Nobelovy ceny jsou rozdány. V čem spočívá přínos letošních oceněných objevů? Přinášíme jejich reflexi včetně názorů a postřehů našich předních vědců, kteří se v oborech vyznají či dokonce s laureáty osobně spolupracovali.
Všechny letošní vědecké Nobelovy ceny se staly oceněním kolektivu tří vědců, což je při současném nastavení vědy, jež je týmovou prací, pochopitelné. Zároveň to však činí toto prestižní vědecké ocenění stále méně přehledné a pochopitelné. Jména nobelistů málokdy utkví v paměti nejen běžné veřejnosti, ale někdy i té vědecké. Věříme však, že pohledy českých vědců vám pomohou pochopit význam letošních cen za fyziologii a lékařství, fyziku, chemii a ekonomii.
Regulační T buňky: klíč k rovnováze imunitního systému
Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství 2025 získala trojice vědců a vědkyň: Mary E. Brunkow (Institute for Systems Biology, Seattle, USA), Fred Ramsdell (Sonoma Biotherapeutics, San Francisco, USA) a Shimon Sakaguchi (Osaka University, Osaka, Japan) za jejich objevy týkající se periferní imunitní tolerance, která zabraňuje imunitnímu systému poškozovat vlastní tělo.
Za nalezením regulačních T buněk (tzv. Tregy) stojí ne zrovna krátký příběh. Začíná roku 1995, kdy Sakaguchi popsal neznámou třídu imunitních buněk, které chrání tělo před autoimunitními onemocněními. Ukázal, že imunitní systém je složitější, než se očekávalo a všechny potenciálně škodlivé buňky nejsou eliminovány jen v brzlíku procesem zvaným centrální tolerance. Brunkow a Ramsdell do příběhu vstupují roku 2001, kdy objevili mutaci genu Foxp3, díky které byly myši obzvláště náchylné k autoimunitním onemocněním. Také ukázali, že mutace v lidském ekvivalentu tohoto genu způsobují závažné autoimunitní onemocnění, IPEX, které je vázáno na chromozom X a má nespočet příznaků. Příběh končí o dva roky později, když Sakaguchi klíčové objevy propojil. Prokázal, že gen Foxp3 řídí vývoj buněk, které identifikoval v roce 1995. Tyto buňky, nyní známé jako regulační T buňky, monitorují ostatní imunitní buňky a zajišťují, že náš imunitní systém toleruje naše vlastní tkáně.
Filosof vědy Martin Zach, působící na Filosofickém ústavu AV ČR, který se specificky zaměřuje na koncepční otázky v imunologii, vzpomíná, když v roce 2024 v rámci jeho GA ČR projektu S. Sakaguchi přijel do Prahy. „Jak Shimon Sakaguchi tak Noriko Sakaguchi, Shimonova manželka a zejména také úspěšná imunoložka, byli velice přátelští, milí a skromní. Byla opravdu radost s nimi trávit čas a diskutovat nejen o vědě a filosofii, ale také o Japonsku a dalších věcech. Mám také radost, že si studenti a studentky pochvalovali přímo pro ně vyhrazenou možnost s ním interagovat.“
Laureáti identifikovali „bezpečnostní strážce“ imunitního systému, regulační T buňky, a tím položili základy nového vědeckého oboru a podnítily vývoj lékařských terapií pro léčbu rakoviny a autoimunitních onemocnění. To může například vést i k úspěšnějším transplantacím. Několik z těchto terapií v současné době prochází klinickými zkouškami.
Martin Zach k uplatnění T buněk dodává: „Potenciál jejich využití je skutečně velice široký, neboť pokrývá oblasti od alergií a autoimunitních chorob až po nádorová onemocnění. Zejména u alergií a autoimunitních poruch se uvažuje o způsobech, jak zlepšit či podpořit činnost Tregů, aby se utlumila nežádoucí imunitní odpověď; u nádorových onemocnění jde pak naopak o to, jak snížit činnost Tregů, neboť tím, že Tregy tlumí imunitní odpověď, vlastně blokují protinádorovou imunitní aktivitu.“
Brána do kvantového světa otevřená v laboratoři
John Clarke z University of California, Michel H. Devoret z Yale University / University of California a John M. Martinis z University of California tvoří trojici vědců z USA, kteří získali letošní Nobelovu cenu za fyziku. Oceněným objevem je pozorování makroskopického kvantového tunelování v elektrickém obvodu. Jejich experimenty umožnily využití kvantové fyziky v praxi.
Sérii experimentů se supravodivými materiály, které dokážou vést elektrický proud bez odporu, provedli J. Clarke, M. H. Devoret a J. M. Martinis už v letech 1984 a 1985. Používali při nich obvodů s tzv. Josephsonovým přechodem, kde jsou supravodivé komponenty odděleny tenkou vrstvou nevodivého materiálu. Díky precizní a vytrvalé práci laureáti dokázali kontrolovat a zkoumat jevy, které nastávaly při průchodu elektrického proudu. Hlavním vyústěním je, že nabité částice pohybující se supravodičem společně utvořily systém, který se choval, jako by šlo o jedinou kvantovou částici. Vznikl tak makroskopický kvantový systém, který byl dostatečně velký, aby se vešel do ruky. Otázka velikosti systému, který se bude stále řídit zákony kvantové mechaniky, je z pohledu moderní fyziky zásadní.
Objev nobelistů nám více objasnil Vít Svoboda, fyzikální chemik z VŠCHT Praha, který dlouhodobě působí v mezinárodním prostředí. „Kvantové tunelování je jev, kdy se systém dostane za energetickou bariéru bez toho, aby měl dostatek energie k jejímu překonání. To si můžeme představit tak, že se chceme dostat na druhou stranu místnosti, ale v cestě nám stojí stěna. V principu ji můžeme přelézt, a tak se dostat na druhou stranu, ale na to nemáme dost energie. Proto se rozhodneme ji protunelovat tak, že nalezneme skryté dveře. Tento pohled je čistě makroskopický. V kvantové říši se dostaneme na druhou stranu pomocí tunelování, i když v oné stěně žádné dveře nejsou. Tyto jevy hrají zásadní roli v mnoha procesech. Objev letošních nobelistů umožnil nástup kvantových počítačů tak, jak je známe. Ještě praktičnější je pak MRI lékařská diagnostika.”
Tranzistory v počítačových mikročipech jsou jedním z příkladů kvantové technologie, se kterými se setkáváme každý den. Letošní Nobelova cena za fyziku poodhalila možné nové cesty pro vývoj příští generace kvantové technologie, včetně kvantové kryptografie, kvantových počítačů a kvantových senzorů.
„Je úžasné, že můžeme oslavit způsob, jakým staletí stará kvantová mechanika neustále nabízí nová překvapení. Je také nesmírně užitečná, protože kvantová mechanika je základem veškeré digitální technologie,“ říká Olle Eriksson, předseda Nobelova výboru pro fyziku.
Materiály s obrovským povrchem a nekonečnými možnostmi
Nobelova cena 2025 za chemii byla udělena další trojici vědců: Susumu Kitagawa (Kyoto University, Japan), Richard Robson (University of Melbourne, Australia) a Omar M. Yaghi (University of California, Berkeley, USA). Laureáti vyvinuli nový druh molekulární architektury, zvané „kovo-organické sítě“ (metal-organic frameworks – MOFy).
Jejich příběh začíná už roku 1989, kdy Robson novým způsobem testoval využití inherentních vlastností atomů. Vytvořil strukturu, ve které ionty kovů fungují jako základní kameny a ty jsou propojeny dlouhými organickými molekulami. Ionty kovů a molekuly se dohromady uspořádaly a vytvořily krystaly, které obsahují velké dutiny. Robson si okamžitě uvědomil potenciál své molekulární konstrukce, ale ta ještě nebyla stabilní a snadno se rozpadala. Nicméně, S. Kitagawa a O. Yaghi poskytli tomuto stavebnímu postupu pevné základy. Mezi lety 1992 a 2003 učinili, každý zvlášť, řadu revolučních objevů. Kitagawa ukázal, že plyny mohou proudit do konstruikce i ven a předpověděl, že určitými modifikacemi můžou vyrobit MOFy s flexibilními vlastnostmi. Yaghi zase vytvořil velmi stabilní MOFy a ukázal, že je lze modifikovat pomocí racionálního designu, čímž získává nové a žádoucí vlastnosti.
Letošní oceněný objev za chemii nám více přiblížil chemik Tomáš Slanina, vedoucí skupiny Redoxní fotochemie na ÚOCHB AV ČR: „Tato cena je sdílena třemi vědci, kteří vyvinuli zcela nový typ materiálů: nekonečné 3D sítě. Ty obsahují atomy kovů jako uzly, které jsou spojeny organickými molekulami do polymerní sítě, která obsahuje velké množství dutin, a má tak obrovský povrch. Velikost a tvar těchto dutin se dá velmi přesně kontrolovat díky typu použitého kovu a tvaru organických ligandů. Lze tak vytvořit měkké porézní krystaly, které mohou i po odstranění rozpouštědla zachovat svůj tvar a uschovat do své struktury malé molekuly, například různé plyny.“
Jeho kolega, Jiří Kaleta, vedoucí výzkumné skupiny Molekulární stroje ze stejného ústavu, dodává: „Fakt, že u MOFů můžeme cíleně navrhovat velikost pórů, nám umožňuje například oddělovat látky podle jejich velikosti – do pórů se totiž vejdou jen některé molekuly, jiné nikoli. V pórech mohou probíhat chemické reakce na velmi malém prostoru, nebo v nich mohou růst buňky.“ Teprve dnes si začínáme naplno uvědomovat, jak široké možnosti MOFy nabízejí. „Výzkum těchto materiálů je specifický – jejich využití není po technické stránce triviální a zasahuje do mnoha různých oblastí. Díky jejich univerzálnosti často zjišťujeme, že je používají i kolegové v oborech chemie či biologie, kde bychom to vůbec nečekali. V oblasti MOF chemie navíc každý den vychází řada nových publikací, které ukazují, jak rozmanité využití tyto materiály mají – a na mezinárodní scéně jde o velmi rozšířený systém,“ uzavírá Kaleta.
Když staré ustupuje novému – ekonomie inovací a růstu
Cena Švédské národní banky za ekonomické vědy na památku Alfreda Nobela za rok 2025 byla z poloviny udělena Joelu Mokyrovi (Northwestern University, Evanston, IL, USA) za identifikaci předpokladů pro udržitelný růst prostřednictvím technologického pokroku, přičemž druhá polovina je udělena společně Philippu Aghionovi (Collège de France a INSEAD, Paříž, Francie; The London School of Economics and Political Science, Spojené království) a Peteru Howittovi (Brown University, Providence, RI, USA) za teorii udržitelného růstu prostřednictvím kreativní destrukce.
Svůj názor na oceněné laureáty nám poskytl ekonom Marek Hudík z Vysoké školy ekonomické v Praze a Centra pro teoretická studia na UK: „Je to skvělá volba. Jde o velká jména, která se zabývají ekonomickým rozvojem. Mokyr je přední ekonomický historik, který napsal řadu studií o průmyslové revoluci. Aghion a Howitt rozpracovali modely růstu a obohatili je o podnikání a inovace. Nicméně, i když se jména letošních laureátů často objevovala na seznamech horkých kandidátů, nečekal jsem, že Nobelova cena bude i letos udělena za téma blízké loňskému, tedy za dlouhodobý ekonomický růst.“
Během posledních dvou století svět poprvé v historii zažil udržitelný ekonomický růst. Základem jsou technologie, které se rychle vyvíjejí a ovlivňují vše kolem nás, přičemž nové produkty a výrobní metody nahrazují staré v nekonečném cyklu. To však nebylo vždy pravidlem. Právě naopak – po většinu lidské historie byla normou stagnace. Navzdory občasným důležitým objevům, které někdy vedly ke zlepšení životních podmínek a vyšším příjmům, se růst vždy nakonec zastavil.
Joel Mokyr použil mimo jiné historické zdroje k odhalení příčin toho, proč se udržitelný růst stal novou normou. Prokázal, že pokud mají po sobě inovace následovat v sebegenerujícím procesu, musíme nejen vědět, že něco funguje, ale také musíme mít vědecké vysvětlení proč. To druhé často chybělo před průmyslovou revolucí, což ztěžovalo stavění na nových objevech a vynálezech. Zdůraznil také význam toho, aby společnost byla otevřená novým myšlenkám a umožňovala změny.
Philippe Aghion a Peter Howitt rovněž studovali mechanismy za udržitelným růstem. V článku z roku 1992 vytvořili matematický model pro to, co se nazývá kreativní destrukce: když na trh vstoupí nový a lepší produkt, společnosti prodávající starší produkty ztrácejí. Inovace představuje něco nového, a je proto kreativní. Je však také destruktivní, protože společnost, jejíž technologie je zastaralá, je vyřazena z konkurence.
Laureáti různými způsoby ukazují, jak kreativní destrukce vytváří konflikty, které je třeba konstruktivně řídit. Jinak budou inovace zablokovány zavedenými společnostmi a zájmovými skupinami, které riskují, že budou znevýhodněny.
Nobelova cena s sebou nese i několik českých stop. Nejen, že je Philipp Aghion již řadu let členem výkonné a dozorčí rady společného pracoviště Univerzity Karlovy a Akademie věd ČR CERGE-EI, ale oba ocenění nobelisté také navázali na práci Josepha Schumpetera, rakouského ekonoma a sociologa narozeného v Třešti: „Schumpeterova myšlenka tvořivé destrukce vysvětluje, jak inovace neustále nahrazují staré technologie a struktury, a tím vytvářejí prostor pro nový růst. Jejich model endogenního růstu formalizoval tento mechanismus a ukázal, jak inovace zajišťují dlouhodobou prosperitu,“ říká Michal Kejak ze stejné instituce.
- Autor článku: ano
- Zdroj: VědaVýzkum.cz
