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
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
Zapečené plněné brambory
nejsemsama.cz
Zapečené plněné brambory
Brambory můžete naplnit různými dobrotami a pokaždé vytvoříte originální pokrm. Potřebujete: ✿ 4 velké brambory ✿ 100 g slaniny ✿ 100 g nastrouhaného tvrdého sýra ✿ 1 stroužek česneku ✿ 2 jarní cibulky ✿ sůl, pepř ✿ 1 lžíci olivového oleje ✿ 2 snítky tymiánu 1. Brambory vydrhněte kartáčkem a vložte do hrnce se studenou, osolenou vodou. Vařte asi 15–20 minut do poloměkka.
Vesmírné Brno: Stává se centrem špičkové kosmické technologie
21stoleti.cz
Vesmírné Brno: Stává se centrem špičkové kosmické technologie
Jihomoravský kraj, dlouhá léta proslulý precizní strojírenskou výrobou a mikroelektronikou, se v posledních letech proměnil v jedno z nejživějších evropských center kosmického průmyslu. A minulý týden
Co ukrývá tajemný kopec Závist?
enigmaplus.cz
Co ukrývá tajemný kopec Závist?
  Posvátné kopce má řada národů a ani Češi nejsou výjimkou. Na Říp měl podle pověsti přijít praotec Čech, aby zde usadil svůj lid, v Blaníku pak spí kníže Václav se svými rytíři, připraveni př
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
Tvarohové muffiny s borůvkami
tisicereceptu.cz
Tvarohové muffiny s borůvkami
Sladká svačinka se ke kávičce nebo šálku výborného čaje hodí každý den. Suroviny na 12 kusů 200 g hladké mouky 50 g polohrubé mouky 50 g krystalového cukru 50 g kokosového cukru 1 prášek do
Naučte ho naslouchat
panidomu.cz
Naučte ho naslouchat
Domluva s opačným pohlavím je občas opravdu hodně náročná. Pokud si ale osvojíte pár triků, přestanete mít pocit, že oba mluvíte jiným jazykem. Stručně, jasně, rychle Držte se vždy těchto tří pravidel. Muži totiž chtějí přesně vědět, o co vám jde. Nehovořte proto zeširoka a nevkládejte do toho své pocity. Buďte stručná a snažte se
Zpackaná oslava mu otevřela oči
skutecnepribehy.cz
Zpackaná oslava mu otevřela oči
Strojila jsem se na oslavu, kde se můj bývalý chystal představit přítelkyni, kvůli které mě opustil. Vůbec jsem se netěšila. Hodinová ručička se sunula ke trojce, pospíchala jsem. Přesto jsem ještě popadesáté letěla k zrcadlu, abych se ujistila, že vypadám, řekněme, přijatelně. Ale když mi bylo osmnáct, bylo to lepší. Na druhou stranu, tehdy jsem určitě nebyla elegantní. Zato
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
Kyštymská katastrofa: Sověti se k jaderné havárii přiznali až po 32 letech
historyplus.cz
Kyštymská katastrofa: Sověti se k jaderné havárii přiznali až po 32 letech
Odpad z Majaku se dlouho ukládal do okolních jezer. Když sovětským inženýrům dojde, co všechno mohou nebezpečné látky způsobit, nechají v utajovaném závodě vybudovat podzemní zásobníky na vyhořelé palivo. Jenže ani ty jedné z největších jaderných havárií v dějinách nezabrání! Druhá světová válka skončila, Japonci 2. září 1945 podepsali bezpodmínečnou kapitulaci. K uznání porážky je
Plastová polévka: Nový kontinent na obzoru?
epochaplus.cz
Plastová polévka: Nový kontinent na obzoru?
Tichomořské proudy unáší tuny plastového odpadu někam na stejné místo. Opravdu se tam hromadí do plastových kopců jako nějaký nový kontinent? Při informaci, že na místě zvaném Velká tichomořská odpadková skvrna, a někdy také s nadsázkou Sedmý kontinent, se nachází hrubým odhadem až 100 milionů tun plastu, se takový obraz přímo nabízí. Kam oko dohlédne samý
Slavnostní otevření Lamborghini Praha: Nová luxusní destinace na Ořechu
iluxus.cz
Slavnostní otevření Lamborghini Praha: Nová luxusní destinace na Ořechu
Nový showroom Lamborghini Praha byl slavnostně otevřen 26. listopadu za účasti nejvyšších představitelů značky: předsedy představenstva společnosti Automobili Lamborghini Stephana Winkelmanna a Federi
Zachraňuje Paulová dceru před partnerem?
nasehvezdy.cz
Zachraňuje Paulová dceru před partnerem?
Co se v rodině Jany Paulové (70) děje? Mladší dcera herečky známé ze seriálu Jedna rodina, Anežka, se totiž nečekaně vrátila do Česka, právě pod křídla mámy. Dosud roky žila tato překladatelka z fr
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