Rostliny jako laboratoř pro studium oprav DNA

Rostlinná bioložka Martina Dvořáčková ze Středoevropského výzkumného institutu CEITEC studuje opravy DNA. Na mutovaných rostlinách se snaží popsat molekulárně-biologické mechanizmy, které se podílejí na nápravě poškozených úseků. V loňském roce za svůj projekt získala čestné uznání předsedy Grantové agentury České republiky (GA ČR).

Aby buňky ve svém nitru udržely pořádek, tak využívají různá „úložná řešení“. Jedním z nich jsou organizační proteiny zvané histony, kolem kterých je navinuta DNA. Takto omotaná nukleová kyselina je ještě složená do struktury, které říkáme chromatin. Dojde-li v buněčném jádře k poškození DNA, tak se chromatin reorganizuje a díky jeho rozvolnění se mohou opravné proteiny dostat až do těsné blízkosti poškozeného místa a DNA co nejlépe opravit. Doposud ovšem nemáme jasnou představu o tom, jakým přesným způsobem v rostlinných buňkách k nápravě DNA dochází.

Cílem projektu Martiny Dvořáčkové bylo studovat chování chromatinu a opravných proteinů právě v místě poškození DNA. Pro svůj výzkum využívala klasický rostlinný modelový organismus huseníček rolní (Arabidopsis thaliana). Rostliny ovšem měly v buňkách nefunkční organizační proteiny, které vyřadila z provozu díky mutaci v genech pro histonový chaperon, který zodpovídá za jejich správné prostorové složení. „U buněk s chybnou funkcí histonových chaperonů dochází ke komplikacím například při dělení, protože v rostlinné DNA může díky nesprávnému uložení vznikat vice zlomů, což vede k nastartování opravných buněčných mechanismů,“ vysvětluje vědkyně.

Není mutant jako mutant

Špatnou organizací, a tedy i větší náchylností DNA k poškození, byly nejvíce zasažené specifické oblasti v genomu, kterým říkáme repetice. Jejich důležitou funkcí je například ochrana buněk před účinky různých chemikálií, na které byly mutované rostliny velmi citlivé. Ztrátu repetic u mutovaných rostlin pozorovala Martina Dvořáčková zejména v oblasti telomer, které se nachází na koncích chromozomů, a jejichž hlavní funkcí je jejich ochrana. Ke změnám docházelo také v oblastech repetic, které se nachází pod telomerami, a obsahují geny pro důležité proteiny označované jako ribozomy, které jsou zásadní pro správné fungovaní buněk, protože zajišťují veškerou syntézu proteinů. „Studovali jsme mutaci v histonovém chaperonu, která je unikátní v tom, že má velký dopad na strukturu chromozomu. Ovlivňuje délku telomer, která se zkrátila téměř na polovinu a rostliny přišly o 90 % ribozomálních genů, což nás velmi překvapilo,“ popisuje Dvořáčková veliký rozsah změn, které mutace způsobila.

Martina Dvořáčková ve svém výzkumu studovala dva různé mutanty. Oba měli poškozený gen pro histonový chaperon, ovšem jeden z nich na více místech v genomu. „Mutantní rostliny se připravují křížením a jejich příprava je časově velmi náročná. Jen vlastní příprava rostlinných mutantů nám zabrala asi rok a půl,“ přibližuje vědkyně náročný rozjezd projektu. 

Čím víc mutací, tím odolnější rostliny

Výzkumnicí rostliny kvůli tomu, aby mohli studovat opravné mechanizmy, vystavili působení látky camptothecin, která poškozuje DNA a její účinek se kromě molekulárních změn projevil také na vzhledu rostlin. Huseníčky rostly na agarovém mediu, ze kterého získávaly prostřednictvím kořenů nízkomolekulární látky včetně camptothecinu. Vliv látky na růst rostlin pak probíhal nejen jednoduchým měřením různých parametrů, například délky kořene nebo množství biomasy v podobě suché hmotnosti rostliny, ale vědci využívali také složitějších molekulárně-biologických metod, díky kterým mohli zjistit například podíl poškozených buněk v kořínku.

Odpověď obou mutantů na působení škodlivé chemické látky byla velmi různá. U rostliny se zdvojenou chaperonovou mutací se totiž působení camptothecinu překvapivě neprojevilo na jejich vzhledu. „To pro nás bylo jedno z největších překvapení celého projetu,“ popisuje Martina Dvoříčková. „Znamená to, že se v necitlivých rostlinách chromatin lépe sestavil, což se odrazilo na přirozenějším vzhledu rostliny. Našli jsme molekulární dráhu, která ovlivňuje vzhled rostliny a přidanou mutací jsme ji dokázali potlačit.“

Na toto zjištění navázal výzkumný tým Martiny Dvořáčkové tím, že studoval, jak se v buňkách rostlin s jednoduchou mutací, které byly citlivé na působení camptothecinu, indukují opravné mechanizmy. Když je rostlina vystavena působení škodlivé látky, tak se ve zvýšené míře začnou přepisovat do RNA ty úseky DNA, které kódují opravné proteiny. A právě zvýšená hladina této RNA nám může napovědět, kdy a jak se tyto opravné mechanizmy v buňce aktivují. „Identifikovali jsme dva typy histonových chaperonů, které jsou klíčovou součástí drah, které zodpovídají za poškození rostlin. Zjistili jsme, že hladina RNA genů, které zajišťují opravy DNA, je vyšší u citlivých mutovaných rostlin a u necitlivých rostlin byla podobá jako u rostlin bez mutace,“ shrnuje vědkyně hlavní závěry výzkumného projektu.

 Vývoj nových postupů je také důležitý

Molekulárně-biologických nástrojů, díky kterým můžeme studovat DNA v místě zlomu není mnoho, takže součástí projektu byl také vývoj nových postupů. Martina Dvořáčková a její tým poprvé v rostlinných buňkách použili metodu laserové iradiace, díky které v mikroskopu pomocí laseru a UV záření poškodili DNA v malé vybrané oblasti buněčného jádra. Proteiny, které se účastnili následných oprav, byly potom přitahovány do poškozeného místa a díky tomu mohli vědci studovat jejich dynamiku.

Jaké má vědkyně další plány do budoucna? „Budu se dále věnovat studiu oprav DNA v rostlinných buňkách. Společně s kolegy se snažíme pochopit vzájemné interakce reparačních proteinů, studujeme také další histonové chaperony a proteinové komplexy a to, jak se zapojují do udržování repetic DNA a jejích oprav,“ shrnuje Martina Dvořáčková své další vědecké plány.

Martina Dvořáčková (druhá zprava) a její výzkumný tým
Martina Dvořáčková (druhá zprava) a její výzkumný tým

Výzva pro podávání chorvatsko-českých projektů

Grantová agentura České republiky (GA ČR) vyhlašuje výzvu pro podávání projektů na principu hodnocení Lead Agency s předpokládaným počátkem řešení v roce 2025. Výzva se týká projektů financovaných ve spolupráci s chorvatskou agenturou Hrvatska zaklada za znanost (HRZZ) v rámci iniciativy Weave. V této výzvě vystupuje chorvatská agentura HRZZ jako Lead Agency, tedy hodnotí návrhy projektů po vědecké stránce a GA ČR výsledky hodnoticího procesu přebírá.

 Přihláška

Soutěžní lhůta začíná 28. 3. 2024. Českou část přihlášky je možné podávat nejpozději do 17. 5. 2024 24. 5. 2024 (aktualizováno), tedy do 7 dnů po oficiálním deadlinu 10. 5. 2024 17. 5. 2024 (aktualizováno), který stanovila agentura HRZZ pro chorvatské uchazeče.

Poznámka: V současné době je také otevřená výzva, ve které vystupuje GA ČR jako Lead Agency. Tato výzva má deadline pro české uchazeče 3. 4. 2024.

Čestná prohlášení/prohlášení o způsobilosti zasílejte GA ČR datovou schránkou a8uadk4, a to nejpozději do 7 dnů od podání návrhů u HRZZ. Předmět zprávy je „Způsobilost“. Je nutné také doložit úplný výpis z evidence skutečných majitelů. Pokud uchazeč způsobilost v letošním roce již doložil a nedošlo k žádné změně, není třeba ji dokládat znovu.

Projekt je potřeba založit v aplikaci pro podání návrhu projektu GRIS ve výzvě Lead Agency – Partner Organization – 2025.

Upozorňujeme, že je nezbytné ze strany společného mezinárodního týmu zajistit podání přihlášky ve výše uvedených lhůtách jak k HRZZ (podle příslušných pravidel HRZZ), tak ke GA ČR, tj. chorvatským navrhovatelem k HRZZ a českým navrhovatelem ke GA ČR. Nedojde-li ke spárování obou žádostí o grant, je přihláška z hodnocení vyřazena. U trilaterálních projektů musí být přihláška podána také ke třetí příslušné agentuře.

Pravidla pro podávání návrhů projektů a formuláře čestných prohlášení k prokázání způsobilosti naleznete níže v příloze nebo v záložce Zadávací dokumentace.

Projekty jsou max. tříleté, GA ČR umožňuje délku trvání projektu 24, nebo 36 měsíců.

Souběhy návrhů projektů

Pro souběhy návrhů projektů, ve kterých vystupuje stejná osoba navrhovatele nebo spolunavrhovatele, platí pravidlo stanovené v čl. 3 odst. 12 Pravidel.

Návrhy projektů podané do této výzvy se budou započítávat do maximálního počtu návrhů projektů podaných do výzev s předpokládaným počátkem řešení v roce 2025.

Potřebujete poradit?

Helpdesk GA ČR

  • e-mail: info@gacr.cz
  • tel.: 227 088 841 (Po–Čt: 9–16:00; Pá: 9–15:00)

Oddělení mezinárodních vztahů

 Další informace a odkazy

Dva nové mezinárodní projekty se zaměří na zapamatovatelnost obrázků a symbiózu lišejníků

Grantová agentura České republiky (GA ČR) podpoří společně se svou partnerskou agenturou Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) dva nové česko-německé projekty. Cílem prvního je zjistit, jak odlišnost nebo podobnost obrázků ovlivňuje jejich zapamatovatelnost. Druhý z nově podpořených projektů se pak zaměří na paradox lišejníkové symbiózy s cílem objasnit mechanismy vzniku tohoto vztahu.

Začátek řešení projektů je plánován ještě v letošním roce s očekávanou dobou trvání projektů tři roky. Hodnocení návrhů projektů proběhlo formou Lead Agency, kdy byly projekty hodnoceny pouze jednou ze zúčastněných agentur — v tomto případě GA ČR, která následně své hodnocení předala německým kolegům. Každá z agentur bude financovat tu část nákladů, která připadne na vědce z jejího území.

Česko-německé projekty (GA ČR – DFG)

Registrační číslo Navrhovatel Název Uchazeč Doba trvání Oborová komise
24-11506K Mgr. Filip Děchtěrenko, Ph.D. Typičnost při rozpoznávání vizuálních scén: Srovnání neuronových sítí a lidských vzpomínek Psychologický ústav AV ČR, v.v.i. 3 OK4 – společenské
a humanitní vědy
24-10510K doc. Mgr. Pavel Škaloud, Ph.D. Paradox lišejníkové symbiózy Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta 3 OK5 – zemědělské
a biologicko-environmentální vědy

 

Mezinárodní spolupráce probíhá díky iniciativě WEAVE, která vznikla s cílem odstranit bariéry přeshraniční vědecké spolupráce a propojit celkem 12 evropských agentur.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Vědci experimentálně potvrdili altermagnetismus

Mezinárodní tým vědců boří v článku publikovaném v časopise Nature tradiční představu o dělení magnetismu na dvě větve – několik tisíciletí známou feromagnetickou a antiferomagnetickou, objevenou přibližně před sto lety. Výzkumníkům se nyní podařilo experimentálně prokázat třetí altermagnetickou větev teoreticky předpovězenou vědci z Prahy a Mohuče před několika lety. Výzkum probíhal za finanční podpory Grantové agentury České repuliky.

Pod pojmem magnet si obvykle představíme feromagnet, který má silné magnetické pole, díky němuž udrží nákupní seznam na lednici nebo umožní funkci elektromotoru v elektrickém automobilu. Magnetické pole feromagnetu vzniká, když je magnetické pole milionů jeho atomů sladěno ve stejném směru. Toto magnetické pole lze také využít k modulaci elektrického proudu v součástkách IT.

Omezení dosud známých magnetických větví pro IT

Feromagnetické pole zároveň ale představuje vážné omezení prostorové a časové škálovatelnosti součástek. Významná pozornost výzkumu posledních let se tak upjala k druhé, antiferomagnetické větvi. Antiferomagnety jsou méně známé, ale v přírodě mnohem běžnější materiály, ve kterých se směry atomových magnetických polí na sousedních atomech střídají podobně jako bílá a černá barva na šachovnici. Antiferomagnety tedy jako celek nevytvářejí nežádoucí magnetická pole, ale bohužel jsou natolik antimagnetické, že zatím nenašly uplatnění v IT.

Altermagnety kombinují „neslučitelné“ přednosti

„Nedávno předpovězené altermagnety kombinují přednosti feromagnetů a antiferomagnetů, které byly považovány za principiálně neslučitelné, a navíc mají také další jedinečné přednosti, jež se v ostatních větvích nevyskytují,” říká Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR.

Altermagnety si můžeme představit jako magnetické uspořádání, kde se střídají nejen směry magnetických polí na sousedních atomech, ale také se střídá prostorová orientace atomů v krystalu. Nicméně vnitřní magnetická pole modulují elektrický proud obdobně jako u feromagnetů. Tato kombinace vlastností je potenciálně velmi atraktivní právě pro aplikace v budoucí ultraškálovatelné nanoelektronice.

Vědci navíc identifikovali více než 200 materiálových kandidátů na altermagnetismus s vlastnostmi pokrývajícími izolanty, polovodiče, kovy, a dokonce supravodiče. Výzkumné skupiny mnohé z těchto materiálů v minulosti zkoumaly, ale jejich altermagnetická povaha jim zůstala ukryta.

Teoretici předpověděli altermagnetickou větev před pěti roky

Od roku 2019 zveřejnil tým z Fyzikálního ústavu AV ČR v Praze a Gutenbergovy univerzity v Mohuči sérii článků, v nichž teoreticky identifikoval nekonvenční magnetické materiály. V roce 2021 teoretici předpověděli, že tyto materiály tvoří třetí fundamentální typ magnetu, které označili jako altermagnety. Jejich krystalová a magnetická struktura je zcela odlišná od konvenčních feromagnetů a antiferomagnetů (slovy fyziků altermagnety mají zcela jiné symetrie než feromagnety nebo antiferomagnety).

Vzhledem k tomu, že altermagnetismus otevírá široké a nebývalé možnosti výzkumu a využití, téměř okamžitě po teoretické předpovědi přišla vlna následných studií výzkumných skupin z celého světa. Pak už bylo jen otázkou času, kdy se podaří přinést první přímé experimentální důkazy.

Důkazy na „klasickém“ antiferomagnetu

Mezinárodní tým nyní takové důkazy přináší ve studii publikované v časopise Nature. Vědci prozkoumali krystaly jednoduchého dvouprvkového altermagnetického kandidáta – teluridu manganatého (MnTe). Tradičně byl tento materiál považován za jeden z klasických antiferomagnetů, protože magnetická pole na sousedních atomech manganu míří opačně, a tak kolem materiálu nevytvářejí vnější magnetické pole.

V časopisu Nature nyní vědci ale poprvé přímo prokázali altermagnetismus v MnTe. Vědci využili teoretických předpovědí, aby mohli navigovat, jakým směrem si mají ve fotoemisním experimentu „posvítit“ na vysoce kvalitní krystaly MnTe.

Tým na synchrotronu naměřil pásové struktury (mapy, které fyzici používají k popisu vlastnosti elektronů v krystalech), s jejichž pomocí byl schopen dokázat, že navzdory absenci vnějšího magnetického pole jsou elektronické stavy v MnTe silně spinově rozštěpené. Škála a tvar spinového štěpení přesně odpovídá předpovězenému altermagnetickému štěpení pomocí kvantově mechanických výpočtů. To je přímý důkaz, že MnTe není ani konvenční antiferomagnet, ani konvenční feromagnet, ale patří do nové, altermagnetické větve magnetických materiálů.

Studie využila expertizu vědců Fyzikálního ústavu AV ČR ve spolupráci s vědci ze Západočeské univerzity v Plzni, Univerzity Karlovy, Institutu Paula Scherrera ve Švýcarsku, Gutenbergovy univerzity v Mohuči v Německu, Univerzity Johannese Keplera v Linci v Rakousku a Univerzity v Nottinghamu ve Velké Británii.

Nové směry světového výzkumu

„Po prvních předpovědích a s rychle rostoucím celosvětovým zájmem o altermagnetismus a vzhledem k tomu, že mnoho teoreticky identifikovaných kandidátů na materiály bylo dobře známých a široce dostupných, jsme věděli, že je jen otázkou času, kdy budou provedeny první přímé experimentální důkazy. Jsme rádi, že jsme mohli být součástí i koordinátorem této úvodní práce, kterou jsme uskutečnili společně s kolegy z českých, švýcarských, rakouských, německých a britských laboratoří,“ říká Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu AV ČR a dodává: „Objev altermagnetismu nastartoval nové směry světového výzkumu v oblasti nových fyzikálních a materiálových principů vysoce škálovatelných a energeticky úsporných IT součástek.“ Objev altermagnetismu v MnTe je tedy teprve začátek nového směru v magnetismu.

 

Úvodní foto: V altermagnetech na sousedních magnetických atomech alternují nejen směry spinové polarizace (znázorněné fialovou a modrou barvou), ale také samotné tvary atomu (znázorněné nakloněním čínkovitě tvarovaných elektronových hustot do dvou různých směrů). Modrý paprsek znázorňuje fotoemisní experiment na synchrotronu, který byl použití k prokázání altermagnetismu. Kredit: Libor Šmejkal, Anna Birk Hellenes

Zdroj: Akademie věd České republiky

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Videonávody poradí, jak podat projekt v aplikaci GRIS

Aktualizovali jsme sérii videonávodů, které žadatele o grant provedou aplikací GRIS. V pětidílné sérii se zájemci seznámí s kompletním procesem podání návrhu standardního projektu, a to od prvních kroků, jako je založení vlastního profilu, přes stanovení rozpočtu až po finalizaci a případné úpravy již podaného návrhu.

Podání návrhu standardního projektu v aplikaci GRIS:

  1. Založení projektu, přiřazení navrhovatele a uchazeče
  2. Vyplnění základních údajů, abstraktu a finančních položek
  3. Osobní a investiční náklady, zdůvodnění finančních položek
  4. Bibliografie, vyplnění údajů o výsledcích
  5. Vložení příloh, správa uživatelů, finalizace a odeslání

Do videonávodů budou v příštích dnech doplněny anglické a české titulky.

 

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Dva nové česko-německé projekty budou zkoumat reakce DNA na změnu stavu buňky a trhy práce ve střední Evropě

Grantová agentura České republiky (GA ČR) společně s partnerskou Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) podpoří dva nové česko-německé projekty. Jeden se zaměří na výzkum reakcí dynamických struktur DNA na změny fyziologického stavu buňky a druhý na  reakci trhů práce ve střední Evropě v důsledku pandemie COVID-19 a ruské invaze na Ukrajinu.

Projekty se začnou řešit ještě v letošním roce a jejich předpokládaná doba trvání jsou tři roky. Návrhy projektů byly hodnoceny formou Lead Agency, kdy jsou projekty hodnoceny pouze jednou ze zapojených agentur a druhá od ní hodnocení přebírá. GA ČR vystupovala jako Lead Agency — návrhy hodnotila a poté předala hodnocení německé straně. Každá z agentur financuje tu část nákladů, která připadá na vědce z jejího území.

Česko-německé projekty (GA ČR – DFG)

Registrační číslo Navrhovatel Název Uchazeč Doba trvání Oborová komise
24-10605K doc. Mgr. Lukáš Trantírek, Ph.D. Dynamický polymorfismus nekanonických strukturních motivů nukleových kyselin ve vnitrobuněčném prostoru Masarykova univerzita, Středoevropský technologický institut 3 OK2 – vědy o neživé přírodě
24-12151K Klára Kalíšková Trhy práce ve střední Evropě v náročných časech Vysoká škola ekonomická v Praze, Fakulta informatiky a statistiky 3 OK4 – společenské a humanitní vědy

Tato a další mezinárodní spolupráce probíhají díky iniciativě Weave, které je GA ČR zakládajícím členem a jejímž cílem je propojit celkem 12 evropských agentur podporujících základní výzkum.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

První lidé přišli do Evropy před 1,4 milionem let

Nejstarší známé lidské osídlení v Evropě leží nedaleko města Korolevo na západě Ukrajiny. Prokázal to výzkum mezinárodního týmu pod vedením Romana Garby z Ústavu jaderné fyziky AV ČR a Archeologického ústavu AV ČR, Praha. Dosud se za nejdříve obydlené místo považovalo naleziště ve Španělsku. Výstupy, které publikoval časopis Naturetaké dokládají, že první lidé využili teplých meziledových cyklů a kolonizovali Evropu z východu nebo jihovýchodu na západ. Přesné datování vzorků z Koroleva umožnily nedávné pokroky v matematickém modelování v kombinaci s aplikovanou jadernou fyzikou.

Výsledky čtyřletého výzkumu, na němž spolupracovali vědci a vědkyně z pěti zemí a více než 10 výzkumných institucí z celého světa včetně Austrálie, patří k těm, které přepisují učebnice. Dosavadní výzkumy totiž datovaly první osídlení evropského kontinentu lidmi o 200 až 300 tisíc let později, a to z nálezů ve španělské Atapuerce.

Osídlení v Korolevu v dnešní zakarpatské Ukrajině, nedaleko hranic Ukrajiny s Rumunskem a Maďarskem, je také zajímavé tím, že se jedná patrně o nejsevernější zatím známý výskyt druhu člověka vzpřímeného (Homo erectus) na světě. Lokalita Korolevo obsahuje pouze kamenné nástroje, ale díky zjištěnému stáří se předpokládá, že zde mohl pobývat právě druh Homo erectus.

Chybějící kamínek: cesta podél Dunaje

Studie mění pohled na migrační trasy „prvních Evropanů“ a doplňuje chybějící kamínek v mozaice poznání historie osídlování Evropy.

„Náš nejstarší předchůdce, člověk vzpřímený (Homo erectus), jako první opustil Afriku před přibližně dvěma miliony let a vydal se na Blízký východ, do Asie a Evropy. Radiometrické datování prvního osídlení v lokalitě Korolevo zaplňuje nejenom velkou prostorovou mezeru mezi Gruzií a Španělskem s doposud nejstaršími nálezy, ale také potvrzuje hypotézu, že lidé z první vlny osídlení Evropy pronikli z východu nebo jihovýchodu na západ,“ shrnuje závěry hlavní autor studie Roman Garba z Ústavu jaderné fyziky AV ČR a Archeologického ústavu AV ČR, Praha.

„Na základě vypočteného stáří, klimatického modelu a pylových dat z terénu jsme identifikovali tři možná teplá meziledová období, ve kterých mohli první lidé přijít koridorem podél Dunaje,“ doplňuje.

Pravěké centrum Evropy

Archeologická lokalita Korolevo je významná v celoevropském měřítku. „Víme, že vrstva naváté spraše a paleopůd zde dosahuje hloubky až 14 metrů a obsahuje tisíce kamenných nástrojů. Korolevo bylo významným zdrojem suroviny pro jejich výrobu,“ uvádí ukrajinský archeolog a spoluautor studie Vitalii Usyk, který se na vykopávkách v Korolevu podílel a nyní pracuje v Archeologickém ústavu AV ČR, Brno. „Na konkrétním zkoumaném místě je zastoupeno sedm časových úseků osídlení, ačkoliv na lokalitě je zaznamenáno nejméně devět různých paleolitických kultur: lidé zde žili od nejstaršího věku až do doby před 30 tisíci lety,“ dodává vědec.

Objev upozorňuje na důležitost propojení různých vědních oborů pro poznávání minulosti. Bez znalostí a technologických možností jaderné fyziky a geofyzikálních věd by archeologové své hypotézy nedokázali přesvědčivě potvrdit.

Kosmické paprsky a jaderná fyzika ve službách archeologie

Vzorky kamenných valounů z nejstarší vykopané vrstvy z naleziště Korolevo byly nejprve chemicky zpracovány a měřeny vědci z České republiky a Německa ve výzkumném ústavu Helmholtzova centra metodou urychlovačové hmotnostní spektrometrie. V roce 2022 obdobnou laboratoř uvedl do provozu též Ústav jaderné fyziky AV ČR v Řeži, a proto je nyní možné podobné měření realizovat v České republice.

Datování pomocí kosmogenních nuklidů je schopné určit stáří až pět milionů let z velmi malého množství atomů ve zkoumaných materiálech.

„Konkrétně jsme měřili koncentrace kosmogenních nuklidů beryllia-10 a hliníku-26 s různým poločasem přeměny, postupně 1,39 milionu let a 708 tisíc let.“

„Před překrytím kamenů vrstvami spraše a paleopůd vznikly uvedené radionuklidy jadernými tříštivými reakcemi v horninách účinkem sekundárního kosmického záření, které se tvoří v atmosféře působením primárního kosmického záření z vesmíru. Jejich poměr se změnil podle toho, jak dlouho byly zkoumané kamenné valouny z Koroleva uloženy pod povrchem,“ vysvětluje Roman Garba, který je archeolog a zároveň se zabývá metodami aplikované jaderné fyziky.

Unikátní datovací metody poprvé v archeologické praxi

Určení stáří sedimentů obsahujících kamenné nástroje řešili hlavně John Jansen z Geofyzikálního ústavu AV ČR a Mads Knudsen z univerzity v dánském Aarhusu.

K výpočtu stáří z naměřených koncentrací kosmogenního beryllia-10 a hliníku-26 jsme použili dva vzájemně se doplňující datovací přístupy. Nejpřesnější výsledky přinesla naše vlastní metoda založená na matematickém modelování, známá jako P-PINI. Tento projekt byl jejím prvním využitím v archeologickém kontextu,“ říká John Jansen a dodává:

„Náš nový přístup k datování by měl mít na archeologii velký dopad, protože ho lze využít v nesouvislých sledech sedimentů, ve kterých je hodně časových mezer způsobených erozí. V archeologii většinou pracujeme právě s nesouvislým časovým záznamem, zatímco tradiční datovací metody, jako magnetostratigrafie, spoléhají na delší, víceméně souvislý vrstevní sled.”

Součást Československa

Objev je spojen též s nedávnou historií České republiky. Archeologická lokalita Korolevo se nachází asi 150 km vzdušnou čarou od slovenských Košic. V letech 1920 až 1938 byla součástí bývalého Československa a místo neslo název Královo nad Tisou. První objevy osídlení ze starší doby kamenné na zakarpatské Ukrajině uskutečnil československý archeolog Jozef Skutil.

Výzkum byl realizován na základě smlouvy mezi Ústavem jaderné fyziky AV ČR a Archeologickým ústavem Národní akademie věd Ukrajiny podepsané v roce 2021. Projekt podpořily Evropská komise (Horizon 2020, RADIATE, 824096), Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR (MŠMT) (CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000728 a LM2018120), Grantová agentura České republiky (22-13190S) a Grantová agentura Univerzity Karlovy (310222).

Z českých výzkumných institucí se kromě Ústavu jaderné fyziky AV ČR, Geofyzikálního ústavu AV ČR a Archeologických ústavů AV ČR v Brně a v Praze zapojily katedra fyzické geografie a geoekologie Přírodovědecké fakulty UK a Česká geologická služba. Ze zahraničních institucí je nutné uvést Institute of Archaeology, National Academy of Sciences of Ukraine (Kyjev, Ukrajina), Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Německo), Aarhus University (Dánsko), Department of Archaeology and History, La Trobe University (Melbourne, Austrálie), Taras Shevchenko National University of Kyiv (Kyjev, Ukrajina).

Celý objev a jeho kontext je srozumitelně zpracován v novém dílu YouTubového pořadu Zvěd.

 

Úvodní foto: Mapa, kudy mohli přijít první lidé do Evropy s významnými radiometricky datovanými lokalitami ve Španělsku, Francii, Turecku, Gruzii a na Blízkém východě. Zdroj: Roman Garba. Mapový podklad na základě dat GEBCO

Zdroj: Akademie věd ČR

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Technická odstávka serverů

V sobotu 16. března 2024 proběhne technická odstávka serverů www.GACR.cz a grantového informačního systému www.GRIS.cz z důvodu údržby trafostanice dodavatelem. Opětovné zprovoznění serverů se předpokládá v sobotu kolem 18. hodiny odpoledne.

Omlouváme se za možné komplikace, které tato odstávka může způsobit. Dodavatelem jsme o ni byli informováni až v posledních dnech.

Děkujeme za pochopení.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Slovinská agentura hledá zahraniční hodnotitele

Slovinská agentura hledá mezi českými vědkyněmi a vědci nové potenciální zahraniční hodnotitele, kteří by rozšířili databázi agentury pro případnou spolupráci. Přihlásit se můžete vyplněním dotazníku.

V případě dotazů kontaktujte zástupkyni slovinské agentury Maju Ambrožič (maja.ambrozic@aris-rs.si).

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY