Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Revoluce ve svícení. Svítící enzym „luciferáza“ by mohl nahradit elektrické žárovky

Žárovka už 140 let usnadňuje každodenní život přeměnou elektrické energie na světlo. Lze ji vůbec nahradit? Ano, lze…

Vědci Martin Marek a Martin Toul z Loschmidtových laboratoří, RECETOX, Přírodovědecké fakulty MUNI popsali inovativní a zároveň udržitelný způsob, jak svítit.

Inspirací vědcům jsou organismy žijící na dně moří a oceánů se schopností produkce a emise „studeného“ světla, tzv. bioluminiscence.

O objasnění tohoto procesu se vědci z celého světa pokoušeli poslední čtyři desítky let, ale až brněnští vědci na ukázkovém organismu, jímž byl mořský korál renila fialový (Renilla reniformis), odhalili mechanismus svícení luciferázy, a molekulární podstatu mořského žahavce.

Mohl by v budoucnu rozsvítit naše ulice…(?)

Pohled do katalytického centra Renilla luciferázy, kde dochází k vazbě luciferinu a jeho následné oxidaci, doprovázené emisí viditelného světla. Foto: MUNI SCI
Pohled do katalytického centra Renilla luciferázy, kde dochází k vazbě luciferinu a jeho následné oxidaci, doprovázené emisí viditelného světla. Foto: MUNI SCI

Svítící revoluce

„Zdroje naší planety nejsou bezedné. Neustále se používají fosilní paliva, která obnovitelná nejsou, a jejich masivní používání má negativní dopady nejen na globální ekosystém, ale též na lidské zdraví,“ připomíná biolog Martin Marek.

„Luminiscenční enzymy by mohly být používány v našich každodenních životech, a nejen v laboratořích, kde se využívají běžně.“ Při svícení žárovkou se uvolňuje teplo, zatímco luciferázy teplo neuvolňují a dokážou energii velmi efektivně přeměnit na světlo.

„Náš objev představuje svítící revoluci.“

Jak „vyladit“ enzym?

Brněnští vědci objasnili chemické kroky, které jsou klíčové v procesu bioluminiscence. Ukázali, kam a jak se v molekule enzymu váže energeticky bohatý substrát, tzv.

luciferin. Pomocí metod strukturní biologie a spektroskopických měření zmapovali enzymatickou oxidaci luciferinu a jeho přeměnu na energeticky bohatý meziprodukt, po jehož rozpadu a dekarboxylaci dochází k emisi viditelného modrého záblesku.

Díky pochopení tohoto procesu nyní vědci umí „ladit“ enzym tak, aby generoval světlo požadované vlnové délky a s cílenou délkou svícení.

Ukázka produkce studeného světla smícháním enzymu luciferázy a luciferinu ve zkumavce v laboratorních podmínkách. Foto: MUNI SCI
Ukázka produkce studeného světla smícháním enzymu luciferázy a luciferinu ve zkumavce v laboratorních podmínkách. Foto: MUNI SCI

Budoucnost svícení

Pomocí metody rentgenové krystalografie se vědcům z Loschmidtových laboratoří podařilo svítící enzym zachytit přímo v akci.

Ačkoliv byla struktura samotného enzymu již zmapována dříve, Martin Marek a Martin Toul pomocí metody rentgenové krystalografie dokázali tuto strukturu monitorovat i v okamžiku navázání luciferinu, jehož následnou chemickou přeměnou se generuje světlo.

A právě to jim umožnilo detailně popsat reakci, ke které v enzymu dochází.

Při své práci metodami proteinového inženýrství též zrekonstruovali předka dnešního enzymu luciferázy renily fialové, a tak poodhalili tajemství jeho evoluce z původně nesvítících enzymů.

„Byla to hodinářská práce. Vyvinuli jsme z enzymu několik možných předků a následně jsme je porovnávali.

Díky tomu jsme přesněji pochopili, jak se vyvíjeli jeden z druhého, a ve kterých aspektech se postupně zdokonalovali až do podoby dnešního enzymu s vysokou intenzitou emise světla,“ upřesnil Martin Toul proces hledání.

Aktuálně však před vědci stojí další výzkumná otázka, a to, jak dlouho dokáže enzym svítit bez přerušení.

Doposud v laboratorních podmínkách luciferáza rozsvítila zkumavku na 48 hodin. „Omezením zde zůstává naše neznalost, jakým způsobem živé organismy syntetizují energeticky bohatý luciferin.

Tak, jako jaderný reaktor potřebuje palivo ve formě obohaceného uranu, tak i luciferázy pro svůj provoz potřebují palivo, a tím je právě onen luciferin,“ říká Martin Marek.

Výzkumníci si osvojili metody, jak luciferiny syntetizovat chemicky v laboratoři, ale tento proces je pro praktické využití ekonomicky neefektivní.

„Musíme odhalit biosyntetické dráhy vedoucí ke tvorbě luciferinů a jejich recyklace v buňkách, abychom byli schopni sestrojit geneticky kódovaný a energeticky nezávislý zdroj světla,“ nastiňuje Martin Marek budoucí cesty výzkumu a hledání investorů, kteří by vývoj těchto technologií podpořili.

Ve světě se již vědci zabývají tím, jak využít bioluminiscenční organismy ke svícení, a zjištění brněnských vědců ve spolupráci s francouzskými kolegy umožní přenést tuto myšlenku do každodenního života.

Související články
Tým českých vědců dosáhl významného posunu v pochopení evoluce rostlin. V zatopených pískovnách na střední Moravě se jim podařilo identifikovat unikátního křížence lakušníků, který představuje dosud chybějící článek v našem poznání toho, jak v přírodě vznikají nové druhy. Tento objev potvrzuje dlouholeté teoretické předpoklady o raných fázích evolučních procesů v této skupině vodních rostlin.   […]
Jsou malá, nenápadná a stále vytrvalejší. Klíšťata se v uplynulém roce znovu přihlásila o slovo. Výrazně. Počty případů klíšťové encefalitidy i lymeské borreliózy v České republice v roce 2025 výrazně vzrostly. A ukázaly, že souboj člověka s osminohým parazitem zdaleka nekončí. Rok 2025 potvrdil, že klíšťata už dávno nebyla jen sezónní záležitostí jara a léta. […]
Český svaz ochránců přírody (ČSOP), jeden z největších a nejstarších ochranářských spolků u nás, věnuje každý rok vždy nějaké zajímavé skupině rostlin či živočichů. Na dané téma připraví putovní výstavu, přednášky, vycházky, semináře či soutěže. Pro rok 2026 vybral hořce a hořečky.   Hořce patří k oblíbeným a všeobecně známým rostlinám. Zatímco v horách se s nimi lze setkat ještě […]
Brno, 3. prosince 2025 – V zimním období jsou české silnice pod velkou zátěží. Měnící se počasí, mráz, sněžení a tvorba ledovky testují připravenost silničářů i systému zimní údržby. V posledních letech do tohoto procesu stále výrazněji vstupují digitální nástroje – senzory, prediktivní modely i rozsáhlé datové platformy. Významnou roli v nich hraje také ekosystém CleveRA […]
reklama
Historie
Král Gustav válel na tenisovém kurtu
„Je tak slaboučký. I vítr by ho odfouknul,“ šuškají si o švédském princi Gustavovi dvořané. Nejstarší syn švédského a norského krále Oskara II. a jeho manželky Žofie Nassavské  síly opravdu moc nepobral.   Jako dítě je hubený a neduživý a musí ho léčit dokonce elektrošoky. O to víc touží být Oskar (1858–1950) zdravý, a proto […]
Církev se postarala, aby Giordano Bruno nepromluvil
Na hranici visí nohama vzhůru nahé tělo odsouzence, kterého teď začínají stravovat plameny. Nesmí promluvit a nemůže ani křičet, jazyk má totiž spoutaný stejně jako své tělo.   Až do roku 1565 existuje pouze Filippo Bruno (1548–1600), rodák z malé vesničky u Neapole. Tehdy ve svých 17 letech vstupuje do dominikánského kláštera a přijímá nové jméno […]
Bojovaly s nemocemi Drimlovy loutky?
Když na počátku 20. let minulého století přijímá čs. ministerstvo zdravotnictví nového referenta, nemůže mít šťastnější ruku.   Vystudovaný lékař a rodák z východočeské Chocně Karel Driml (1891–1929) od své promoce v roce 1914 působil pět let jako asistent bakteriologického oddělení Hlavova patologicko-anatomického ústavu, ale to nejsou jediné zkušenosti, které může nabídnout. „Studoval organizaci veřejného zdravotnictví […]
Frederika VII. zajímaly obří postele
Když Královská společnost nordických starožitností, sídlící v Kodani, jmenuje roku 1834 svým členem dánského prince Frederika, jde v podstatě o pouhé gesto. Mladého následníka trůnu však historické bádání doopravdy nadchne!   Hltá jednu dějepisnou knihu za druhou, sbírá cenné artefakty, pečlivě je zakresluje a archivuje. Nejčastěji vyráží na vyjížďky kolem loveckého zámku Jægerspris na severu ostrova Sjælland, […]
Zajímavosti
Ksar Draa: Kdo postavil pevnost uprostřed pouště?
Horký vítr si hraje s písečnými dunami. Široko daleko jen monotónně se přelívající oranžová peřina alžírské pouště Timimoun. A uprostřed toho všeho, ruina kruhové pevnosti. Proč právě tady? A kdo ji postavil? A kdy? Tato stavba zamotá nejednu hlavu historiků i archeologů…   Zástup velbloudů se plahočí nehostinnou krajinou. Konečně! Ksar, jak se říká tradičním opevněným […]
Operace Anadyr: Jak dostali Sověti rakety na Kubu?
Moskva lže, Havana mlčí, Washington zuří. Tak nějak by se dal shrnout počátek kubánské krize, při které se svět ve 20. století ocitne nejblíže jaderné válce. Co ji spustí? Tajná sovětská operace pojmenovaná po sibiřské řece.   Po zpackané americké invazi v Zátoce sviní cítí Rusové šanci a Nikita Chruščov (1894–1971) společně s maršálem a […]
K čemu je dobré žvýkat žvýkačku?
Jak rychle osvěžit dech? Většina lidí sáhne po žvýkačce. A zafunguje to během okamžiku! Možná si ani nestihnete všimnout, že tato nevšední cukrovinka umí kouzel mnohem víc…   Proč má ten kus pryskyřice na sobě otisky zubů? Podobným nálezům už se archeologové dávno nediví – je to žvýkačka! Tu vůbec nejprastarší, objevenou v lokalitě Huseby […]
Jednoocí kyklopové: Co je na nich pravdy?
Nejznámější příběh o kyklopech nám zanechá asi v 8. století př. n. l. básník Homér ve své Odysseye. Kde tito tvorové žili? Podle Homéra poblíž bájné Hypérie, u které dodnes není jasné, zda je odrazem skutečného území, nebo mytickou zemí v duchu Atlantidy.   Starověcí Římané by vám ale řekli, že kyklopové dříve žili na Sicílii […]
Záhady a napětí
Mlčení až za hrob. Krutý trest či pomsta tajné společnosti?
Pod nízkým stropem temnice se nese přidušený chrapot a stenání. Pochodně zasazené do železných držáků osvětlují ponurou scénu. Čtyři drábi drží odsouzence na lavici, zatímco pátý mu pevně svírá hlavu. Polonahý kat v kapuci pak přistoupí k provinilci s otevřeným zámkem v ruce. Když se skloní nad obětí, opět se rozlehne bolestný řev…   Malíř, spisovatel […]
Podivuhodný řád kamaldulských poustevníků: Strážci dávných vědomostí?
Nesměli mluvit, komunikovat s okolním světem a studium či vědecká činnost jim byly přísně zakázány. Kamaldulové patřili k tem nejpřísnějším řádům katolické církve, a přesto právě ve zdech Červeného kláštera vznikla unikátní vícejazyčná díla odborné úrovně. Jaká tajemství se skrývala za tichými stěnami?   Na území Slovenska žijí kamaldulové od roku 1720, kdy založili poustevnu v Červeném klášteře. […]
Záhadný Pauliho efekt: Když technika podivně selhává!
Každý den se na světě dějí věci, nad kterými zůstává rozum stát. Typickým příkladem je tzv. Pauliho efekt. Z jakého důvodu dochází v přítomnosti některých lidí k závažným poruchám technických zařízení? A proč je tímto záhadným jevem proslulý právě fyzik Wolfgang Pauli?   Stalo se to někdy asi každému. Člověk přijde do místnosti, nechce na sebe příliš upozorňovat, […]
Je staroměstský orloj plný okultních symbolů?
Už šest století nad Staroměstským náměstím v Praze odměřuje čas neskutečně dokonalý stroj zvaný orloj. Každou hodinu se před ním tísní davy turistů, aby spatřily kokrhajícího kohouta, průvod apoštolů či smrtku se zvonečkem. Kolik z nich ale tuší, že možná hledí do ďáblova oka? A že každý symbol i každá soška mají svůj tajný význam? […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Kruhy v obilí: Kde se objevují nejčastěji?
enigmaplus.cz
Kruhy v obilí: Kde se objevují nejčastěji?
Je to jedna z největších záhad světa. Kdo vytváří tajemné kruhy v obilí, které se objevují prakticky po celém světě? Opravdu to jsou mimozemšťané, jak tvrdí mnozí záhadologové? A z jakých důvodů se ag
Sun & snow – jarní lyžovačka v Leogangu
iluxus.cz
Sun & snow – jarní lyžovačka v Leogangu
Těšíte se již po letošní dlouhé zimě opět na jarní sluneční paprsky, které člověka přímo omámí. Harmonické doznívání zimy na horách spojené s pohybem na jarním sněhu a relaxací v kvalitním wellness ho
Hořel Koniáš touhou po záchraně duší?
historyplus.cz
Hořel Koniáš touhou po záchraně duší?
Pro mnoho generací se stal symbolem fanatické náboženské cenzury a jeho jméno je spojeno s pálením zakázaných knih. Jezuita Antonín Koniáš byl ale postavou mnohem složitější. Výchovu Antonína Ignáce Nepomuka Koniáše (†1760), který se narodil 13. února 1691, formuje přísně katolická pražská rodina. Po zisku titulu magistra filozofie vstupuje do Tovaryšstva Ježíšova a kariéru začíná jako
Manžel si přitáhl štěstí vrbovou píšťalkou
skutecnepribehy.cz
Manžel si přitáhl štěstí vrbovou píšťalkou
Na kouzla a rituály můj Tonda nikdy nevěřil. Když ale nastaly těžké časy, pochopila jsem, že tonoucí se stébla chytá. Tonda přivolal dobré duchy. Můj manžel pochází z domečku se zahrádkou. Když nám bylo třicet, také jsme si pořídili malý domek, museli jsme si na něj ale půjčit a zadlužit se. Byl to hodně starý dům, který potřeboval
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
TRŽNICE ZAHRADY ČECH 2026
epochanacestach.cz
TRŽNICE ZAHRADY ČECH 2026
Uskuteční se na výstavišti Zahrada Čech. První jarní výstava je zaměřena na všechny zahrádkáře, chalupáře, kutily, zahradníky a milovníky přírody. Návštěvníci se mohou těšit na tradiční sortiment, jako je sadba, květiny, cibuloviny, zahradní nářadí, zahradní technika, zahradní nábytek, hnojiva, postřiky, potraviny, přírodní léčiva a řadu dalšího. I letos se mohou návštěvníci v rámci jarní výstavy Třznice Zahrady Čech ve dnech od
Bylinky pro lepší spánek a psychickou pohodu
panidomu.cz
Bylinky pro lepší spánek a psychickou pohodu
Špatně usínáte? Přes den jste zase ve stresu, nervózní a neklidní? Není divu, v dnešní době se to týká téměř každého z nás. Ale než sáhnete po tabletce, zkuste to jinak. Pomoci vám mohou bylinky. Samozřejmě i s nimi musíte zacházet opatrně a jejich účinek může být pozvolnější, ale zase jsou k organismu šetrnější. Použít
Káva s tonicem
tisicereceptu.cz
Káva s tonicem
Ledový nápoj se hodí pro horké letní dny, kdy vás jeho lahůdková chuť takříkajíc nakopne a dodá vám chuť i netušený elán do života. Potřebujete 4 vrchovaté lžíce ledu 4 lžičky mleté kávy 4 dcl
Poslední pokus Vlasákové a Dolanského o záchranu lásky!
nasehvezdy.cz
Poslední pokus Vlasákové a Dolanského o záchranu lásky!
O tom, že jejich vztah není idylický, už se nemluví jen v zákulisí. Manželé Lenka Vlasáková (53) a Jan Dolanský (47) ze seriálu Ulice sami přiznali, že mezi nimi stále častěji panuje napětí a dlouhé t
Lidé ovládli oheň dříve, než se dosud myslelo
21stoleti.cz
Lidé ovládli oheň dříve, než se dosud myslelo
V nenápadném poli v hrabství Suffolk na východě Anglie došlo k objevu, který vědce nutí přepsat dlouho přijímanou představu o tom, kdy lidé poprvé vědomě rozdělali oheň. Nové archeologické nálezy z mí
Na hory pouze s pořádným arzenálem!
nejsemsama.cz
Na hory pouze s pořádným arzenálem!
Týden na horách prý organismu prospěje jako dva týdny u moře. A jako na pláži, i vysoko nad mořem je potřeba věnovat pleti mimořádnou péči. Bělostný sníh třpytící se v záři slunce je vskutku lákavý. A ještě ten božský horský vzduch! Jenže kombinace sněhu a slunce může být pořádně nebezpečná pro naši pokožku. Než se tedy vydáte na hory, udělejte si
Legendy o korunovačních klenotech: Vyměnili nám ve Vídni žezlo a jablko?
epochaplus.cz
Legendy o korunovačních klenotech: Vyměnili nám ve Vídni žezlo a jablko?
Korunovační klenoty českých králů patří k nejikoničtějším „pokladům“ naší historie. Je to soubor předmětů, které byly symbolem moci a svrchovanosti panovníků. Ale mohly existovat i jiné, dnes ztracené klenoty? Úvahy o ukrytých, odcizených nebo zničených dílech se objevují v legendách, ale historické prameny a odborníci k tomu přistupují velmi opatrně. Historické prameny dobře dokládají, že
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