Pátý díl seriálu o vysoce výběrových projektech JUNIOR STAR se zaměří na další čtyři začínající vědce podpořené v letošním roce. Pětileté granty JUNIOR STAR mají za cíl díky nadstandardní podpoře až 25 milionů Kč umožnit excelentním začínajícím badatelům se vědecky osamostatnit, tedy začít se zaměřovat na vlastní výzkumné téma, a případně založit i novou vědeckou skupinu. Od příštího roku začne být řešeno šestnáct nový výzkumných projektů. Vypsání další soutěže JUNIOR STAR je plánováno na únor příštího roku.
OPTIMÁLNÍ NÁVRH V ELEKTROMAGNETISMU ZALOŽENÝ NA LOKÁLNÍ PERTUBACI PŘESNÝCH MODELŮ
doc. Ing. Miloslav Čapek, Ph.D., Fakulta elektrotechnická, České vysoké učení v Praze
„Projekt umožní navrhovat a vyrábět menší a lehčí zařízení, které budou vykazovat lepší parametry, a to za současného snížení časových i materiálových nároků.“
Podpořený projekt se zabývá hledáním optimálních tvarů elektromagnetických zařízení.
„Vše si můžeme představit na příkladu antény ukryté uvnitř každého bezdrátového zařízení, kupříkladu mobilního telefonu. Na takovou anténu klademe neustále se zvyšující množství požadavků; od její velikosti až po její účinnost. Proto je obtížné určit její vhodný tvar – možností je prakticky nekonečně. V praxi se snažíme tuto složitost snížit. Přesto přesahuje cokoliv, co umíme prozatím uchopit nebo spočítat,“ přibližuje předmět výzkumu badatel Miloslav Čapek a dodává: „Rozvoj tvarové optimalizace by pro nás byl naprosto nemyslitelný, kdybychom v předchozích letech nevyvinuli na Českém vysokém učení technickém unikátní elektromagnetické modelovací a výpočetní nástroje. Nechtěli jsme zůstat závislí na komerčních nástrojích. Tím se nám potvrdilo, že kvalitní základní výzkum může v krátké době generovat aplikovatelné výsledky,“ doplňuje vědec.
Projekt JUNIOR STAR si klade za cíl vyvinout efektivní metody tvarové optimalizace, která umožní nalézt nové a netypické tvary, které budou využity v bezdrátových, mikrovlnných a optických zařízeních. Řešitelé projektu spolupracují s nejvýznamnějšími skupinami v oboru a díky multidisciplinárnímu zaměření je možné, že dokonce vznikne také nový obor elektromagnetismu.
STRUKTURNÍ CHARAKTERIZACE INTERAKCÍ MEZI TRANSKRIPCÍ A OPRAVOU DNA
Mgr. Marek Šebesta, Ph.D., Středoevropský technologický institut Masarykovy univerzity (CEITEC)
„Cílem projektu je popsat mechanismus komunikace mezi transkripcí a opravou DNA na molekulární úrovni, přičemž jeho objasnění přispěje k vývoji léčiv, které mohou být využity pro léčbu rakoviny.“
Projekt JUNIOR STAR zkoumá vztah mezi transkripcí, tj. přepisem genetické informace z DNA do RNA pomocí enzymů (RNA polymeráza), a opravou poškozeného DNA. Pokud transkripce poškodí DNA, které předurčuje vývoj a vlastnosti celého organismu, může dojít ke zrodu mutací, jejichž důsledkem může být vznik rakoviny. Právě RNA polymeráza se podílí na opravě jednoho z nejnebezpečnějších typů poškození DNA – dvouvláknového zlomu DNA.
„Snažíme se detailně porozumět doposud málo prozkoumanému fenoménu – jak mezi sebou komunikují transkripce a opravy DNA v buňkách. Proteiny, které jsme vybrali pro výzkum, jsou zmutované u pacientů s rakovinou nebo s neurodegenerativními chorobami. Pomocí nejmodernějších elektronových mikroskopů určujeme 3D struktury těchto proteinů, a zjišťujeme tak, jaký mají mutace vliv na vznik těchto závažných onemocnění. Tyto 3D struktury mohou být následně využity při vývoji léčiv, které by se, cílením na zkoumané proteiny, mohly podílet na léčbě rakoviny,“ přibližuje výzkum vědec Marek Šebesta.
Vědec původem ze Slovenska se začal věnovat vědě již na střední škole. Proto se rozhodl středoškolákům poskytovat podobnou šanci, jako měl on. „Je skvělé, že i díky podpoře Grantové agentury České republiky můžu středoškoláky zapojit do výzkumu, a tím tak přispívat k výchově budoucí generace vědkyň a vědců,“ dodává badatel.
VLIV GLOBÁLNÍCH ZMĚN NA BIOGEOGRAFII HUB A FUNGOVÁNÍ EKOSYSTÉMŮ
Mgr. Petr Kohout, Ph.D., Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.
„Chceme zjistit, jak moc se jednotlivé druhy hub liší ve své odpovědi na klima a tím pádem, jaké skupiny hub jsou ohroženější z hlediska klimatické změny.”
Projekt JUNIOR STAR Petra Kohouta z Mikrobiologického ústavu AV ČR poskytne bližší pochopení úlohy různých skupin hub v ekosystémových procesech, jako je například rozklad organické hmoty či výživy rostlin. Dále jeho výsledky pomohou přesnější předpovědi dopadu globálních změn na lesy, potažmo agroekosystémy.
„Houby se významně liší v tom, jak získávají živiny skrz své podhoubí. Některé houby se živí rozkladem odumřelé organické hmoty, jiné žijí ve vzájemně prospěšné symbióze s kořeny stromů a jiných rostlin, další parazitují na hostitelských rostlinách či živočiších. V každém ekosystému je poměr mezi těmito skupinami hub jemně balancován a hraje významnou roli v celkové stabilitě místních komunit,“ říká řešitel projektu Petr Kohout a doplňuje: „Změna druhového složení hub pak může ovlivnit řadu ekosystémových procesů, ve kterých hrají houby nezastupitelnou roli, jako je například rozklad organické hmoty a s tím spojené změny v koloběhu uhlíku, příjem živin hostitelskými rostlinami a s tím spojené změny ve vegetaci.“
Petr Kohout studoval doktorát na univerzitě v estonském Tartu a po jeho ukončení se vrátil zpět do České republiky. „Během svého doktorátu jsem pochopil, že špičková věda nemusí nutně záviset na velikosti země či honosnosti názvu vědecké instituce. Věda je především o lidech, dobrých a zajímavých nápadech a o vůli jít si za svým,“ říká.
Jeho projekt JUNIOR STAR bude probíhat nejen na území České republiky, ale v různých zemích světa, například ve Francii, Rakousku, Slovinsku, Norsku, Argentině, Jihoafrické republice, Austrálie apod. Globální rozměr výzkumu pomůže komplexně uchopit vliv hub v ekosystémech. Na řešení projektu bude spolupracovat také s kolegy z Finska, Španělska či Estonska.
ALCHYMIE VŮNÍ. REKONSTRUKCE STAROVĚKÝCH ŘECKO-EGYPTSKÝCH PARFUMÁŘSKÝCH POSTUPŮ: EXPERIMENTÁLNÍ PŘÍSTUP K DĚJINÁM VĚDY
Dr. Sean Coughlin, Filosofický ústav Akademie věd ČR
„Od parfumářů Kleopatřina Egypta po badatele Filosofického ústavu AV ČR. Za pomoci starověké historie a moderní vědy oživujeme nejslavnější parfumářské recepty starověkého Egypta a Řecka.“
Badatel Sean Coughlin se zaměřuje na historické základy a vývoj parfumářství, starověkého umění spojovaného s alchymií a vzdáleného předchůdce dnešní chemie. Se svým týmem v rámci programu JUNIOR STAR zkoumá, jak extrahování, míchání a konzervace rostlinných esencí ovlivnily vědu, lékařství a kulturu Středomoří v antice, od vlády Alexandra Velikého až po vládu Kleopatry VII. (4.–1. stol. př. n. l.). Na základě starověkých receptur dochovaných v egyptských chrámech, řecké literatuře a lékařských textech, a za pomoci archeologických nálezů také replikuje starověké výrobní metody.
„Předchozí výzkum pomohl zjistit, jaké vůně tyto parfémy obsahují: jde například o myrhu, skořici, lilii a terebint. Stále ale nevíme, jak se parfémy vyráběly, protože původní techniky vymizely před více než tisíci lety. S podporou GA ČR jsme sestavili multidisciplinární tým sestávající z historiků vědy, egyptologů, organických chemiků a dalších odborníků z Filosofického ústavu. Naším cílem je využít doklady z prastarých zdrojů i nástroje moderní chemie a tyto ztracené techniky rekonstruovat. O výsledky se chceme dělit s veřejností a pořádat vzdělávací workshopy, kde budou mít lidé příležitost si toto starověké alchymistické umění sami vyzkoušet,“ říká Sean Coughlin, vědec původem z Kanady, který již zaznamenal první úspěch – podílel se na rekonstrukci staroegyptského parfému „Mendesian“ z doby královny Kleopatry VII.
V rámci projektu vznikne slovník staroegyptských, řeckých a latinských parfumerií. K dispozici bude také manuál parfumářských receptů a postupů a tři monografie o výrobě parfémů v kontextu dějin vědy a kultury, které má toto starověké umění představit široké veřejnosti.
