Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Jak mikrobi vyrábějí raketové palivo?

O bakteriích slyší většina z nás jen čas od času, například když je lékař identifikuje jako původce infekční nemoci, která nás právě postihla. Bez nadsázky lze však říci, že bez bakterií by naše planeta nebyla tím, čím je.

Proces zvaný anammox, který ovládají jen některé výjimečně „nadané“ bakterie, patří k těm úplně nejklíčovějším pro všechny ostatní živé tvory na Zemi. Je totiž spoluzodpovědný za rozklad dusíkatých sloučenin do podoby molekulárního dusíku.

Po 20 letech po objevu tohoto procesu se jeho molekulární podstatu podařilo nedávno rozplést týmu špičkových holandských odborníků. Výsledky práce jeho týmu by v budoucnu mohly nalézt řadu nečekaných, ale velmi důležitých praktických využití.

Mocná planetární síla         

Úlohy bakterií v globálním ekosystému jsou tak početné a tak významné, že jen jejich vyjmenování by zabralo řadu tiskových stran. K těm nejdůležitějším patří vracení molekulárního dusíku (N2) do oběhu atmosférou a biosférou.

Díky činnosti živých organismů je totiž dusík v biosféře zafixován do různých typů dusíkatých sloučenin. Na konci jejich metabolismu bývá do atmosféry vypuštěn v podobě několika jednoduchých dusíkatých sloučenin (dusičnanů, dusitanů, amoniaku).

Tyto látky však nejsou pro další spotřebu příliš vstřícné a pro hladké fungování současné podoby biosféry je proto třeba jejich převedení do podoby molekulárního dusíku N2.

Dva klíčové procesy

V globálním koloběhu dusíku jsou proto nesmírně důležité procesy, které vracejí dusík zpět do hry. Tím známějším je tzv. denitrifikace, kterou zvládá řada bakteriálních druhů z nejrůznějších bakteriálních kmenů.

Tento proces, jehož jádrem je tvorba vazby mezi atomy dusíku redukcí dusičnanů (NO3), byl objeven před téměř 100 lety a dnes je jeho průběh již velmi dobře zmapován.

Druhým z nich, jehož objev byl pro vědce na počátku 90. let velkým překvapením, je znám pod zkratkovým slovem anammox (Anaerobi Amonium OXidation, tedy doslova přeloženo „anaerobní oxidace amoniaku“.) Probíhá v nejrůznějších prostředích, kvantitativně nejvíce zastoupeny jsou však světové oceány.

Vědci odhadují, že je zodpovědný až za 50 % dusíku v atmosféře.

Řada praktických využití

Tak obrovsky významný podíl na globálním trhu s velevýznamným prvkem je jistě dobrý důvod, proč anammox studovat do co největších detailů.

Motivace pro jeho studium však nepocházejí jen od ekologů, kteří se snaží monitorovat klíčové procesy v živém světě, ale i z mnohem praktičtější stánky. Anammox je totiž dlouhou dobu využíván jako jedna z cest, jak zbavit odpadní vody toxického amoniaku.

Poznání detailů tohoto procesu by mohlo efektivitu čištění vod výrazně vylepšit.

Dalším, a možná neméně významným důvodem, bylo dlouhodobé podezření, že jedním z meziproduktů relativně složitého procesu, je i látka se vzorcem N2H4, známá pod triviálním názvem hydrazin (systematický název je diazan).

Tato látka je sice vysoce toxická, nachází však řadu velmi vítaných průmyslových využití. Nejvýznamnějšího využití dochází jako palivo do raketových motorů. Má však i řadu dalších.

Velmi choulostivé bakterie

I když se o anammoxu často píše tak, jako kdyby šlo o jednoduchý samovolný proces, opak je pravdou. Je k němu zapotřebí velmi specifické prostředí, řada enzymů a prochází přes řadu velmi toxických meziproduktů.

Navíc jej dokážou realizovat jen některé ve vodě žijící bakterie, které mají k tomuto účelu vyvinutou zvláštní strukturu, tzv. anammoxozom.  Jednou z takových bakterií je druh Kuenenia stuttgartensis, který si holandští vědci vybrali za objekt svých výzkumů.

Práce s tímto organismem má však řadu úskalí. „Museli jsme do naší práce zapojit širokou škálu nových experimentálních metod,“ vysvětluje další ze členů týmu, profesor Mike Jetten z Radboudovy univerzity v nizozemském Nijmegenu.

„Tyto bakterie je například velmi těžké kultivovat, neboť se dělí pouze jednou za dva týdny. Nejprve jsme tedy byli nuceni vypracovat proces kultivace, který by byl pro tak pomalý proces růstu vhodný.

I přes 20 let trvající pokusy dokážeme tyto bakterie kultivovat pouze v bioreaktorech a nikoliv v běžných kulturách. Výsledkem však byla více než 95% čistota vzorku,“ popisuje první úskalí jeho kolega profesor Marc Strous

Raketové palivo v roli mezičlánku

Do pátrání po molekulární mašinérii anammoxu by se vědci ani nepouštěli, kdyby neměli v ruce podrobné znalosti genetického kódu své pokusné bakterie.

S pomocí příslušných genových sekvencí byli schopni nalézt nejen příslušné enzymy, které se reakce účastní, ale i počáteční produkty.

„Molekulární dusík, který všichni dýcháme, byl stvořen z dvou jednoduchých sloučenin: raketového paliva hydrazinu a oxidu dusného,“ vysvětluje vedoucí celého projektu Marc Strous.

Hydrazin, který byl dávno v podezření, tedy vědci skutečně nalezli. Mike Jetten však mírní nadšení: „Množství hydrazinu, který touto metabolickou drahou vzniká, není nijak závratně vysoké. Rozhodně ho není tolik, aby dokázal vynést raketu na Měsíc.

Počáteční zájem NASA o naše výzkumy tedy povadl.“ Podaří-li se však vědcům lépe popsat strukturu proteinové „továrny“ uvnitř anammoxozomů, zajímavé aplikace na sebe nemusejí nechat dlouho čekat.

Nejvíce hydrazinu spotřebují raketové motory. (Foto: Raul654, Wikimedia) Hydrazin se podílel i na vynášení amerických raketoplánů do kosmu. (Foto: NASA)
Související články
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 […]
Česká budoucnost netušených výpočtů začala. Na VŠB – Technické univerzitě Ostrava byl slavnostně spuštěn první český kvantový počítač. Jmenuje se VLQ, váží stovky kilogramů, pracuje při teplotě nižší než ve vesmíru – a otevírá zcela novou kapitolu vědy i průmyslu. V Ostravě, ve zdejším národním superpočítačovém centru IT4Innovations, se 23. září 2025 odehrál okamžik, který […]
Nenápadný kousek keramiky na prstu může nahradit hodinky, platební kartu i zdravotní deník. Niceboy ONE Ultra, první chytrý prsten s integrovanými platbami, přináší do světa nositelné elektroniky funkce, které zatím nikdo jiný nedokázal spojit. Na první pohled vypadá jako obyčejný elegantní doplněk. Váží jen pár gramů, v černém keramickém provedení působí spíše jako decentní šperk […]
reklama
Historie
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 […]
Zemětřesení jako boží trest? Ve zbožném Lisabonu zůstaly stát nevěstince!
Zoufalý Josef I. prochází troskami Lisabonu. Beznaděj bije do očí. Z tepajícího velkoměsta zbyla jen hromada sutin. „Je to snad boží trest?“ ptá se sám sebe šokovaný portugalský panovník.   Obyvatelé Lisabonu nemohli dospat. V kalendáři je 1. listopad, na který připadá Slavnost Všech svatých. „Lisabon neviděl hezčí ráno než onoho listopadového dne, slunce naplno zářilo, celé […]
Krvavý skrček dal jméno teroru
Velká Stalinova politická čistka v Sovětském svazu 30. let minulého století si vyžádala na milion obětí. Označením pro toto krvavé období je slovo, při jehož vyslovení dodnes běhá mráz po zádech – Ježovština.   Otec petrohradského rodáka Nikolaje Ivanoviče Ježova (1895–1940) je mistrem mnoha řemesel a dokáže se živit jako hudebník, malíř pokojů či vedoucí nevěstince. […]
Zajímavosti
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 […]
Aniva: Maják s atomovým osudem
Mlha tak hustá, že by se dala krájet. Nepřístupné pobřeží bičuje studený vítr, jemuž značně sekunduje chladná sprcha, kterou mají na svědomí mořské vlny tříštící se o skály. Veškerému marastu tiše přihlíží kdysi majestátní maják.   Skalnatý a těžko přístupný terén na jihovýchodě ruského ostrova Sachalin v severním Pacifiku nedaleko Japonska zdobí vytáhlá stavba. Anivský […]
Charleston, tanec smrti!
V polovině 20. let minulého století je na parketu fenoménem charleston. Ovšem zatímco jedni ho milují pro jeho nespoutanou energii, druzí ho odsuzují jako nevkusný a nemravný. Ve své prapůvodní podobě se sice tančí v newyorském Harlemu už kolem roku 1913, ale slávy se dočká až o 10 let později. Brzy ale získá pověst zabijáka. […]
Záhady a napětí
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 […]
Alchymista a rybníkář Jakub Krčín: Zahrával si s ďáblem?
Jakub Krčín, původem z chudého zemanského rodu, se ve službách Rožmberků vypracuje až na regenta a trvale se zapíše do dějin jako jeden z nejvýznamnějších českých rybníkářů. Podle některých pověstí za to ale nevděčí jen své píli. Občas mu prý při práci asistoval sám ďábel, se kterým se spolčil…   O lidech, kteří ve své […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Stříbrné vánoční dny 2025: Vstupenka pro naše čtenáře ZDARMA!
epochanacestach.cz
Stříbrné vánoční dny 2025: Vstupenka pro naše čtenáře ZDARMA!
Zveme všechny příznivce lákavého vánočního nakupování a báječné vánoční atmosféry na výstaviště do Letňan PVA EXPO PRAHA, kde proběhne již 16. ročník veletrhu STŘÍBRNÉ VÁNOČNÍ DNY. Tento veletrh dárků, dekorací a spotřebního zboží je pořádán uvnitř výstavní haly a nabízí kromě báječných nákupů všeho druhu také příjemnou relaxaci a občerstvení u velkého vánočního stromu za
Tropický ananasový nanuk
tisicereceptu.cz
Tropický ananasový nanuk
Konečně se nám pomalu otepluje, takže je tu čas nanuků. Suroviny 1,5 hrnku ananasu (čerstvého, nebo kondenzovaného) 1 hrnek kousků manga 1/2 až ¾ hrnku kokosového mléka Postup Nejprve si
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
Birkin Jane Birkin míří do dražby – a její hodnota je hlubší než ta finanční
iluxus.cz
Birkin Jane Birkin míří do dražby – a její hodnota je hlubší než ta finanční
Když se na aukci objeví Hermès Birkin, ceny běžně stoupají do statisíců dolarů. Ale když jde o kabelku, kterou desítky let nosila sama Jane Birkin, přidává se k finanční hodnotě ještě jedna – emocioná
Costner stále ještě teskní po své bývalé manželce?
nasehvezdy.cz
Costner stále ještě teskní po své bývalé manželce?
Bolestná zpráva pro herce z filmu Osobní strážce, Kevina Costnera (70). Jeho bývalá žena Christine Baumgartner (51) se vdala. Stala se ženou fešného finančníka Joshe Connora (35). Měli romantický o
Nejtajemnější obrazy světa: Příběhy, které budí respekt i obavy
enigmaplus.cz
Nejtajemnější obrazy světa: Příběhy, které budí respekt i obavy
Plačící chlapec, Ztrápený muž, nebo třeba Člověk navrhuje, Bůh zavrhuje. To vše jsou velmi známé údajně prokleté obrazy, jichž ale existuje mnohem víc! Zajímá vás, které to jsou, a jak se jejich kletb
Co se stalo s pokladem templářů po 13. říjnu 1307? Záhada přetrvává
epochaplus.cz
Co se stalo s pokladem templářů po 13. říjnu 1307? Záhada přetrvává
Řád templářů, oficiálně nazývaný Chudí rytíři Krista a Šalomounova chrámu, vyrostl během dvou staletí z malé skupiny křesťanských bojovníků v jednu z nejmocnějších vojenských i finančních sil středověké Evropy. Založení s cílem chránit poutníky ve Svaté zemi jim postupně otevřelo cestu k obrovskému bohatství – od zlata a stříbra přes rozsáhlé pozemky až po cenné
Jediný špion vyhrál Izraeli šestidenní válku
historyplus.cz
Jediný špion vyhrál Izraeli šestidenní válku
Najednou se rozletí dveře a do bytu vtrhne několik mužů s pistolemi. „Nehýbejte se, Thabete!“ vykřikne plukovník Su´edani. Cohen v duchu zakleje. Ti bastardi přišli v nejhorší možnou chvíli. Zrovna odeslal do Izraele radiovou depeši a čeká, až mu centrála potvrdí její příjem. Malá vysílačka leží vedle něj na posteli…   Narodil se v egyptské Alexandrii, kam jeho
Stříbrné vánoční dny 2025: Vstupenka pro naše čtenáře ZDARMA!
panidomu.cz
Stříbrné vánoční dny 2025: Vstupenka pro naše čtenáře ZDARMA!
Zveme všechny příznivce lákavého vánočního nakupování a báječné vánoční atmosféry na výstaviště do Letňan PVA EXPO PRAHA, kde proběhne již 16. ročník veletrhu STŘÍBRNÉ VÁNOČNÍ DNY. Tento veletrh dárků, dekorací a spotřebního zboží je pořádán uvnitř výstavní haly a nabízí kromě báječných nákupů všeho druhu také příjemnou relaxaci a občerstvení u velkého vánočního stromu za
Magie pro 7 dní v týdnu
nejsemsama.cz
Magie pro 7 dní v týdnu
Podzim se svými sychravými dny, jejichž atmosféra není zrovna moc povznášející, je skoro předurčen k rituálním obřadům, které vám mohou ulehčit život. Sedmi dnům v týdnu vládnou různé planety. Pokud si chcete zpříjemnit své dny, vyzkoušejte magické rituály s podzimní atmosférou. Zlaté listí, vůně čaje a světlo svíček vám v tom pomohou. Pondělí – Nové začátky Je pod vlivem Měsíce,
Čekalo nás něco výjimečného
skutecnepribehy.cz
Čekalo nás něco výjimečného
Neměla jsem ráda hromadné firemní akce. Jenže jeden výlet do lesa spojený s houbařením úplně všechno změnil. Nikdy jsem neměla ráda firemní teambuildingy. Vždycky mi připadaly umělé a plné falešných úsměvů. Les, který měl být naším cílem, se však zdál být ideálním místem k útěku od kancelářské rutiny. A když jsme navíc měli v plánu jít na houby, byla jsem ochotná vydržet to.
Po 9 měsících na vnějším plášti ISS mech znovu ožil na Zemi
21stoleti.cz
Po 9 měsících na vnějším plášti ISS mech znovu ožil na Zemi
Odolnost mechu známého jako čepenka odstálá (Physcomitrella patens) podle vědců naznačuje, že by v budoucnu mohl pomáhat s tvorbou kyslíku či obohacováním půd během vesmírných misí, ačkoliv sám není p
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