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
Středomoří, které je pro většinu Čechů symbolem léta s vyprahlou krajinou, ve skutečnosti skrývá jedno z největších světových přírodních bohatství. Právě zde se nachází domov desítek tisíc rostlinných i živočišných druhů, z nichž mnohé nežijí nikde jinde na světě.   A přestože se traduje, že původním stavem středomořské krajiny byly husté lesy, nová, mimořádně rozsáhlá […]
Český výzkum opět ukázal, že ve světě potravinářské a zemědělské vědy má co nabídnout. Tým odborníků z Národního centra zemědělského a potravinářského výzkumu, v. v. i. (CARC) vyvinul revoluční metodu. Ta dokáže během několika minut přesně zjistit, jaké alkaloidy mák obsahuje – a to z pouhých 5 miligramů rostlinného materiálu.   Na pozoruhodném výsledku se […]
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 […]
reklama
Historie
Ničil fanatický kazatel Savonarola krásu?
V klášteře San Marco ve Florencii se mačká dav věřících. Fascinovaně přitom hledí na pohublého kněze na kazatelně. „Čiňte pokání za své hříchy, za hanebný a příliš světský způsob života,“ hřímá Savonarola.   Stroze zařízenou místností se rozléhají slova modlitby. Dominikánský kněz Girolamo Savonarola (1452–1498) klečí na zemi, ruce má sepnuté a oči obrácené v sloup. […]
Luxusní šperk: Pomander voněl, chránil i koketoval
„Libra růžových květů se na noc nechá namočit ve vodě z jeleního pižma,“ začíná slavný francouzský lékař Nostradamus svůj recept na unikátní vonnou směs…Tou se pak naplní pomander, luxusní šperk, který evropskou šlechtu provází po celá staletí.   Zkušený zlatnický mistr se sklání nad svým dílem. Z kousků zlata a stříbra nejprve tvaruje dvě perforované […]
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, […]
Zajímavosti
Tajemné příběhy z Černobylu: Varoval před tragédií záhadný tvor?
Příběh havárie v černobylské jaderné elektrárně z noci na 26. dubna 1986 je dobře známý. Při pokusu na 4. reaktoru dojde k jeho přehřátí a následnému výbuchu, který zamoří ovzduší velkým množstvím radioaktivních látek. Ale okolo této události se posléze vytvoří řada legend. Mimořádně děsivá je třeba ta o záhadné bytosti, která dostane jméno Černobylský […]
Moderní fobie: Proč nám internet nahání strach?
Rtěnkou zvýrazněná ústa se stáhnou do zlostné grimasy: „Posloucháš mě vůbec?“ Jeho oči se konečně setkají s těmi jejími. Mladík s trochou nervozity položí telefon na stůl. „Co se děje tak důležitého, že nám tím kazíš rande?“ „Nic, já jen tak kouknul, co je novýho…“   Píše se rok 2006, když Američan Aza Raskin (*1984) dává světu […]
Deštníky: Vyvinou se ze slunečníků
Překážejí, zapomínáme je a někdy se mohou proměnit ve zbraň, ať už náhodou, či cíleně. Ale bez nich bychom se neobešli.   Mnoho starověkých civilizací používá ochranu před sluncem dlouho před počátkem našeho letopočtu. Nejprve jde o výsadu důležitých osob: slunečníky jsou obvykle velké a nad hlavami autorit je drží sluhové. Například v Egyptě mají […]
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 […]
Záhady a napětí
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 […]
Obývá nejděsivější bažiny světa přízrak smrti?
Na jihu Konga se rozprostírá bažinatý labyrint, kam se bojí vstoupit i místní průvodci. Místo obestírá pověst o duších mrtvých, ale také o tvorovi jménem kongamato, jehož jméno se překládá jako přízrak smrti. Co se skrývá v těchto tlejících mokřadech, jen přírodní hrozby, nebo skutečné setkání s nadpřirozenem?   Dusivá vlhkost se snáší na cestovatele, […]
Tajemná zřícenina Sklabinského hradu: Za legendami na Velkou Fatru
Na skalnatém kopci nad slovenskou obcí Sklabinský Podzámok se tyčí ruiny kdysi mocného hradu. Zřícenina, která byla dějištěm nejednoho dramatického příběhu, je dnes tichá, zarostlá a na první pohled romantická. Jenže mezi pobořenými zdmi se ukrývají legendy o kletbách, ztracených duších a podzemních chodbách, které nikdy nebyly zcela prozkoumány. Proč bývá právě tato pevnost nazývána […]
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 […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Slavné křižácké hrady: Padla největší pevnost kvůli zfalšovanému dopisu?
historyplus.cz
Slavné křižácké hrady: Padla největší pevnost kvůli zfalšovanému dopisu?
„A teď jim řekni, ať otevřou brány, jinak se setkáš s Alláhem,“ naléhá sultán Saladin na zajatce. Purkrabí nejsilnější křižácké pevnosti na Blízkém východě – Kraku des Chevaliers – udělá, jak je mu poručeno. Na rytíře na hradbách skutečně arabsky volá, aby se vzdali, ale francouzsky jim vzápětí nařizuje přesný opak. Sultán mu stejně houby
Ragdoll vás okouzlí
panidomu.cz
Ragdoll vás okouzlí
Pokud se poohlížíte po kočičce, ale chtěli byste takovou, která by měla také trochu psí povahu, tak ragdollka, jak jí lidé říkají, je ta správná volba. Má krásné modré oči, které vás hned uhranou, a jemný kožíšek. A je opravdu hodně veliká. To je asi první dojem. A opravdu kocour může vážit až 10 kilogramů,
Limitovaná edice Royal Salute 25 YO exkluzivně pro Českou republiku
iluxus.cz
Limitovaná edice Royal Salute 25 YO exkluzivně pro Českou republiku
Royal Salute, ultraprémiová skotská whisky úzce spjatá s britskou královskou korunou, představuje to nejlepší z umění skotského blendování. Značka nyní poprvé ve své historii uvolnila sérii 21 privátn
Krev z nebes: původ a možné vysvětlení jevu
enigmaplus.cz
Krev z nebes: původ a možné vysvětlení jevu
Už od pradávna je krvavý déšť padající z oblaků považován za trest či zlé znamení… Moderní vědci ale tvrdí, že se jedná o naprosto neškodnou záležitost. Jak je tomu doopravdy? [gallery ids="161646
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
Vánoční koledy: Kde se vzala tradice, která zní dodnes?
epochaplus.cz
Vánoční koledy: Kde se vzala tradice, která zní dodnes?
Adventní hudba patří k nejstarším evropským tradicím: od středověkých chorálů až po současné koledy, které zpívají celé rodiny. Máloco dokáže navodit vánoční náladu tak dokonale jako melodie, jejichž kořeny sahají hluboko do minulosti. Evropské koledy se začínají formovat už ve 13. století, kdy se duchovní zpěvy šíří díky mnichům v klášterech a potulným zpěvákům. Nejde
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
Lační chlapi mají už odteď u Švandové smůlu!
nasehvezdy.cz
Lační chlapi mají už odteď u Švandové smůlu!
Konec všem spekulacím! Herečka ze seriálu Bratři a sestry Jana Švandová (78) má jasno v tom, že některé věci si nyní již rozhodně odepře. Herečka je pověstná tím, že se ráda rozpovídá o svých avant
Pulsary: Přírodní majáky vesmíru
21stoleti.cz
Pulsary: Přírodní majáky vesmíru
Pulsary, rychle rotující neutronové hvězdy, představují jedny z nejpozoruhodnějších objektů ve vesmíru. Jejich intenzivní paprsky elektromagnetického záření, vycházející z magnetických pólů, vytvářejí
Smutek ze ztráty netrval naštěstí dlouho
nejsemsama.cz
Smutek ze ztráty netrval naštěstí dlouho
Poznala jsem, že na světě jsou dobří lidé. Cestovala jsem tehdy za svou sestrou, která žila na druhém konci republiky. Kufr sbalený už od úterý, lístek v kapse, a v malé staré kabelce se krčily i moje doklady. Občanský průkaz, legitimace na městskou dopravu a dokonce i starý cestovní pas, který už sice neplatil, ale
Co takhle vařit a péct s Lepší.TV?
tisicereceptu.cz
Co takhle vařit a péct s Lepší.TV?
Jídlo je každodenní součástí života, mnozí z nás na něj myslí neustále, rádi chodíme do restaurací, užíváme si rozmanitost surovin, které každý kultura nabízí a využívá v kuchyni. S nadšením sledujeme
Proč mi zatajil svého syna?
skutecnepribehy.cz
Proč mi zatajil svého syna?
Nikdy to nepochopím. Měli jsme k sobě důvěru a on mi 25 let neřekl zásadní věc. Zatajil mi potomka, kterého vídal. Potkala jsem ho, když mi bylo padesát. Nikdy jsem nevěřila, že v tomto věku může přijít někdo, kdo mi úplně obrátí život naruby. On byl klidný, moudrý a zároveň plný energie. Byla to láska, která nepřišla přes noc,
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