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
Toyota v Evropě otestovala a zařadila do provozu čtyři nákladní vozy s vodíkovým pohonem. Na trasách v Belgii, Nizozemsku, Německu a Francii najely přes 80 tisíc kilometrů a ušetřily více než 80 tun emisí CO₂ oproti dieselovým vozům. Vodík na dálkové trasy Čtveřice nákladních vozidel s palivovými články rozváží díly z evropského centra Toyota Parts […]
Na první pohled vypadají jako obyčejní vlci. Ale zdání klame. Na pobřeží Britské Kolumbie  na západě Kanady žije jedinečná populace „mořských vlků“ – predátorů, kteří se místo lovu jelenů a bizonů vydali na úplně jinou cestu.   Vlny a přílivy se staly jejich revírem, ryby a škeble jejich kořistí. Jsou to vlci, kteří plavou, hrabou […]
Systém Eagle.one, vyvinutý vědci z ČVUT a jejich partnery, se dostal až do zprávy Evropské komise. Umí chytat nepovolené drony do sítě a chránit tak kritickou infrastrukturu. Po obloze už dávno nepoletují jen letadla a ptáci. Drony se staly běžnou součástí života – od filmování svateb až po doručování zásilek. Jenže tam, kde nemají co […]
Když se řekne chmel, většina z nás si představí půllitr piva s poctivou pěnou. Čeští vědci mu ale přiřkli úplně jinou roli… Možná se stane nečekaným bojovníkem proti jedné z nejnebezpečnějších nemocničních infekcí – bakterii Clostridioides difficile. Tento mikroskopický padouch má na svědomí těžké průjmové infekce, které ohrožují hlavně pacienty po hospitalizaci. Léčba bývá drahá, […]
reklama
Historie
Proč spadla Cválající Gertruda?
Most přes Tacomskou úžinu nedaleko amerického Seattlu má být zázrakem moderního stavitelství…„Bude to třetí nejdelší visutý most světa,“ slibuje konstruktér Leon Solomon Moisseiff, který svými nápady již inspiroval obdivovaný projekt mostu Golden Gate v San Francisku.   Zadání je ale pro něj příliš konvenční. Požadované příhradové vazníky nahrazuje modernějšími a podstatně subtilnějšími deskovými nosníky. „Most tak […]
Charles de Gaulle se nikdy nevzdal
Projektily z kulometu tříští prezidentovu limuzínu. Muž skrytý uvnitř ale jako zázrakem vyvázne nezraněn. Ani tento ze 30 atentátů není úspěšný a Francie o svého hrdinu nepřijde.   Mladík z přísně věřící rodiny Charles de Gaulle (1890–1970), absolvent jezuitské koleje, touží po kariéře v armádě. Vojenskou akademii ukončí jako třináctý z 211 kadetů. Ve 24 letech vstupuje do […]
Létají v Yprech z věže kočky?
Náměstí je narvané k prasknutí. Všichni vzhlížejí k věži nad tržnicí. „Už letí!“ křikne kdosi. Do natěšeného davu se snáší shůry mňoukající, k smrti vyděšená kočka.   Kdo nebohé zvíře dole chytí, může si připadat jako král jarmarku. Často se lidé i o tuto trofej poperou. Co na tom, že je zvíře raněné či polomrtvé, tradice je tradice. […]
Grossmannovu vilu poznamenala rodinná tragédie
Může se pochlubit hned několika nej. Dobový tisk opěvuje její neobvyklé stavební řešení a přepychové provedení, interiér pak neváhá přirovnat k „pohádkovému paláci“!   Narodil se v Pustějově nedaleko Studénky. Se základy stavebního řemesla ho seznámí otec, který pracuje jako zednický předák. František Grossmann (1876–1933) vystuduje průmyslovku v Brně, několik let sbírá zkušenosti v různých […]
Zajímavosti
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. […]
Červený kříž: Mezinárodní pomoc se zrodí ve Švýcarsku
Na počátku nejde o nic menšího, než o prodej obilí. Finanční průmyslová mlynářská společnost hodlá využít pro pěstování celé Alžírsko – a prodávat do celého světa.   Švýcar Henri Dunant (1828–1910) je po čertech zkušený obchodník. A teď cítí velký zisk. Jenže takový obchod se neuzavírá bez posvěcení panovníků a politiků. Francouzský císař Napoleon III. […]
Giacomo Casanova: James Bond z 18. století!
Když se řekne Casanova, všichni si představí svůdníka, který se stále jen motá kolem krásných žen a sladkými řečičkami se jim snaží dostat pod sukně. Jenže Casanova je mnohem víc.   Giacomo Girolamo Casanova (1725–1798) není jen obyčejný sukničkář…Je dobrodruh, spisovatel, diplomat, léčitel, duchovní, zednář, špión, mistr intrik a improvizace, hvězda společnosti a milovník života, […]
Záhady a napětí
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 […]
Našla CIA Archu úmluvy?
Zlatá schránka s kamennými deskami, údajně obsahujícími Desatero přikázání. Archa úmluvy, nejsvětější relikvie judaismu, je jedním z nejhledanějších artefaktů v historii lidstva. Ztratila se přitom už před tisíci lety a dodnes nebyla nalezena. Nebo ano? Podle odtajněných dokumentů by na tuto otázku mohla znát odpověď americká CIA!   Uprostřed studené války, v 80. letech, se americké […]
Wiltshire zaplavily kruhy v obilí, policie prosí o pomoc!
Anglické hrabství Wiltshire stojí dlouhodobě v centru fenoménu agrosymbolů, záhadných obrazců v polích se zemědělskými plodinami. Zájem novinářů už sice dávno opadl, ale policie se jim musí věnovat stále stejně. Situace nyní došla tak daleko, že autority žádají veřejnost o pomoc. Najdou díky všímavým občanům jejich tvůrce?    Fenomén kruhů v obilí, jak se často, […]
Anubis: Šakalí pán smrti
Na okraji pouště, kam živý člověk zavítá jen málokdy. Tam, kde se honí divocí psi a šakali. V těchto končinách odpočívají mrtví. A dlí nad nimi pán pohřebišť a balzamování, egyptský Anubis.   Právě pro odlehlou a nehostinnou atmosféru pohřebiště získává bůh zemřelých a mumifikace Anubis, jinak také Anup, podobu muže s šakalí hlavou nebo […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
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
Našel Majer ženu, co je lepší než matka?
nasehvezdy.cz
Našel Majer ženu, co je lepší než matka?
Herec Stanislav Majer (47) ze seriálu Ratolesti si své soukromí už roky pečlivě hlídá. V poslední době se ale objevily zvěsti, že se mohl tajně oženit! Prý možná i proto, aby rychleji zapomněl na
Livigno zahajuje zimní sezónu. Nabídne perfektní sněhové podmínky i aktivity mimo sjezdovky
epochanacestach.cz
Livigno zahajuje zimní sezónu. Nabídne perfektní sněhové podmínky i aktivity mimo sjezdovky
Od 29. listopadu 2025 do 1. května 2026 se Livigno chystá přivítat návštěvníky na svých zasněžených svazích a nabídnout jim víc než jen perfektně upravené sjezdovky. V srdci italských Alp, v nadmořské výšce 1 816 metrů, zde čekají ideální sněhové podmínky, široká nabídka zimních aktivit a autentická atmosféra horského městečka, kde se místní tradice snoubí
Tajemné zvuky mě děsily v bytě
skutecnepribehy.cz
Tajemné zvuky mě děsily v bytě
Uprostřed noci mě náhle probudily zvuky kroků. Na parketách jsem spatřila otisky nohou. V bytě ale nikdo jiný nebyl! Měla jsem po rozvodu a těšila jsem se, jak začnu hezky od začátku ve svém novém bytě, který jsem si vyhlídla. Myslela jsem si, že si tam budu spokojeně žít a že tam budu mít klid.
Salát s dýní a sýrem feta
nejsemsama.cz
Salát s dýní a sýrem feta
Lehký salát s pečenou nebo grilovanou dýní, medem a sýrem feta v sobě kombinuje sladké i slané chutě. Dejte si ho jako lehké jídlo nebo přílohu k masu. Potřebujete: ✿ 1 menší dýni hokkaido ✿ 2 lžíce olivového oleje ✿ 2 lžíce medu ✿ 100 g sýru feta ✿ 100 g rukoly nebo jiného salátu ✿ sůl, pepř ✿ čerstvou petrželku Zálivka:
Záhadný let Victora Goddarda: muž, který údajně nahlédl do budoucnosti
enigmaplus.cz
Záhadný let Victora Goddarda: muž, který údajně nahlédl do budoucnosti
Během rutinního letu se zkušený pilot RAF dostal do prudké bouře a ocitl se v hustém, podivně zářícím mraku. Když se z něj konečně vynořil, zahlédl pod sebou letiště, které nepoznával — moderní, barev
Město z ptačí perspektivy. Lanovka jako dopravní hit budoucnosti
epochaplus.cz
Město z ptačí perspektivy. Lanovka jako dopravní hit budoucnosti
Píše se rok 2040 a město pulzuje životem. Silnice se mění v nekonečná parkoviště, vznášedla zůstávají jen snem vizionářů a metro už nestačí tempu doby. A přesto existuje způsob, jak se po městě pohybovat rychle, tiše a bez stresu — po laně, vysoko nad hlavami ostatních. Zatímco v Praze máme zatím tři linky metra, v
Šperk mezi kabelkami
iluxus.cz
Šperk mezi kabelkami
Nová kabelka Panthère C de Cartier, která byla uvedená na trh v roce 2021, vyniká sochařskou sponou ve tvaru majestátního písmene C zakončeného hlavou panthera. Siluleta panthera a elegance, která je
Jak Mayové po staletí předpovídali zatmění Slunce
21stoleti.cz
Jak Mayové po staletí předpovídali zatmění Slunce
Astronomické znalosti mayské civilizace nepřestávají fasconovat ani staleté pté, co se kdysi slavná americká kultura proměnila v prach. Jedním z nejvýraznějších dokladů mayské vyspělosti je Drážďanský
Jak na pestrobarevné makronky
tisicereceptu.cz
Jak na pestrobarevné makronky
Lahodné makronky se z Francie dostaly do celého světa. Jsou sice na přípravu trošku náročné, ale nebojte. S trochou cviku a naším postupem se vám určitě povedou tyto jedny z nejoblíbenějších sladkostí
Vytápění: Na hradech lidé žili v 10–15 °C
historyplus.cz
Vytápění: Na hradech lidé žili v 10–15 °C
Ondol. Pod tímto kouzelně znějícím slovíčkem se skrývá zřejmě nejstarší systém vytápění na světě. Archeologické vykopávky ho odhalily na území dnešní Severní Koreje a je starý přibližně 7000 let. Starověk Aby ústřicím bylo teplo… Otrok rozpálí ohniště. Za chvíli se komorou line příjemné teplo. Průduchy vede do vedlejších prostor. Dutiny o výšce 80–100 centimetrů, v
Sedm drobných návyků, které přinášejí rovnováhu do každého dne
panidomu.cz
Sedm drobných návyků, které přinášejí rovnováhu do každého dne
Naše tělo je denně vystavováno různým pohybovým stereotypům. Sedíme, stojíme, přenášíme věci, uklízíme nebo vaříme. Drobné návyky, které během dne opakujeme, utvářejí naši každodenní pohodu. Data Českého statistického úřadu ukazují, že téměř polovina žen v Česku pracuje v sedavém zaměstnání a dalších čtrnáct procent tráví pracovní dobu převážně vestoje. O to důležitější je myslet na
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