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
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 […]
Australská těžařská společnost představila koncept elektrické lokomotivy, která nepotřebuje diesel ani externí nabíjení. Její baterie se dobíjejí sama díky gravitaci a rekuperaci a může to znamenat revoluci v bezemisní železniční dopravě. Společnost Fortescue, jeden z největších světových hráčů v těžbě železné rudy, nedávno odkryla první prototyp své elektrické lokomotivy s názvem Infinity Train. Tento „nekonečný […]
reklama
Historie
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, […]
Kterému králi říkali Sedlák Jirka?
Jisté formy podivínství jsou u britských panovníků součástí rodového dědictví. Nepěknou pověst si mezi historiky vyslouží hlavně Jiří III.   „Jako většina Hannoveřanů nebyl Jiří III. nijak chytrý, ale byl od přírody zvědavý a rád se do všeho pletl,“ píše o něm současný britský spisovatel Karl Shaw. „Proto se stal patronem věd a umění, ačkoliv […]
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
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? […]
Tajemné těleso ve sluneční soustavě: Kde se vzala kometa Atlas?
V uplynulých měsících to bylo jedno z největších témat ve světě astronomie a ostatně i ve světě vesmírných záhad. Kolem naší planety totiž proletělo tajuplné těleso z hlubokého vesmíru. 3I/ATLAS je teprve třetím potvrzeným mezihvězdným objektem v blízkosti Země. Už to samo o sobě vyvolává spekulace. Jde jen o kometu? Nebo by tento návštěvník mohl být umělého původu?   […]
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
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
Makový jogurt
nejsemsama.cz
Makový jogurt
Pokud máte chuť zkusit něco nového, připravte si křupavou a zdravou snídani, nebo svačinku ve sklenici, která lahodí i oku. Makový jogurt je lehký a svěží, a určitě si jej zamilujete už po prvním ochutnání. Potřebujete: ✿ 1 bílý jogurt ✿ 1 lžíci máku ✿ trošku citronové šťávy ✿ 1 lžičku medu ✿ 1 lžičku mletých mandlí ✿ 2 lžičky jemných
Homosexuální chování zvyšuje u makaků reprodukční úspěšnost, tvrdí vědci
21stoleti.cz
Homosexuální chování zvyšuje u makaků reprodukční úspěšnost, tvrdí vědci
V rámci studie stejnopohlavního sexuálního chování u primátů se experti zaměřili mimo jiné na makaky rhesus. Stejně jako u šimpanzů bonobo jsou u těchto zvířat projevy homosexuality velmi časté. [c
Sbírejte oblázky
panidomu.cz
Sbírejte oblázky
I neživá příroda má své unikátní kouzlo, které můžete využít při výzdobě domova. Nevíte jak? Zde je několik konkrétních inspirací. Zenová zahrádka: Úprava zenové zahrádky pevná pravidla, která mají vést k vytvoření dojmu dokonalosti vyjadřujícímu řád a harmonii. Důležitým prvkem je písek, nejlépe bílý, ale může být i šedý nebo černý. K dostání je v hobby
Polévka z brynzy
tisicereceptu.cz
Polévka z brynzy
Další slovenská specialita do vašeho bříška. Suroviny na 8 porcí 1 lžíce sádla 2 cibule 1,5 l vody z halušek 8 kuliček pepře ½ lžičky drceného kmínu 150 g brynzy 1 lžička sladké papriky 0
Mrazivá předehra k atentátu na Heydricha: Věděli Kubiš a Gabčík, že si letí pro smrt?
historyplus.cz
Mrazivá předehra k atentátu na Heydricha: Věděli Kubiš a Gabčík, že si letí pro smrt?
Konstantin von Neurath byl na Čechy moc měkký. Hitler ho nahradí bestií, která se nedávno osvědčila v jiných Němci okupovaných zemích. Nový protektor ihned po příjezdu do Prahy začne vraždit významné osobnosti odboje. Šéfa čs. zpravodajců v Londýně Heydrichův teror zasáhne i osobně, a tak naplánuje jeho likvidaci. Skupina čs. vojenských zpravodajců v Anglii, která
Sara Sandeva: Prachař už se odstěhoval?
nasehvezdy.cz
Sara Sandeva: Prachař už se odstěhoval?
V zákulisí českého showbyznysu to vře! Vztah Sary Sandevy (28) a Jakuba Prachaře (42) se podle všeho zmítá v krizi už delší dobu, teď se ale na povrch dostávají informace, ze kterých někteří lidé zůst
Vzala mi chlapa, u mě skončila
skutecnepribehy.cz
Vzala mi chlapa, u mě skončila
Když se moji rodiče rozvedli, zůstala jsem sama s mámou, která po novém vztahu neprahla. A mně to vyhovovalo. Pak mě ale máma ošklivě zradila. Přestože se kolem mámy chlapi točili, ona se o ně nezajímala. „Žádného nepotřebuji, mám tebe,“ tvrdila mi často. V první řadě to byla vždy úžasná máma, která se mi odmalička maximálně věnovala
Mimaland: Opuštěný ráj zábavy, kde se prý místo návštěvníků zjevují duchové
enigmaplus.cz
Mimaland: Opuštěný ráj zábavy, kde se prý místo návštěvníků zjevují duchové
V kopcovité oblasti v lokalitě zvané Ulu Gombak poblíž hlavního malajského města Kuala Lumpur se nachází jedno z nejstrašidelnějších míst v celé této asijské zemi. Džungle zde postupně pohlcuje obří s
Násilná smrt Albrechta z Valdštejna: Stáli za ní vystrašení důstojníci?
epochaplus.cz
Násilná smrt Albrechta z Valdštejna: Stáli za ní vystrašení důstojníci?
Albrecht Václav Eusebius z Valdštejna, muž, jehož jméno zní jako symbol moci, vzestupu a pádu během krvavé třicetileté války, končí svůj život násilnou smrtí 25. února 1634 v Chebu. Oficiální verze historiků je jasná: zavražděn je na tajný příkaz císaře Ferdinanda II. nebo z rozhodnutí velení císařské armády ve chvíli, kdy je obviněn z vlastizrady.
Radostně ženská vůně Versace Dylan Blush Pink Pour Femme
iluxus.cz
Radostně ženská vůně Versace Dylan Blush Pink Pour Femme
Vůně Versace Dylan Blush Pink Pour Femme byla vytvořena z těch nejkvalitnějších přírodních a syntetických ingrediencí, získaných z udržitelných zdrojů celého světa se zaručeným původem. Pro zdůrazn
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