Časopis Science zveřejnil desítku vědeckých objevů roku 2024, které nás významně posouvají vpřed. Mezi ně řadí například injekci chránící před HIV, na níž se podílel i Čech Tomáš Cihlář, RNA pesticidy nebo objev nového typu magnetismu, za kterým stojí mezinárodní tým pod vedením dalšího Čecha – Tomáše Jungwirtha z Fyzikálního ústavu AV ČR.
1. Preventivní injekce chrání před HIV
Virem HIV se každý rok nakazí přes 1 milion lidí. Průlom v prevenci a léčbě AIDS by mohl přinést lenacapavir, preventivně a injekčně podávané léčivo, které dokáže ochránit po dobu 6 měsíců od podání před nakažením virem HIV. Na objevu lenacapaviru se podílel český virolog Tomáš Cihlář, který pochází z laboratoře Antonína Holého a nyní působí v americké firmě Gilead Sciences. Studie účinnosti, které proběhly v minulém roce, ukázaly, že jedna dávka léčiva může zabránit přenosu viru s téměř 100% jistotou. V rámci první studie na afrických ženách a dívkách se nenakazila žádná z 5000 účastnic. Ve druhé studii napříč kontinenty se HIV nakazily 2 osoby z 2000.
Lenacapavir je unikátní nejen díky své spolehlivosti, ale také mechanizmu účinku, protože cílí na kapsidový protein viru. Zda ale přispěje k ukončení celosvětové epidemie HIV bude záviset také na jeho dostupnosti, ceně a logistickém zajištění distribuce v rozvojových zemích. Schválení léčiva se dočkáme nejdříve v polovině roku 2025.
2. Jak využít imunitní buňky při léčbě autoimunitních onemocnění?
Autoimunitní onemocnění jako je lupus, sklerodermie nebo roztroušená skleróza vznikají, když imunitní systém napadá vlastní tkáně. Současná imunosupresivní léčba často nebrání postupu nemoci a má závažné vedlejší účinky. Terapie CAR-T, původně vyvinutá pro léčbu krevních nádorů, upravuje T-buňky pacientů tak, aby cílily na B-buňky, které produkují škodlivé autoprotilátky. Letos se objevily povzbudivé výsledky u více než 30 pacientů s různými autoimunitními chorobami, včetně remise u pacientů s lupusem. Výzkumy také odhalily, že CAR-T dokáže eliminovat B-buňky v tkáních, kam jiné terapie nedosáhnou. I přes slibné výsledky je však potřeba dalšího zkoumání, zejména ohledně dlouhodobé účinnosti a rizika vedlejších účinků.
3. Dalekohled Jamese Webba zkoumá počátky vesmíru
Od spuštění teleskopu Jamese Webba v roce 2022 objevil tento přístroj více jasných galaxií z raných dob vesmíru, než teoretici předpokládali. Pozorování naznačují, že galaxie buď obsahovaly hvězdy mnohonásobně hmotnější než Slunce, což by vysvětlovalo jejich jasnost, nebo byly zářivé díky aktivním černým dírám, které pohlcovaly mezihvězdný materiál. Spektroskopické analýzy odhalily obrovská množství plynu, prachu a těžkých prvků, což naznačuje, že obří hvězdy a jejich exploze hrály významnou roli při formování raného vesmíru. Zároveň však přetrvávají otázky, jak mohly vzniknout masivní černé díry tak rychle.
4. RNA pesticidy na scéně
Insekticidy mohou kromě škůdce, na kterého cílí, zasáhnout také ostatní druhy. Calantha je prvním insekticidem schváleným americkou Agenturou pro ochranu životního prostředí (EPA), který využívá mechanismus RNA intereference (RNAi) a blokuje klíčové geny hmyzu, což vede k jeho úhynu. Cílem přípravku Calantha je mandelinka bramborová, která celosvětově způsobuje ztráty na úrodě za půl miliardy dolarů ročně a vyvinula si odolnost vůči existujícím chemikáliím. Když larvy žerou listy postříkané tímto přípravkem, RNA blokuje expresi klíčového proteinu a během několika dní larvy uhynou. Otázkou ovšem zůstává, jak dlouho bude trvat, než přírodní výběr překoná i RNA insekticidy.
5. Objev organely přináší nový pohled na evoluci
Některé bakterie dokážou fixovat dusík, ale až do letošního roku nebyl znám žádný eukaryotický organismus, který by byl schopen přeměňovat dusík z atmosféry na amoniak, který rostliny využívají k tvorbě bílkovin a dalších nezbytných molekul, a který se používá jako hnojivo v zemědělství. To se změnilo objevem „nitroplastů,“ unikátních struktur pro fixaci dusíku v buňkách mořských řas. Nitroplasty vznikly před 100 miliony let endosymbiózou mezi mořskými řasami a dusík fixujícími sinicemi, které postupně ztratily autonomii. Využití těchto poznatků v zemědělství však nebude snadné. Vodítko k tomu, jak zajistit více plodinám vlastní zdroj dusíku, by mohl přinést další letošní objev: rozsivka, která hostí bakterie fixující dusík, jež jsou vzdáleně příbuzné těm, které jsou aktivní na kořenech bobovitých rostlin. Porozumění tomu, jak toto partnerství funguje, by mohlo ukázat cestu k integraci nitroplastů do zemědělských plodin.
6. Nový typ magnetismu
Po téměř století znali vědci jen dva typy trvale magnetických materiálů – feromagnety a antiferomagnety – nyní však objevili třetí, tzv. altermagnety. U feromagnetů, jako je železo, rotují nespárované elektrony sousedních atomů stejným směrem, což vytváří magnetismus a umožňuje například přilnutí k lednici. Antiferomagnety, jako chrom, mají celkový magnetismus nulový, ale na atomární úrovni obsahují magnetický vzor, kde sousední elektrony rotují opačným směrem. Altermagnety, jejichž existence byla předpověděna v pět let starých hypotézách, kombinují vlastnosti obou typů. Elektrony v sousedství rotují opačnými směry, což zajišťuje nulový čistý magnetismus, ale zároveň mají materiály na hlubší úrovni podobnosti s feromagnety. Altermagnety by mohly najít využití v ultrarychlých magnetických spínačích pro elektroniku.
Vedoucím mezinárodního týmu vědců, kteří za obejvem altermagnetismu stojí, je Tomáš Jungwirth, se kterým jsme si o jeho výzkumu povídali v rozhovoru.
7. Mnohobuněčnost je starší, než jsme si mysleli
Mikroskopické fosilie z Číny, které jsou staré 1,6 miliardy let, ukazují, že mnohobuněčnost vznikla mnohem dříve, než jsme předpokládali. Vědci se domnívali, že eukaryota existovala po miliardu let v podobě jednobuněčných organismů, než před 550 miliony let začala tvořit první řetězce buněk.
Fosilie zelené řasy Qingshania magnifica, řetězce až 20 válcovitých buněk s přilehlými stěnami a možnými reprodukčními strukturami, však naznačují, že jednoduché mnohobuněčné eukaryotické organismy existovaly už o miliardu let dříve. Podobná fosilie byla nalezena již před desítkami let v čínské formaci Čchuan-ling-kou, jejíž vrstvy jsou staré 1,6 miliardy let. Objevitelé ji pojmenovali Qingshania magnifica, ale publikace v méně známém časopise tehdy nevzbudila širší zájem. Čínští paleobiologové se na místo vrátili v roce 2015 a během několika let odkryli a důkladně analyzovali dalších 278 exemplářů Q. magnifica. Spolu s podobnými objevy v Indii, Kanadě a Austrálii tyto nálezy ukazují, že eukaryota brzy učinila krok k mnohobuněčnosti, ale její cesta ke složitému životu, jaký známe dnes, byla mnohem delší.
8. Jak se formují kontinenty?
Formování kontinentů deskovou tektonikou je pomalý, ale intenzivní proces, který neovlivňuje jen místní zóny trhlin, ale také tvar celých kontinentů. Nový výzkum ukázal, že tření mezi stoupajícím pláštěm a chladnými deskami vytváří konvekční víry, které se šíří podél kontinentů a způsobují dalekosáhlé změny, jako je vznik náhorních plošin, například Brazilské vysočiny nebo Západních Ghátů. Tyto vlny odstraňují těžší horniny a nechávají lehčí, které se zvedají o 1–2 kilometry. Mohou také přinášet diamanty na povrch, zvyšovat erozi, způsobovat vymření druhů a vyvolávat zemětřesení v místech, která byla dříve považována za klidná, což naznačuje mnohem dynamičtější interakci mezi kontinenty a pláštěm.
9. Úspěšné přistání Starship
Největší a nejvýkonnější raketa světa Starship letos čtyřikrát vzlétla. Klíčovým momentem bylo říjnové přistání jejího boosteru, který, zatímco padal zpět na Zem rychleji než rychlost zvuku, znovu zapálil část svých motorů, čímž zpomalil téměř k vznášení a byl zachycen klešťovými rameny na věži, ze které vzlétl pouhých sedm minut předtím. Tento technický průlom ohlašuje éru cenově dostupných raket, jež mohou výrazně snížit náklady na vědecké mise ve vesmíru. Plně znovupoužitelný Starship by mohl snížit náklady na dopravu na oběžnou dráhu o řád, což by urychlilo vývoj vědeckých projektů a umožnilo častější starty. Muskova technologie by mohla nahradit drahé systémy NASA, jako je Space Launch System, a otevřít cestu k rychlejším a dostupnějším vesmírným misím.
10. Starověká DNA odhaluje rodinné vazby
DNA ze starověkých kostí a zubů odhaluje nejen dávné migrace a vývoj nemocí, ale i rodinné vazby. Díky novým technikám a databázím tisíců genomů vědci rekonstruují rodokmeny až osm generací zpět. Studie ukázaly například příbuzné pohřbené 1500 kilometrů od sebe před 5000 lety či matrilineární systém keltských náčelníků v jižním Německu před 2500 lety. Kombinace genetických a archeologických dat odhaluje vazby, které archeologie sama odhalit nemůže, a přibližuje nám život a společenské struktury lidí v hluboké minulosti.
Zdroj: Science
- Autor článku: ano
- Zdroj: VědaVýzkum.cz
