Témata
Reklama

TRENDY 21. STOLETÍ: Jak poznat tajemství informací

Příroda před námi dosud skrývá mnohá tajemství, protože jí nerozumíme. Nabízí nám sice hodně informací, ale my si s nimi většinou nevíme rady. Je jich tolik, že kdyby nepřišly na pomoc softwarové projekty, jejich zpracování by bylo nad lidské síly. To je začátek dlouhé cesty za poznáním. V jejím cíli budou nové léky, nové materiály, nové technologie, nová kvalita života.

Tento článek je součástí seriálu:
Atraktivní projekty
Díly
Karel Sedláček

Celý život se věnuje popularizaci vědy a techniky. Promoval na Fakultě sociálních věd UK v Praze. 
V letech 1960 až 1968 pracoval v plzeňském rozhlasovém studiu, potom až dokonce roku 1989 byl nejprve redaktorem pro vědu a techniku a později zástupcem šéfredaktora deníku Svobodné slovo. Po krátkém působení jako šéfredaktor nakladatelství Melantrich byl redaktorem a hlasatelem Rádia Svobodná Evropa až do ukončení vysílání české redakce v roce 2002. Externě spolupracoval s celou řadou českých a slovenských odborných časopisů a s Českým rozhlasem.  
Vědeckotechnická témata popularizoval v knihách Laser v mnoha podobách (Praha, 1982), Pod šifrou 2001 (Praha 1984), Atom skrývá naději (Praha 1987 - spolu s Janem Tůmou). Historii unikátní rozhlasové stanice shrnul v knize Volá Svobodná Evropa (Praha 1993). Vzpomínky na konec komunistického režimu ve Svobodném slově a vydavatelství Melantrich obsahuje publikace Balkon, fenomén listopadu 1989 ( Praha 2010 - spoluautor Milan Nevole). Události okupace Československa v srpnu 1968 přibližuje publikace Vzpomínky na Plzeň – Čas lámání chleba a charakterů (Praha 2011). V roce 2018 vydal soubor cestopisných reportáží a fejetonů Toulky s Karlem Amerikou.

Základem celého procesu je bioinformatika, která v klasickém pojetí představuje aplikaci matematických nástrojů na analýzu genomů. [Encyklopedie: Genom je veškerá genetická informace uložená v DNA (u některých virů v RNA) konkrétního organismu. Zahrnuje všechny geny]. V současném pojetí je však bioinformatika podstatně širší. Dala by se charakterizovat jako disciplína, která se zabývá zacházením s informacemi, jež jsou biologicky relevantní. Jsou to například informace o bílkovinách získané pomocí spektroskopií a dalších analytických a biochemických metod.

Reklama
Reklama
Bioinformatika se zabývá zacházením s informacemi, jež jsou biologicky relevantní.

Topíme se v informacích

Life Science Symposium

Vývoj nových léků

Atraktivní perspektivu má bioinformatika při vývoji nových léků. "V našem projektu se zabýváme vyhledáváním biologicky významných motivů v molekulách léků," řekla nám Mgr. Radka Svobodová Vařeková z ANF DATA Brno, která informovala o možnostech bioinformatiky ve farmakologii. "To je důležité v oblasti farmacie při návrzích léků. Laicky řečeno - hledáme molekuly, které mohou mít na organismus vliv, který požadujeme. Nalezené molekuly je také možno chemicky modifikovat a tím zesílit jejich účinky. Kromě toho se nabízí využití v oblasti biochemie - při studiu působení léků.

Například takto vypadá vizualizace výsledků jednoho z výzkumů. Obrázky nám poskytla Mgr. Radka Svobodová Vařeková

Když víme, že molekula léku obsahuje nějaký biologicky významný motiv, můžeme její působení v organismu vysvětlit podobně jako působení tohoto motivu. Informace o biologické funkci těchto motivů jsou většinou známy a dobře prostudovány. Vyhledáváme ELM motivy (eucaryotic linear motifs) nacházející se v molekulách bílkovin. Jedná se o malé úseky molekuly bílkoviny, které jsou však důležité tím, že právě v nich se odehrávají reakce s dalšími chemickými látkami. Tyto úseky jsou tedy nositeli biologické funkce dané bílkoviny. Využíváme databázi léků DTP NCI, která obsahuje asi 250 000 organických molekul, které byly farmaceuticky testovány, ať už úspěšně, nebo neúspěšně."Takové množství informací se nedá zpracovat jinak než pomocí odpovídajícího hardwaru a softwaru. Proto se této tematice už řadu let věnuje Siemens Rakousko ve své divizi PSE, která v České republice spolupracuje se svojí dceřinou společností ANF Data.Siemens Rakousko také podporuje bioinformatické programy na řadě evropských univerzit. Mezi nejatraktivnější projekty patří výzkum fyziologie rakovinových buněk. Software modeluje a simuluje virtuální nádorové buňky, aby se na nich mohly studovat účinky chemoterapeutických postupů.

Další lákavé možnosti

Příroda jako inspirace

Příroda lidi inspirovala od nepaměti. Vnímavý člověk se od pradávna pozorně rozhlížel kolem sebe a zkoumal a napodoboval. A tak vlastně vznikla bionika. Dnes patří tento hraniční obor, systematicky zaměřený na uplatňování poznatků ze studia živých organismů a jejich struktur při vývoji nových technologií, k velmi perspektivním.

První postřehy: netopýr a leknín

U kolébky této vědní disciplíny nestál nikdo menší než Leonardo da Vinci a jeho létající stroj inspirovaný netopýrem. Významný byl i rok 1850, kdy se začal stavět Křišťálový palác v Londýně, jehož autor sir Joseph Paxton se nechal okouzlit obrovským leknínem - viktorií královskou. Žebrovitá struktura jeho listů dlouhých přes dva metry mu dodává vysokou nosnost a odolnost. Tak se zrodila nová metoda výstavby pomocí montážních panelů.Krátce po 1. světové válce přišel R. H. Francé se svými pracemi "Technické výkony rostlin" a "Rostlina jako vynálezce". Pro svůj "nový vědní obor" zvolil název "biotechnika", ale upadl v zapomnění. Myšlenky se chytil G. Lilienthal a v roce 1925 uveřejnil práci "Biotechnika létání".Ovšem o cílevědomém základu tohoto interdisciplinárního vědního oboru můžeme hovořit až na přelomu 50. a 60. let minulého století.

Jeho vznik umožnil mohutný rozvoj biologie podporovaný prudkým rozvojem techniky po druhé světové válce.Tehdy se zrodilo pojmenování bionics čili bionika.V její historii si zajistil významné místo především Max O. Kramer Zjistil, že kůže delfína se vyznačuje zvláštní strukturou, která pohlcuje část energie turbulentního proudění a při plavání tak výrazně snižuje odpor vody proudící v protisměru. Byla to doslova senzace, když v roce 1956 začal Kramer s pokusy. Ponorku potáhl speciálními povlaky a výsledky byly překvapivé - třecí odpor se snížil až o polovinu. Jak připomínají historici i bionici, jeho práce byla významná především tím, že usiloval o aplikaci principu z přírody, a nikoliv o vytvoření přesné kopie kůže delfína. Kramer věděl, že nemůže kůži delfína vyrobit, ale že může využít principu, který příroda nabízí. V roce 1960 se konalo první mezinárodní bionické sympozium, jehož se zúčastnilo více než 700 delegátů a na němž se oficiálně zrodila bionika. Její význam každoročně vzrůstá a stále více se uplatňuje v technické praxi.

Havýš obývá korálové ostrovy a má vynikající aerodynamický tvar.

Mercedes-Benz bionic car

Na začátku musel být vytvořen speciální tým. Skládal se z biologů, expertů v bionice a automobilových konstruktérů a designérů. Potom se vydal na mimořádnou expedici do světa zvířat, přesněji do moře. A tam čekalo překvapení. Ukázalo se, že nikoliv rychlí štíhlí plavci jako žralok nebo delfín odpovídají ideálním představám automobilových vývojářů, nýbrž obyvatel moří, který je na první pohled málo oslňující. Nazývá se havýš.Tyto ryby obývají korálové ostrovy, laguny a oblasti mořských řas v tropickém moři, kde v mnoha ohledech existují podobné podmínky jako v automobilovém provozu ve městě. Ryba musí být výkonná a přitom musí vydávat co nejméně energie, musí odolávat vysokému tlaku a chránit své tělo při možné kolizi, takže musí mít tuhou kůži. Při hledání potravy se musí pohybovat v úzkém prostoru, což předpokládá dobré manévrovací schopnosti.Přes svůj poněkud hranatý zevnějšek je havýš šikovným plavcem a vyznačuje se vynikajícími vlastnostmi.

Model bionického auta mercedes-Benz

Může sloužit jako doklad geniality přírody - nic nepřebývá, vše má svůj smysl a účel. Například povrch kůže se skládá z většího počtu kostních destiček, které spolu tak srostly, že vytvořily doslova jakýsi pancíř. Taková struktura propůjčuje trupu ryby vysokou tuhost a chrání ji před zraněními. Podél horní a dolní části trupu se nevytvářejí žádné vodní víry, ryba je v každé situaci stabilizovaná, a proto se drží svého kurzu i při turbulentním proudění. Stačí jí jen málo pohybovat ploutvemi a tak šetřit síly.Když rybu přeneseme do designérské laboratoře, vytváří ideální předobraz pro tuhost a aerodynamiku auta. K tomu přistupuje její anatomie odpovídající průřezu karoserie osobního vozu. Proto se havýš stal jedinečným modelem pro vývoj ojedinělého automobilu.Inženýři ve středisku Mercedes-Benz Technology Center a ve výzkumném středisku DaimlerChrysler se jako prvnímu úkolu věnovali aerodynamice. Ve vzduchových a vodních testovacích kanálech zkoumali, jak přenést rozhodující vlastnosti ze živého předobrazu na model vozu. Výsledek je pozoruhodný. Havýš má téměř tak dobré aerodynamické výsledky jako tvar kapky vody, jež podle odborníků platí za aerodynamický ideál. Připomeňme z hodin fyziky, že Cx je součinitel odporu vzduchu a rychlosti, který se mění podle tvaru tělesa. Pro kapku vody činí jen 0,04. A tvar havýše vykazoval hodnotu blížící se zmíněnému ideálu, totiž 0,06. Aby se využil tento aerodynamický potenciál, vyvinuli experti podle havýše model auta v měřítku 1 : 4. Odpor vzduchu modelu dosahuje 0,095. To je o 65 procent méně, než kolik vykazují kompaktní osobní automobily.

Karel Sedláček

pressin@iol.cz

Reklama
Vydání #6
Kód článku: 60608
Datum: 14. 06. 2006
Rubrika: Servis / Zajímavosti
Seriál
Firmy
Související články
Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 7. díl: Bezpečnost trakčních baterií

V tomto díle se zaměříme na další problematickou stránku elektromobilů, na jejich bezpečnost. Oč nám půjde především, jsou rizika spojená s možným vzplanutím trakční baterie. Jak totiž v rozhovoru pro KdeNabíjet.cz uvedl plk. Mgr. Rudolf Kramář, mluvčí Hasičského záchranného sboru ČR, pokud požár elektromobilu nezasáhne trakční baterii, pak neexistuje významnější rozdíl mezi požárem bateriového elektrického vozidla a toho s klasickým spalovacím motorem. Jakmile však baterie vzplane, ať už jsou toho příčiny vnější anebo vnitřní, vyžaduje si uhašení elektromobilu rozdílné, a nutno říct, že komplikovanější a nákladnější hasičské techniky a další navazující postupy.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

Související články
Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Made in Česko - Vodu nejen pro poušť

S.A.W.E.R. To je název vskutku geniálního zařízení na hranici skutečnosti a sci-fi, které bude ve velmi suchých oblastech generovat ze vzduchu vodu a posléze kultivovat místní půdu v úrodnou zemi. Zařízení již existuje a veřejnosti bude představeno na výstavě Expo 2020 v Dubaji. A stejně jako další neuvěřitelné patenty, které vám představujeme v tomto seriálu, i S.A.W.E.R. je výhradně dílem českých hlav a českých rukou.

Vyvíjí se nový solný reaktor

Ruští vědci zahajují přípravu koncepce reaktoru chlazeného tekutými solemi, který je považován za nezbytnou součást budoucnosti jaderné energetiky. Tento reaktor je totiž schopen spalovat nejrizikovější radioaktivní odpady pocházející nejen z jaderné energetiky. Dále se připravuje tendr na výstavbu reaktoru BREST-300, který také přispěje k řešení problému použitého jaderného paliva.

Jízdní kola z vesmírného inkubátoru

V České republice existuje celá řada firem, které se svými produkty prosadily po celém světě. Často nejsou ani tak známé doma jako spíš za hranicemi naší země, kde v ojedinělých případech vytvořily dokonce nový segment trhu. Seriál formou stručného příběhu představuje čtenářům cestu, po které se podnikatel se svojí firmou vydal, jaké milníky jej provázely a jakých úspěchů a uznání na světovém trhu dosáhl.

Knižní tipy

Knižní tipy pro čtenáře MM Průmyslového spektra

Česká trsátka rozeznívají struny na celém světě

V České republice existuje celá řada firem, které se svými produkty prosadily po celém světě. Často nejsou ani tak známé doma, jako spíš za hranicemi naší země, kde v ojedinělých případech vytvořily dokonce nový segment trhu. Seriál formou stručného příběhu představuje čtenářům cestu, po které se podnikatel se svojí firmou vydal, jaké milníky jej provázely a jakých úspěchů a uznání na světovém trhu dosáhl.

Jaderné elektrárny ze zakonzervovaných stavenišť

S projekty výstavby jaderných elektráren, které byly na několik let, někdy i desítek let zakonzervovány, se můžeme setkat po celém světě. Některé z nich se podařilo dokončit a mohou tak plnit svou roli v nízkoemisní výrobě elektřiny.

Najít dveře do budoucnosti

Již 20. ročník Ceny Wernera von Siemense vyvrcholil 22. února slavnostním večerem v pražské Betlémské kapli. Za své práce zde převzalo ocenění celkem 25 nejlepších mladých vědců, studentů a pedagogů. Werner Siemens prý řekl: „Lepší než bušit hlavou do zdi je najít v ní očima dveře.“ Z mladých lidí, kteří převzali ocenění nesoucí jeho jméno, by měl jistě radost. Všichni totiž dokázali nejen najít dveře, ale otevřít je do budoucnosti.

Hokejové puky z Kateřinic zamířily na olympiádu

V České republice existuje celá řada firem, které se svými produkty prosadily po celém světě. Často nejsou ani tak známé doma, jako spíš za hranicemi naší země, kde v ojedinělých případech vytvořily dokonce nový segment trhu. Seriál formou stručného příběhu představuje čtenářům cestu, po které se podnikatel se svojí firmou vydal, jaké milníky jej provázely a jakých úspěchů a uznání na světovém trhu dosáhl.

Reaktor Argus-M - fénix jaderné medicíny

Díky stárnutí jaderných reaktorů, které produkují nejpoužívanější radiofarmaka, dochází k obnovení zájmu o polozapomenutý typ reaktorů, které mají palivo rozpuštěné ve vodě. Ruská korporace Rosatom vstupuje na mezinárodní trh s reaktory Argus-M.

Letem technickým světem

Každý den nás překvapuje zprávami z vědeckotechnické sféry, která je nám sice ve své podstatě blízká, ale přesto někdy v detailech vzdálená, protože stačíme sledovat pouze svůj obor. V tomto letošním seriálu stíráme hranice úzkého zaměření a zlehka se dotkneme překvapivých novinek odjinud. Kdo chce vědět víc, snadno si podrobnosti najde.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit