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.

Hydrazin slouží jako pohoj pro rakety. Zde je nádrž na toto palivo v případě sondy MAVEN. (Zdroj: NASA) Model molekuly hydrazinu. (Zdroj: Wikimedia)
reklama
Související články
Sršni asijští se stali nechtěnou součástí evropské krajiny a snižují počty užitečných opylovačů. Tento invazní druh pochází z jihovýchodní Asie, ale od prvního výskytu ve Francii v roce 2004 se přes veškerou snahu o vymýcení postupně šíří dál. Zatím mu v tom podle odborníků nebrání ani žádný přirozený nepřítel.   V polovině dubna začínají ze […]
Představte si budoucnost, ve které domy rostou stejně jako houby po dešti. Zní to jako sci-fi? Možná. Ale v České republice už takový dům existuje.   Experimentální projekt SAMOROST přinesl skutečnou revoluci v udržitelném bydlení. Poprvé v historii nechali vyrůst dům, jehož klíčovým materiálem je mykokompozit – stavební prvek vytvořený z podhoubí. Inovativní přístup otevírá […]
Autismus je jako strašák společnosti. Zatímco podvědomě s sebou nese předsudky z předsudků, konkrétně už ovlivňuje schopnost dítěte komunikovat, navazovat vztahy a zapojit se do běžných aktivit. Někteří jedinci s poruchami autistického spektra (PAS) vykazují mimořádné schopnosti, například v matematice, jazycích nebo umění, jiní čelí výzvám, které komplikují jejich každodenní život. Právě dnes si připomínáme […]
Tým z laboratoře CAPADS na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze provedl průlomové měření v oblasti intenzitní optické interferometrie, která je zásadní pro přesné měření směrů a vzdáleností ve vesmíru. Zlepšení v přesnosti by mohlo dosáhnout až několika řádů a výrazně přispět k hlubšímu pochopení kosmických struktur a jevů. Výzkum týmu se zaměřil na tzv. Hanbury […]
reklama
reklama
Historie
Barokní perla Sicílie: Pomohlo Notu zemětřesení?
Tisíce lidí v hrůze prchají, když se jim v patách hroutí celé jejich mocné a pyšné město. Sotva zemětřesení skončí, všichni se ale vrátí, aby postavili sídlo ještě velkolepější, které bude obdivovat celý svět.   Starobylé město Noto na jihovýchodě Sicílie, sídlo původních obyvatel ostrova Sicelů, vzkvétá už na přelomu letopočtu. Postupem času se stává rodištěm mnoha […]
Vlastnil Rudolf II. dýku s Caesarovou krví?
Do „třináctých“ komnat Rudolfa II. nahlédne jen málokdo. Augšpurský obchodník Hans Kraft je jedním z vyvolených. „Teď se můžete chlubit tím, že jste viděl, co mnoho jiných ne,“ usměje se na něj císař, když ho provází mezi policemi své kunstkomory.   Pravda, obdobných sbírek existuje v Evropě celá řada, pražská kunstkomora císaře Rudolfa II. (1552–1612) se […]
V nejstarším hotelu světa na boty zapomeňte!
Historie tu na hosty dýchá na každém kroku. Tenhle hotel totiž své služby nabízí nepřetržitě už více než 1300 let a svých staletých tradic se nehodlá vzdát ani v moderní době.   Horké prameny na úpatí pohoří Akaiši lákají Japonce po staletí, a tak je jen otázkou času, kdy se organizace jejich pobytů ujme nějaký podnikavec…V […]
Podcenil ministr Ludvíka XIV. kouzlo Versailles?
Venkovská krajina kolem Versailles Ludvíkovi XIV. učaruje. Už v létě 1661 sní o tom, že tu prožije část roku. Cihlový zámeček, který tu stojí, je však příliš malý na to, aby se v něm ubytoval on, jeho milenka a dalších 60 vybraných dvořanů. „Budeme stavět,“ rozhodne král…   V 70. letech 17. století sen o venkovském domě […]
Zajímavosti
Modrý čaj: Ochutnejte nápoj z motýlího hrášku!
Jak se zpívá ve známé písničce: „Modrá je dobrá,“ v případě čaje z rostliny Clitoria ternatea zvané motýlí hrách či motýlí hrášek to platí stoprocentně. Jeho neobvyklá barva potěší oči a jeho bylinková chuť s květinovým aroma zase chuťové buňky. Když se k tomu připočtou relaxační účinky, je to další bonus navíc.   Zatímco v […]
Jídelní lístek: Čtení, po kterém se sbíhají sliny
První opravdový jídelní lístek, kde si host vybírá z široké nabídky, se objevuje už ve středověké Číně ve 12. století. Ve velkých městech se potkávají muži z celé země, ale protože rozdíly v čínské kuchyni jsou značné, vysvětlování, co je co, zdržuje od obchodu.   Na západě se nejstarší menu objeví v roce 1571. Francouz Baulde Cuvillon (1539–1615) vdává dceru […]
Jeskyně v Margate: Mozaika ze 4,6 milionu mušlí
Hrabství Kent na jihovýchodě Anglie je plné malebných vesnic, pobřežních městeček, nádherné krajiny a skrytých drahokamů. Mezi ně patří i podzemní jeskyně zvaná Shell Grotto v přímořském městě Margate, která nepřestává fascinovat turisty i místní obyvatele krásou i tajemstvím, které ji obklopuje.   Když se místní obyvatel James Newlove dá v roce 1835 do hloubení […]
Magický jantar: Kronika dávných časů
Někdo by si mohl myslet, že jde o nerost, ale jantar je ve skutečnosti mineralizovaná pryskyřice třetihorních jehličnanů. A její stáří? Počítá se na desítky milionů let.   Ve starověku považují jantar za drahokam. Jeho výskyt vysvětlují různě. Například Řekové ho spojují s mytologií. Na světě se objeví poté, co se zabije Faethón, syn slunečního boha […]
Záhady a napětí
Isle of Wight: ostrov, kam se jezdí lidé bát
Tento kus země o rozloze 380 km², byl v minulosti dobýván i adorován pro své umístění u jižních břehů Velké Británie…Ačkoli se sem turisté většinou vypravují za účelem letní dovolené, jsou tu i tací, které sem táhne nechvalně proslulá pověst ostrova. Někteří záhadologové tvrdí, že jsou zde uvězněny stovky mrtvých duší.  Stojí za nadměrným výskytem […]
Smyslná Freya a její slzy
Až se vám bude zdát o nádherné ženě jedoucí v kočáře taženým kočkami, nemějte strach, nezbláznili jste se. To vás jen ve snu navštíví severská bohyně lásky a krásy Freya.   Svátek Beltain je v našich končinách už poměrně známý. Období začátku května, kdy do života vchází smyslnost, sexualita, plodnost a kdy žhne oheň vášně, […]
Tajemné ostatky Tobiáše z Hrádku: Šlo o nebezpečného vampýra?
Před patnácti lety objevili archeologové v Hrádku nad Nisou nepietně pohřbenou kostru. Ležela metr za hřbitovní zdí, obličejem k zemi, u hlavy a pat měla kameny a u lokte levé ruky 4 stříbrné pražské groše. Muži pohřbenému po „vampýřím způsobu“ se začalo říkat vampýr Tobiáš.   V roce 2010 nachází archeolog Petr Brestovanský (*1969) v […]
Nejtajemnější anglická mohyla: Ukrývá pravěkou pyramidu?
Silbury Hill, majestátní umělá mohyla v srdci anglického Wiltshiru, je největší předhistorickou stavbou tohoto typu v Evropě. Vznikla přibližně mezi lety 2470 a 2350 př. n. l., ale její účel je dodnes nejasný. Mohla sloužit jako svatyně, královský hrob nebo astronomická observatoř?   Odhaduje se, že ke stavbě mohyly nacházejícího se poměrně blízko legendárního Stonehenge […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Skořicová ovesná kaše
tisicereceptu.cz
Skořicová ovesná kaše
Nastartujte svůj den vyváženou snídaní. Ovesné vločky jsou dobrým zdrojem vlákniny a mají vysoký obsah vitamínů a minerálů, snižují hladinu cholesterolu a cukru v krvi. V kombinaci se skořicí a čer
Za karlovarským porcelánem a sklem
epochanacestach.cz
Za karlovarským porcelánem a sklem
Karlovy Vary, to není jen město lázní a léčivých pramenů, ale také porcelánu. Pojem karlovarský porcelán má váhu nejen v ČR, ale také v zahraničí. Abyste se dozvěděli něco více o bohaté tradici místních továren, můžete navštívit některou z výstav, třeba tu v Muzeu Karlových Varů nebo stálou expozici sbírek Střední uměleckoprůmyslové školy. Pokud vás uchvátí spíše
Kameny pro vaši ochranu
nejsemsama.cz
Kameny pro vaši ochranu
Nejsou to jen více či méně pozoruhodné a jedinečné kousky zemské hmoty, ale kameny v sobě nesou energetický náboj, který má moc ovlivnit náš život. Už od dávných dob lidé věřili v moc kamenů a jejich vliv na náš osud i štěstí. Kameny nejen zdobily těla, ale také se staly silnými talismany, které chránily své nositele. Víte, který kámen právě vám
Český astronaut zamíří na ISS. Vláda schválila misi za 2 miliardy jako klíčový krok k rozvoji vědy
21stoleti.cz
Český astronaut zamíří na ISS. Vláda schválila misi za 2 miliardy jako klíčový krok k rozvoji vědy
Česko míří ke hvězdám a s ním i major Aleš Svoboda, první český astronaut, který se vydá na Mezinárodní vesmírnou stanici. Vláda jeho misi schválila jako víc než jen historický okamžik. Nejde jen o sy
Trdelník z Rumunska, bábovka z Francie? Zjišťujeme pravý původ našich oblíbených dezertů!
epochaplus.cz
Trdelník z Rumunska, bábovka z Francie? Zjišťujeme pravý původ našich oblíbených dezertů!
Může být náš oblíbený staročeský trdelník původem z Rumunska a tradiční česká bábovka z Francie? Ano, i u těchto ikonických sladkostí se můžeme dočkat velkých překvapení! Pojďme se podívat na fascinující historii sladkých pokrmů, které jsou součástí naší kultury, a odhalme jejich skutečné kořeny, které se často skrývají hluboko v minulosti a za hranicemi. Dnes
Amesbury: Předpověděl kruh v obilí smrt?
enigmaplus.cz
Amesbury: Předpověděl kruh v obilí smrt?
Je to jedna z největších záhad světa. Kdo vytváří tajemné kruhy v obilí, které se objevují prakticky po celém světě? Mohou to být mimozemšťané? Nebo jde o výtvory lidí? Anglické hrabství Wiltshire v j
Vyzrál Soběslav I. na římského krále?
historyplus.cz
Vyzrál Soběslav I. na římského krále?
Přítomným tuhne krev v žilách při pohledu na to, jak popravčí řvoucímu odsouzenci nejdříve v kloubu zlomí paži, aby jej za ni potom propletl dřevěným kolem. V Čechách je taková poprava novinkou. Drastický trest kníže Soběslav přichystal hlavním provinilcům, kteří se ho pokusili svrhnout a zabít. Co hůř, na spiknutí se podíleli i jeho příbuzní!
Interiér s kouzlem mužské přitažlivosti
rezidenceonline.cz
Interiér s kouzlem mužské přitažlivosti
Moderní rezidenci navrhla designérka celebrit Celia Sawyer pro klienta ze sportovního prostředí. Interiéry, plné jedinečného vybavení v čistých liniích, zdůrazňují sice mužský princip, jsou ale zároveň prosty jakéhokoli chladu. Když Celia do projektu vstupovala, disponoval rozlehlý dům nejen pěti velkorysými ložnicemi a vhodnou velikostí kuchyně i společenské zóny s výhledem do zahrady, ale rovněž komfortní
Britský herec Henry Cavill tváří nových hodinek Longines Spirit Zulu Time 1925
iluxus.cz
Britský herec Henry Cavill tváří nových hodinek Longines Spirit Zulu Time 1925
Švýcarská značka Longines, založená v roce 1832, letos v únoru oznámila jméno nového ambasadora elegance. Stal se jím oblíbený britský herec Henry Cavill – mužný sympaťák, ztělesňující nadčasovou eleg
Oběd jako u babičky
panidomu.cz
Oběd jako u babičky
Co si budeme povídat, i když se gastronomie vyvíjí zdravějším směrem a šéfkuchaři se předhánějí v inovacích, stejně ta naše česká jídla prostě milujeme a čas od času po nich zatoužíme, protože tu vůni a chuť nic nenahradí. Šumavská kulajda (4 porce) 4 větší brambory, 200 ml smetany na šlehání, 35 g sušených hub (200
Budeš navždy můj hrdina…
skutecnepribehy.cz
Budeš navždy můj hrdina…
Můj syn byl celý můj svět. Když jsem ho poprvé držela v náručí, byl to ten nejmenší, ale nejsilnější člověk, jakého jsem kdy poznala. David byl mojí hrdostí. Narodil se předčasně a musel si už jako malý život vybojovat. Já si pak dala za cíl vychovat ho k tomu, aby byl dobrý. Ne bohatý, ne dokonale úspěšný, ale
Dostal Taclík rozum, nebo spíš nůž na krk?
nasehvezdy.cz
Dostal Taclík rozum, nebo spíš nůž na krk?
Na svém kontě má Marek Taclík (51) mnoho životních přešlapů. Nadměrné užívání alkoholu a omamných látek, za které dostal dokonce i tříletou podmínku, zdemolovaný byt, který mu dali rodiče jako vst
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