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
Svět módního průmyslu se znovu posouvá směrem k udržitelnosti a inovacím…Americký start-up Galy pracuje na laboratorně pěstované bavlně. Tento krok by podle odborníků mohl představovat jednu z nejzásadnějších změn v produkci textilních materiálů za poslední desetiletí.   „Šetrné hospodaření s přírodními zdroji je v módním průmyslu možné – a platí to i napříč dalšími segmenty. […]
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 […]
reklama
Historie
Výletní místo se změnilo v tábor smrti
Bělehrad prochází ve 30. letech minulého století výraznou architektonickou proměnou. Jedním ze symbolů modernizace hlavního města tehdejšího Království Jugoslávie má být průmyslové výstaviště Staro Sajmište.   Rozlehlý areál u řeky Sávy je otevřen v září 1937. Podívat se do něj přijdou davy lidí, které mohou obdivovat nazdobené výstavní pavilony či centrální věž s televizním vysílačem. […]
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 […]
Zajímavosti
Modrá stuha: Ocenění, které pomůže zkrátit válku!
Na přelomu 19. a 20. století nejsou žádná letadla ani internetové připojení, a tak veškeré spojení mezi americkým kontinentem a Evropou obstarává lodní doprava…A právě v ní hraje prim takzvaná Modrá stuha, která je dnes už záležitostí minulosti.   Modrá stuha je vlastně výzva, jež značí tehdejší technologický pokrok. Ve zkratce jde o ocenění za […]
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 […]
Záhady a napětí
Návrat UFO trojúhelníků? Záhadný objekt ve tvaru písmene V spatřen nad Los Angeles!
Objekty ve tvaru trojúhelníku patří mezi nejčastější a také nejzáhadnější typy UFO. Jeden takový byl v létě roku 2025 spatřen přímo nad Los Angeles, kde jej zpozorovala a natočila dvojice svědků. Nápadně se přitom podobá objektu, který nad několika americkými státy přeletěl během slavného UFO incidentu v roce 1997.   Dvojice obyvatel amerického města Los […]
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, […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
I v době největšího hladu se kuchař vždycky nají, říká herec Dušan Sitek
nasehvezdy.cz
I v době největšího hladu se kuchař vždycky nají, říká herec Dušan Sitek
Herec s nezaměnitelným hlasem, charismatem a talentem, díky němuž je častým hostem nejen na divadelních jevištích, ale v posledních letech je také nezřídka vídán v nejrůznějších televizních seriálech,
Společně a nerozdílně: Evropské projekty světového významu
21stoleti.cz
Společně a nerozdílně: Evropské projekty světového významu
Evropské země nepatří mezi největší na světě, dokáží se však často spojit v úsilí o zlepšení znalostí a dovedností na poli vesmírného či kvantového výzkumu, letectví, zelené energie či robotiky. Díky
Velké dobrodružství Karla II.: Ukrýval se král před nepřáteli na stromě?
historyplus.cz
Velké dobrodružství Karla II.: Ukrýval se král před nepřáteli na stromě?
Mladý muž, oděný do prostých šatů a umazaný od sazí z komína, stojí u plotny a na pánvi smaží skotské řízečky. Málokdo by v něm hádal právoplatného anglického krále. Karel II. Stuart však při snaze zachránit si holý život zažije nejedno dobrodružství…   Znepokojivé zprávy přicházejí po vánočních oslavách roku 1648 z Anglie do nizozemského
Tajuplné zjevení Panny Marie v Litmanové: Buďte jako děti!
enigmaplus.cz
Tajuplné zjevení Panny Marie v Litmanové: Buďte jako děti!
Zázrak téměř za našimi humny se údajně stal 5. srpna 1990 na východním Slovensku nedaleko vesnice Litmanové. Právě zde se mělo několika mladým lidem zjevit nadpřirozené poselství, které brzy přilákalo
Chcete vzdušnější a světlejší bydlení? Sklo-hliníkové dveře to zvládnou okamžitě
iluxus.cz
Chcete vzdušnější a světlejší bydlení? Sklo-hliníkové dveře to zvládnou okamžitě
Kombinace skla a hliníku vytváří dveře s moderním, vzdušným vzhledem, které ale bez problému vydrží desítky let každodenního používání. Do interiéru navíc přidávají světlo a vizuální čistotu, kterou b
Dopřejte si chvíle plné romantiky v Česku – nejen na Valentýna
nejsemsama.cz
Dopřejte si chvíle plné romantiky v Česku – nejen na Valentýna
Prožijte svátek zamilovaných, ať už jste v páru, či ne. Mezi valentýnskými akcemi najdete zajímavé příležitosti i pro nezadané. Nastupte na historickou loď nebo vystoupejte na věž! Víkend v Chateau Herálec Chvíle přímo napěchované romantikou prožijete v Chateau Herálec 24 kilometrů od Jihlavy. Užijete si zde relax ve vířivce působivě umístěné v zámecké věži. Prostory vás okouzlí. K úplné dokonalosti to dovede lahev růžového šampaňského
Česnekové žampiony s bylinkami
tisicereceptu.cz
Česnekové žampiony s bylinkami
Bylinkovou marinádu můžete použít také na brambory či zeleninu na grilu, chutná i s kuřecím masem. Sušené bylinky můžete zaměnit za čerstvé ze zahrady. Ingredience 10 středně velkých žampionů o
Ztrapnila mě, tím jsme skončily
skutecnepribehy.cz
Ztrapnila mě, tím jsme skončily
Když se probírám starými vzpomínkami, vždy se mi sevře srdce nad svatební fotografií. Právě na této fotce jsme s Marií byly ještě jako dvě sestry. Seděly jsme spolu od první třídy a hned se z nás staly nejlepší kamarádky. Když se Marie poprvé zamilovala, prožívala jsem to s ní, jako bych vzplála sama. Protože měla přísné rodiče, kteří ji
Setkání se šumavskými bylinkami může uzdravovat
epochanacestach.cz
Setkání se šumavskými bylinkami může uzdravovat
Šumavské bylinné lázně v Kašperských Horách jsou vzácné. Tradice zdejšího léčitelství se tu pojí s moderním pojetím wellness. A u toho nesmíte chybět. Jsou naprosto výjimečné a přitom vlastně totálně obyčejné. Na nic speciálního si nehrají a právě proto lidi okouzlují. Bylinné lázně leží přímo v historickém centru městečka nedaleko řeky Otavy, pod dohledem majestátního hradu Kašperk. Jejich jedinečnost spočívá v tom, že využívají
Očkování: Dlouhá cesta ke zdraví
epochaplus.cz
Očkování: Dlouhá cesta ke zdraví
Dopis s popisem nového způsobu léčby skončí v koši. Britská Královská společnost novou metodu nazvanou vakcinace neuzná vůbec za hodnou publikace. Odmítači očkování se tak vyskytují už v okamžiku jeho objevení. Přesto věda a zdravý rozum nakonec zvítězí, i když si objevitel musí publikaci zaplatit z vlastní kapsy. Zatímco v Evropě v hlubokém dávnověku naši předci teprve objevují, že by
Občas mě někdo pozná, říká Pavel Mang v Hovorech W
panidomu.cz
Občas mě někdo pozná, říká Pavel Mang v Hovorech W
„Lidé mě dodnes poznávají a musím říct, že to je příjemné“, říká Pavel Mang. „On se ten malý Vašek Karas divákům zkrátka vryl do paměti, zvláště když se tenhle opravdu kultovní seriál čas od času v televizi opakuje. Přinesl mi samozřejmě kousek slávy, ale na tu jsem po určitých životních zkušenostech hodně opatrný.“ Pavel Mang, který
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
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