k hlavním příčinám slepoty ve světě.   Avšak moderní technologie přinášejí naději, jak těmto komplikacím předejít. Nový diagnostický nástroj jménem Aireen, založený na umělé inteligenci, umožňuje rychlou […]
Mravenčí práce a 10 let výzkumu přivedly vědce z Harvardu a Googlu k průlomovému milníku pro neurovědu – detailní 3D mapě lidského mozku. Pochopitelně ne celého. I jeden milimetr krychlový má ale co říct o povaze jedné z nejsložitějších věcí, která ve vesmíru existuje.   I po letech soustavného snažení mají neurovědci stále jen mlhavou představu o […]
reklama
Historie
Znali husité jen spěch, hlad a modlení?
Husitský sněm rozhodl o dalším válečném podniku. Každý, kdo s kališníky sympatizuje, se má zapojit. Za ideály husitů tak bojují vznešení páni, nižší šlechticové, měšťané i chudáci. Zatímco dříve byla zemská hotovost svolávána na dobu určitou, se vznikem polních vojsk je tu rázem permanentní armáda.   Šlechta formuje jízdní oddíly těžkooděnců, ale jádrem husitských vojsk […]
Nejzáhadnější rytina všech dob: Lze Melancholii vůbec rozluštit?
Rok 1514 je v životě německého renesančního umělce Albrechta Dürera nesmírně krutý. Umírá mu jeho milovaná matka. „Smutek, který jsem kvůli ní cítil, se nedá ani popsat,“ zaznamenává si tehdy. A pak stvoří Melancholii I, mědiryt zhruba ve formátu A4, který dodnes mate historiky umění.   Podle znalce renesančních umělců Giorgia Vasariho (1511–1574) Dürerova Melancholie […]
Bohuslav Martinů strávil dětství na věži
V těsné blízkosti bytu duní ohlušující věžní zvony. Uloženo v zásuvce prádelníku si tu ale tiše a spokojeně pobrukuje malé dítě, kterému je předurčeno stát se jedním z největších českých hudebních skladatelů v dějinách.   Když 8. prosince 1890, právě ve svátek Panny Marie, vyzvánějí zvony na věži poličského kostela sv. Jakuba, nemohou obyvatelé města o 36 […]
Katedrálu zachránil potápěč
Anglie na počátku 20. století bije na poplach. Winchesterská katedrála, jeden z největších a nejslavnějších chrámů v zemi, se hroutí. Ve stavbě dlouhé 170 metrů s klenbou, tyčící se do výše 24 metrů, se objevují trhliny.   K vyboulenému zdivu se přidávají uvolněné a padající kameny a celá budova se naklání…„Základy v měkké zemi nejsou vybudovány dostatečně pevně,“ […]
Zajímavosti
Chrám, kde vládnou krysy
Indie jako by byla zvířatům zaslíbená. Nesmírné popularity si tu užívají v hinduismus posvátné krávy, kterým lidé nesmí zkřivit ani chlup. Ve státě Rádžastán zase chovají v úctě krysy!   Příběh chrámu, který je pojmenován po hinduistické bohyni Karni Matě, se začíná psát někdy mezi 14. a 16. stoletím. V té době je Karni Mata ještě smrtelnice […]
Hřbitov se zkříženým hnáty: Piráti najdou věčný klid u Madagaskaru!
Ostrov Svaté Marie platí za zapomenutý kout planety. Madagaskarská končina prožívá zlatý věk na přelomu 17. a 18. století, kdy se tamní zátoky stávají výtečným úkrytem pro piráty. Zřídí si tu dokonce i svůj vlastní hřbitov!   O ráji bukanýrů a korzárů se poprvé zmíní anglický pirát Adam Baldridge, který během roku 1691 zvedá kotvy […]
Vzkříšení pratura: Z vyhynulého zvířete se stane poklad
Toto mohutné zvíře s impozantními rohy je zobrazeno na pravěkých jeskynních malbách či petroglyfech a jeho podoba je otisknuta také ve figurkách z doby bronzové…Objevuje se na starověkých egyptských reliéfech a v náboženstvích starověkého Blízkého východu symbolizuje sexuální potenci, sílu i zdatnost.   Jeho rohy se používají jako součást obětních darů, trofeje i nádoby na […]
Hadice: Malíře inspiruje tragický požár!
I tak obyčejnou věc jako je hadice musí někdo vymyslet…Existuje sice historka, jak kolem roku 400 před naším letopočtem ve starém Řecku hasí zápalné šípy tak, že nasadí na vaky s vodou býčí střeva, a těmi pak „stříkají“, to se však nezdá příliš účinné ani pravděpodobné. Pro skutečný počátek hadic se vypravíme do Holandska 17. […]
Záhady a napětí
Chavín de Huántar: Hrůzostrašný hukot indiánské věštírny, znamení ze světa bohů?
Chavín, archeologické naleziště v peruánských Andách, dává jméno kultuře, jež se rozvíjí mezi 15. a 5. stoletím př. n. l. Toto místo je významným náboženským a kulturním centrem, které přitahuje lidi z širokého okolí. Chavín je jedním z nejstarších a nejznámějších předkolumbovských nalezišť, proslulé svým uměním a architekturou. Docházelo právě zde k odhalování budoucnosti světa?   […]
Tuhý kořínek vyhynulé šelmy: Mohl v Africe přežít prastarý druh medvěda?
Odskočit si z tuniské pláže do blízkého okolí a natrefit na medvěda? Zní to možná úsměvně, ale medvědi se v této části Afriky hojně vyskytovali, a to ještě relativně nedávno. Medvěd atlaský byl dobře znám například Římanům, kteří tuto šelmu rádi využívali při gladiátorských zápasech. Kam se však tento druh medvěda v proudu času ztratil? Může stále někde […]
Zjevení Panny Marie v Litmanové: Staly se mladé dívky svědky zázraku, nebo obětí klamu?
Že zázraky neexistují? A co když ano? Jeden takový se mohl stát v roce 1990 na sousedním Slovensku. Dvě mladé dívky si tehdy nedaleko obce Litmanové užívaly bezstarostných her, když v tom se jim zjevila samotná Panna Maria Neposkvrněné Čistoty. Od té doby se hora Zvir stala nejmladším poutním místem.   První zjevení se mělo […]
Na bolest i proti depresím: Mohou magnety léčit?
Mnozí ji považují za přeceňovaný experiment, který má daleko menší výsledky, než jak je prezentováno. Jiní však vidí v takzvané magnetoterapii pozoruhodnou alternativní léčbu, která může pomoci s řadou tělesných i psychických neduhů. Jak to tedy je? Má smysl léčbu s pomocí magnetů absolvovat?   Léčitel v orientálně vypadajícím rouchu si zamyšleně prohlíží zranění, které malé děvčátko […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
O mém štěstí rozhodla až nečekaná situace
nejsemsama.cz
O mém štěstí rozhodla až nečekaná situace
Nesmělost bývá v navazování vztahů velkou překážkou. Někdy musí pomoci náhoda. Poté, co jsem se před časem rozvedla, užívala jsem si čtyři roky klid a samotu. Moje manželství bylo tak trochu „italské“, plné hádek a výčitek. Pokud jsem si měla najít dalšího partnera do života, muselo jít o někoho výrazně klidnějšího. Nevěděla jsem, jak na
Organické křivky, přátelské k přírodě
rezidenceonline.cz
Organické křivky, přátelské k přírodě
Impozantní siluetou se pyšní sídlo, zanořené do uměle vytvořeného návrší. Architektura domu, tvořeného nepravidelnými, vzájemně se prolínajícími oválnými strukturami, využívá zvlněné, doslova tekoucí tvary, napodobující přírodní formy. Může rodinné obydlí napodobovat rostlinu – růst ze země v souladu se svým přirozeným prostředím? Organická architektura dokazuje, že to možné je. Filozofie, vyvinutá legendárním Američanem Frankem Lloydem
Atentát na Heydricha: Hrdinský čin, který změnil dějiny
epochaplus.cz
Atentát na Heydricha: Hrdinský čin, který změnil dějiny
27. května 1942 se v Praze odehrál jeden z nejvýznamnějších atentátů druhé světové války. Parašutisté Jozef Gabčík a Jan Kubiš zaútočili na Reinharda Heydricha, obávaného zastupujícího říšského protektora. Tento čin nejenže vedl k Heydrichově smrti, ale také k brutálnímu nacistickému teroru, který následoval. Přesto se stal symbolem odvahy a naděje pro celý československý národ. Druhá
Palačinky s vanilkovým tvarohem
tisicereceptu.cz
Palačinky s vanilkovým tvarohem
Máte rádi sladké snídaně, nebo chcete potěšit vnoučata? Překvapíte speciálními palačinkami. Ingredience 200 g hladké mouky 2,5 dl plnotučného mléka 1 balení vanilinového cukru špetka soli 2
Poháry, které jsou retro, ale také „in“
panidomu.cz
Poháry, které jsou retro, ale také „in“
Bývaly zmrzlinové a šlehačkové poháry v někdejších „mléčných barech“ opravdu tak nebeské chuti, anebo vzpomínky na ně zkreslují roky? Našli jsme k nim původní receptury. Hity někdejších mléčných barů byly kupříkladu jahody se šlehačkou, griliáš anebo Banana split. Samozřejmě že nelze zapomenout ani na báječně vychlazený jahodový koktejl, na který se v parném létě stála
Diagnostika: Drtivé vítězství umělé inteligence nad lékaři
21stoleti.cz
Diagnostika: Drtivé vítězství umělé inteligence nad lékaři
Nová studie došla k závěru, že ChatGPT dokázal lépe diagnostikovat nemoci než lidský lékař. A to dokonce i v případech, kdy lékaři měli k tomuto chatbotovi přístup. Odborník na interní medicínu
Stavaři se dočkali – trh i tržby porostou
iluxus.cz
Stavaři se dočkali – trh i tržby porostou
Stavební sektor v České republice očekává v roce 2025 mírný růst trhu stavebních prací o 0,8 %, a i v roce následujícím by měl tento pozitivní trend pokračovat. Trh by se mohl zvětšit průměrně o 1,9 %
Dykovi zázračně slepili manželství?
nasehvezdy.cz
Dykovi zázračně slepili manželství?
Podle všeho byli jen kousek od rozvodu. Teď ale Tatiana Dyková (46) a její manžel Vojtěch Dyk (39) zase vrkají jako hrdličky a vypadají šťastně. Povídá se, že manželství zachránili opravdu v posle
Otazníky studené války: Maskovalo vyzdvižení vraku ponorky hledání Atlantidy?
enigmaplus.cz
Otazníky studené války: Maskovalo vyzdvižení vraku ponorky hledání Atlantidy?
V roce 1968 se v Tichém oceánu potopila sovětská ponorka K-129. Na její palubě se nacházely i balistické rakety. Ve studené válce mezi velmocemi to tehdy „mrzlo, až praštělo“. Američané se rozhodli, ž
Sv. Augustin: Z prostopášníka vyrostl Učitel církve
historyplus.cz
Sv. Augustin: Z prostopášníka vyrostl Učitel církve
Učenec s knihou a psacím brkem, ale také s hořícím srdcem, obklopený anděly. Tak bývá na dobových ilustracích nejčastěji zobrazován svatý Augustin, který si právem vysloužil přízvisko Učitel církve. S církví to Augustin, jenž přichází na svět 13. listopadu 354 ve městě Thagaste (v dnešním Alžírsku), v dětství nemá jednoduché. Matka je sice zbožná křesťanka, která je dnes známá
Po letech nás zasáhlo rodinné prokletí
skutecnepribehy.cz
Po letech nás zasáhlo rodinné prokletí
Na půdě jsem objevila staré fotografie. Odnesla jsem je domů, abych si je prohlédla. Vypustila jsem tak do světa rodinné prokletí, které znovu udeřilo… Když jsme jezdili k babičce na prázdniny, měli jsme zakázáno lézt na půdu. V rodině se totiž vyprávělo o tom, že z půdy spadl náš prastrýc, jiný náš předek se tam prý dokonce oběsil. „Ta
Všechny barvy Kuby
epochanacestach.cz
Všechny barvy Kuby
Kuba nejsou jen pláže, skvělý karibský rum, doutníky a nakažlivý rytmus salsy. Tropický ostrov vás ohromí i svou kouzelnou přírodou… Ostrovu, jehož břehy omývají Karibské moře, Mexický záliv a Atlantský oceán, se přezdívá Perla Karibiku. Jeho přírodní krásy jsou chráněné 14 národními parky, z části pokrytými deštnými tropickými lesy se vzácnými rostlinami, jako je palma královská
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