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
Už 43 let uplynulo od chvíle, kdy se v tehdejším Československu narodilo první „dítě ze zkumavky“. Stalo se tak 4. listopadu 1982 zásluhou týmu vedeného profesorem Ladislavem Pilkou, tehdejším přednostou Centra asistované reprodukce ve Fakultní porodnici Brno. Jeho práce znamenala průlom nejen pro českou medicínu, ale i pro celý tehdejší východní blok. Dnes se díky […]
Praha, 2. října 2025 – Snižování uhlíkové stopy s sebou nese také reporting. Do hry nově vstupuje umělá inteligence, která pomáhá firmám všech velikostí sledovat a řídit jejich dopad na životní prostředí. Díky chytrým algoritmům lze odhalit plýtvání energií, optimalizovat dopravu i produkci a zároveň ušetřit nemalé náklady. Od tabulek k datové analytice Sledování uhlíkové stopy […]
Chemici z University at Albany představili nový anorganický materiál, který by se mohl stát součástí další generace pevných raketových paliv. Jmenuje se mangan-diborid (MnB₂) a podle laboratorních měření má energetickou hustotu výrazně nad stávajícími materiály – zejména ve srovnání s hliníkem, který se dnes běžně přidává do složení paliv pro pevné boostery. Tady jsou fakta: […]
Nové výstupy dlouhodobého monitoringu Státního zdravotního ústavu (SZÚ) ukazují, že česká populace napříč věkem trpí nedostatkem klíčových minerálů. Zatímco vápník chybí prakticky všem věkovým skupinám, u žen a seniorů se navíc často objevuje nízký příjem hořčíku. Naopak sodíku máme v jídelníčku spíš nadbytek.   Nedostatek minerálů Nízký příjem vápníku se výrazně týká seniorů. U lidí […]
reklama
Historie
Proč se dílo Českého Bacha nesmělo opisovat?
Pražské Klementinum bouří nadšením a na pódiu se spokojeně uklání dirigent a autor hudby. Jeho monumentálnímu alegorickému dílu ze své lóže aplauduje i císař.   V rodných Louňovicích pod Blaníkem se budoucímu hvězdnému skladateli vrcholného baroka dostává hudebního vzdělání od otce, místního kantora a varhaníka. To ale brzy talentu Jana Lukáše Zelenky (1679–1745) přestává stačit, a […]
Aztéčtí válečníci vyráželi do květinových válek
Zabít nepřítele v boji není žádné velké umění. Zajmout ho a přivést živého domů jako budoucí oběť bohům už ale ano. Bojovník, který se takto zmocní aspoň 20 soupeřů, může být přijat mezi elitu aztécké armády. Stane se orlím, nebo jaguářím válečníkem…   Jsou nejstatečnější a pro nepřátelé nejděsivější. Svůj původ odvozují od dvou božstev, […]
Tasmánský král sýrů pocházel z Čech
Mladík, stojící na přídi zaoceánské lodi, s nadějí pozoruje blížící se australské břehy. V následujících desetiletích se nejen proslaví a zbohatne, ale především naučí protinožce milovat sýry.   Potomci sedláka Josefa Vyhnálka z Hnátnice nedaleko Letohradu ve východních Čechách mají život narýsovaný dlouho dopředu…Především nejstarší syn Milan Vyhnálek (1925–2013), od něhož se v souladu s tradicí očekává, […]
Cordouan: Udivoval král majáků luxusem i technikou?
Na skalnatém ostrůvku uprostřed zelenomodrých vod Biskajského zálivu se z moře tyčí bílá kamenná věž. Spojuje v sobě majestát katedrály, paláce a pevnosti. Jde o Cordouan, zřejmě nejkrásnější a nejpřepychovější maják světa. Uvnitř ukrývá královský apartmán i kapli s vitrážemi.    Jen dopravit sem stavební materiál je pořádná fuška. Cordouan se totiž nachází v ústí řeky Gironde, zhruba sedm […]
Zajímavosti
Jednorožci existovali! Žili ještě před 29 000 lety!
Jako většina mýtů a legend, i ta o pohádkových jednorožcích má reálný základ. Ano, bájné stvoření s dlouhým rohem uprostřed hlavy opravdu žilo. A není to ani tak dávno.   Jednorožec sibiřský, kterého poprvé popíše v roce 1809 německý paleontolog Gotthelf Fischer von Waldheim (1771–1853), dorazí do Evropy asi před 2,5 miliony let. Žije na […]
Virtuální lízátko: Jak vyrobit chuť bez chuti?
V čem virtuální realita trochu pokulhává za tou opravdovou? Nezahrnuje plně všech pět základních lidských smyslů, pohlcuje nás hlavně prostřednictví zraku a sluchu. Neznamená to však, že ostatní tři smysly by napodobit nedokázala! Jenom na to nejsme zvyklí.   Pokud jde o chuť, se zajímavým příspěvkem se pochlubí v posledních měsících mezinárodní výzkumný tým odborníků […]
Chattušaš: Jak padlo velkolepé město?
Sloupy dýmu stoupají k nebi a uličkami se ozývá zoufalý křik. Útoku divokých kmenů vyzbrojených železnými zbraněmi zdejší lid nedokáže vzdorovat. Výkladní skříň Chetitů počítá své poslední hodiny. Tak jsme si ještě nedávno představovali pád Chattušaše. Jenže novější výzkumy ukazují něco trochu jiného, mnohem záhadnějšího…   Francouzský archeolog Charles Texier (1802–1871) postává na kopci nad […]
Dentální nit: Od kdy ji používáme?
Už archeologické nálezy dokazují, že se naši dávní předkové zbavují nečistot mezi zuby pomocí tenkých špičatých větviček. Dnes máme větší komfort: k odstranění jídla a plaku z obtížně dostupných míst používáme dentální nit. A tu svou mají i opice!   Za vynálezce dentální niti je považován americký zubař Levi Spear Parmly (1790–1859), který už v […]
Záhady a napětí
Horký favorit na život ve vesmíru? Trpasličí planeta Ceres!
Na první pohled jen obyčejné těleso ukryté mezi Marsem a Jupiterem. Ale trpasličí planeta Ceres v sobě možná skrývá mnohem víc, než se dlouho myslelo: podzemní oceán, zdroj energie i podmínky podobné těm na Zemi. Je nejžhavějším kandidátem na mimozemský život? A co když právě z ní přišel kdysi život i k nám?   Na […]
Víly Peri: Kde je jejich tajemná země?
Vysoko v horách Pákistánu údajně leží země, kam se smrtelníkům nevyplácí vstupovat. Říká se jí Peristan, tedy Země víl Peri. Údajně v ní žijí tajemné ochránkyně horských kozorožců markhorů a krásné nelítostné soudkyně, které unášejí lidi do svého zlatého hradu. Je Peristan skutečný nebo jde jen o strašidelnou legendu? A jak je to s jeho obyvatelkami?   Podle […]
Prastará svatyně v Makotřasech u Prahy: Odehrávaly se v ní děsivé rituály?
Je prý starší než anglické Stonehenge a egyptské pyramidy. Záhadná svatyně nedaleko od Prahy vzbuzuje otázky, na které se dosud nikomu nepodařilo najít odpověď. Byla to nejstarší observatoř v Evropě? Probíhaly zde brutální rituály? A proč se v této oblasti opakuje řada tragických dopravních nehod?   Když se v roce 1961 kopaly základy nové silnice z Prahy […]
Dům oběšených panenek: Záhadná expozice, která má šokovat?
Na první pohled klidná zahrada v malé vsi na Vysočině se mění v děsivou galerii. Mezi větvemi stromů se houpou desítky oběšených panenek, některé bez končetin, jiné s rozbitými tvářemi. Není divu, že tohle místo vyvolává otázky: jde o bizarní umělecký záměr, osobní démony majitele, nebo snad temné varování?   Dům, který stojí na okraji […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Vyprahlé city, ale i prázdná peněženka Bernáškové
nasehvezdy.cz
Vyprahlé city, ale i prázdná peněženka Bernáškové
Nové štěstí na obzoru? Mnoho tomu nenasvědčuje. Herečka známá ze seriálu ZOO Nové začátky Jana Bernášková (44) podle všeho neprožívá zrovna dobré časy. Poté, co se jí rozpadlo manželství s režisérem
Noční volání od zemřelé
skutecnepribehy.cz
Noční volání od zemřelé
Když mi zemřela babička, se kterou jsem měla blízký vztah, dlouho jsem truchlila. Pak mi jedné noci zazvonil telefon. S babičkou jsme si byly blízké celý život. Byla jako moje druhá máma. Když jsem byla malá, učila mě plést, později mě kryla, když jsem tajně jezdila za klukem. I jako dospělá jsem jí volala skoro denně. Věděla o mně
Moskevský kriminální případ z roku 2021: Jakou roli hrály okultní prvky?
enigmaplus.cz
Moskevský kriminální případ z roku 2021: Jakou roli hrály okultní prvky?
Vyšetřování úmrtí sourozenců z amerického města Childress v minulosti vyvolalo spekulace o okultních motivech. Podobné téma se vrátilo do médií v roce 2021, kdy byl v Moskvě odhalen případ dvojice
Americký dolar: Symbol měny, historie a překvapivých detailů
epochaplus.cz
Americký dolar: Symbol měny, historie a překvapivých detailů
Americké dolarové bankovky a mince nejsou jen běžným platidlem. Za jejich vzhledem stojí dlouhá historie, promyšlené symboly i propracované bezpečnostní prvky, které z nich dělají jednu z nejzajímavějších měn světa. Nízká výrobní cena a překvapivé složení Možná byste si mysleli, že výroba bankovek, které drží v rukou miliony lidí po celém světě, bude extrémně drahá.
Advent v saské metropoli – Předvánoční Drážďany
epochanacestach.cz
Advent v saské metropoli – Předvánoční Drážďany
Toužíte po skutečné vánoční atmosféře? Vydejte se do Německa, kde mají adventní trhy dlouhou tradici a patří k těm nejpůvabnějším v Evropě. Ty nejbližší českým hranicím najdete v Drážďanech – začínají 26. 11. 2025 a potrvají do 24. 12. 2025. A stojí za to je zažít na vlastní kůži. S norimberským Christkindlesmarktem se drážďanské vánoční trhy
Outdoor bez kompromisů: Thule odhalilo budoucnost dobrodružství
iluxus.cz
Outdoor bez kompromisů: Thule odhalilo budoucnost dobrodružství
Švédské Malmö se v listopadu na jeden večer proměnilo v pulsující centrum outdoorového designu. Značka Thule zde přivítala tisícovku hostů a ve stylu velkolepé módní show představila více než dvacítku
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
Zmrzlina z borůvek a limetek
tisicereceptu.cz
Zmrzlina z borůvek a limetek
Tak už je tu konečně čas na zmrzliny! Suroviny 2 limetky 130 g borůvek 140 g cukru krupice nebo třtinového 200 ml kokosového krému 280 ml smetany ke šlehání hrst borůvek a skrojky limetky n
Amedeo Modigliani: Proti jeho aktům zasahovala policie
historyplus.cz
Amedeo Modigliani: Proti jeho aktům zasahovala policie
V Paříži žije už dlouho, ale spokojený rozhodně není. Nejde jen o jeho chatrné zdraví a fakt, že věčně bojuje s nedostatkem peněz. Modigliani také zatím marně hledá vlastní umělecký styl, za který by se nemusel stydět! Zato s absintem a hašišem si rozumí náramně, dopřává si je v podstatě každý den… Dlouhá léta se
Hlavně klid!
panidomu.cz
Hlavně klid!
Všimli jste si, jak často se ve výčtu vlivů poškozujících zdraví opakuje stres? Tak často, až na tohle slovo přestáváme slyšet. Tím ovšem jeho ničivé dílo ze světa nezmizí. Raději bychom se mu měli postavit čelem. Ničí nám imunitu, poškozuje cyklus, a dokonce zhoršuje i pleť. O tom, co s naším tělem dělá stres, by se
První přímý náznak temné hmoty? Vědci jsou nadšení i opatrní
21stoleti.cz
První přímý náznak temné hmoty? Vědci jsou nadšení i opatrní
Temná hmota je pro naši vědu stále tvrdým oříškem. Víme, že musí existovat, protože její gravitace drží galaxie pohromadě, ale nějakým způsobem ji zachytit? V této kolonce máme zatím zapsanou velkou č
Pro pleť bez jediné chybičky i během podzimních plískanic
nejsemsama.cz
Pro pleť bez jediné chybičky i během podzimních plískanic
Podzim dává zabrat nejen naší psychice, ale i pleti. Co všechno byste jí měla dopřát, aby byla pořád v dobré kondici a připravená na dlouhou zimu a třeskuté mrazy? Barevné listí, sem tam mlha, to zní jako docela hezká romantika. Ovšem ne tak docela. Podzimní počasí je sice někdy jako z pohádky, většinou ale dělá neplechu
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