Udržitelnější syntéza díky niklovým katalyzátorům

Daniel Bím z Ústavu fyzikální chemie VŠCHT v Praze plánuje v rámci projektu JUNIOR STAR přijít na způsob, jak využít světlo a elektrické napětí jako efektivní nástroje pro řízení chemických reakcí. Cílem je nalézt šetrnější a efektivnější způsoby syntézy důležitých látek – od materiálů po léčiva. Jeho práce se zaměřuje na tzv. niklové komplexy, sloučeniny, které by v budoucnu mohly sloužit jako vhodnější alternativy ke vzácným a toxickým kovům, které se dnes v průmyslu běžně používají jako katalyzátory chemických reakcí.

Niklové komplexy

Niklové komplexy jsou sloučeniny, ve kterých je atom niklu vázán na organické molekuly zvané ligandy. Tyto komplexy fungují jako katalyzátory – umožňují nebo urychlují chemické reakce, které by jinak probíhaly velmi pomalu nebo by neprobíhaly vůbec. Jednou z výhod niklu je, že může existovat v různých oxidačních stavech, což mu dává široké spektrum katalytických možností. Zajímavé dále je, že tyto oxidační stavy lze řídit pomocí světla nebo elektrického potenciálu, což umožňuje přesné řízení jeho reaktivity.

Výzkum Daniela Bíma kombinuje chemii s fyzikálními principy, díky čemuž může katalytické procesy zkoumat z různých perspektiv. Tento přístup dává výsledkům jeho práce příslib širokého aplikačního potenciálu, a to nejen v oblasti chemie, ale i v energetických a environmentálních technologiích. „Cílem je pochopit, jak přesně tyto katalyzátory fungují a jak úpravy ligandů mohou ovlivnit reaktivitu niklu. Tento přístup nám umožní navrhnout efektivnější a cílenější katalyzátory chemických reakcí,“ představuje cíle svého projektu Daniel Bím. Tyto poznatky mohou přispět k vývoji nových metod syntézy organických látek, které by díky využití světla a elektrického napětí byly šetrnější k životnímu prostředí a mohly by nahradit často velmi drahé a v mnoha případech i toxické kovy používané dnes.

Uplatnění výsledků

Lepší pochopení mechanismů fungování niklových katalyzátorů by mohlo vést k jejich optimalizaci pro konkrétní reakce. „Rádi bychom objevili nové směry, kde tradiční katalyzátory nejsou účinné,“ dodává Daniel Bím. Díky možnosti řídit katalytické procesy pomocí světla nebo elektrického potenciálu se otevírají nové možnosti pro udržitelné metody syntézy organických látek. Výzkum tak může mít zásadní význam například pro farmaceutický průmysl, ale i pro další oblasti výroby materiálů a chemikálií, kde existuje poptávka po nových metodách syntézy.

Neexistují špatné nápady

Důležitá je pro řešitele práce s mladými vědci – aktivně se věnuje mentoringu a zapojuje studenty do výzkumu. „Snažím se vytvořit prostředí, kde se studenti nebojí experimentovat a učit se z chyb. Ve vědě totiž neexistují špatné nápady – jen ty, které je třeba otestovat. Chci studenty povzbudit, aby se nebáli přicházet se svými vlastními nápady a diskutovat o nich,“ vysvětluje. Tento přístup je nejen součástí jeho vědecké praxe, ale také jeho přesvědčení o důležitosti interdisciplinarity ve výzkumu.

Daniel Bím

Ing. Daniel Bím, Ph.D.

Daniel Bím působí na Ústavu fyzikální chemie VŠCHT v Praze, kde díky grantu JUNIOR STAR založil vlastní výzkumnou skupinu. Na svém projektu aktivně spolupracuje s odborníky z dalších předních českých výzkumných institucí, například z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR. Jeho odborné vazby však sahají i za hranice České republiky – cenné kontakty navázal během své postdoktorské stáže v Kalifornii. Tyto kontakty mu umožňují přístup ke špičkovým technologiím a metodám, které rozšiřují možnosti jeho výzkumu.

Česká demokratická levice v éře „normalizace“

Historici Jiří Suk, Kristina Andělová a Tomáš Zahradníček z Ústavu pro soudobé dějiny AV ČR se ve svém nedávném výzkumu zaměřili na český levicový exil v letech 1968–1989. Výsledky tříletého projektu, podpořeného Grantovou agenturou ČR (GA ČR), který byl nominován na Cenu předsedy GA ČR, představili v knize Pro nás dějiny nekončí. Politická práce a myšlení českého levicového exilu (1968–1989).

Badatelský tým usiloval nejen o objasnění dílčích otázek spojených s občansko-politickou opozicí v disentu a exilu po srpnu 1968, ale také o obecnější pohled na roli a význam české nezávislé politické levice v druhé polovině 20. století, na její různá ideologická východiska, opoziční strategie, informační okruhy a transnacionální vazby. V delším časovém horizontu se zabýval jejím zrodem, formováním v evropských kontextech, možnostmi i limity vzájemné spolupráce a jejím vlivem a významem v době hroucení komunistických diktatur na sklonku 80. let 20. století.

„Klíčovou motivací práce byla snaha objasnit spletitý myšlenkový a institucionální vývoj české demokratické levice v éře komunistické totalitní diktatury a vytvořit tak předpoklady pro zkoumání levicové politiky a myšlení po roce 1989,“ dodává vedoucí týmu Jiří Suk.

Historici se soustředili na tři synchronně pojednávané klíčové iniciativy demokratického levicového exilu – Československou sociální demokracii vydávající v západním Německu čtvrtletník Právo lidu, reformně komunistickou skupinu vydávající v Římě dvouměsíčník Listy a západoberlínskou radikálně socialistickou skupinu kolem čtvrtletníku Informační materiály. Zkoumali je s ohledem na základní vývojové mezníky – pražské jaro 1968, Chartu 77 a politiku lidských práv, pravicový obrat na počátku 80. let 20. století v USA a Evropě, sovětskou perestrojku a pád komunistických diktatur v roce 1989.

 

Kniha - Pro nás dějiny nekončí

Kniha Pro nás dějiny nekončí. Politická práce a myšlení českého levicového exilu (1968–1989)

Sociální demokracie – ve jménu antikomunismu

Sociální demokracie byla tradiční politickou stranou působící od poslední čtvrtiny devatenáctého století. Podílela se na vládách v první (1918–1938) a třetí republice (1945–1948). Její násilné sloučení s KSČ v červnu 1948, poúnorová exilová vlna, neúspěšný pokus o obnovu v době pražského jara 1968 a další odchody do exilu – to vše vytvářelo zvláštní podmínky pro udržení sociálnědemokratického směru v povědomí a v navigaci směrem k obnovení plnohodnotné politické plurality na levici.

Zatímco doma existovala „spící strana“, již tvořili bývalí a v podmínkách samovlády KSČ neaktivní členové strany se silnou sociálnědemokratickou identitou a pamětí, v exilové organizaci probíhalo názorové štěpení a generační výměna. S tím se pojila otázka, koho vlastně strana reprezentuje po únoru 1948, po srpnu 1968, po Chartě 77 a na sklonku osmdesátých let – zda domácí spící stranu, nezávislé socialisty před Chartou a po ní, případně zda je otevřeným prostorem pro každého včetně reformních komunistů, u nichž čas otupil ambici udržet si vůdčí pozici v předpokládané reformě socialismu.

Antikomunistická hodnotová orientace jako základní skupinová identita nadřazená politickému pragmatismu vyústila v to, že exilová sociálnědemokratická strana nakonec nesehrála klíčovou roli v bleskovém obnovení činnosti Československé strany sociálně demokratické v listopadu 1989 a následujících měsících. Ukázalo se, že sociálnědemokratický prostor lákal více politických proudů a osobností, než se zdálo v podmínkách nesvobody.

Skupina Listy – ve jménu eurokomunismu

Skupina Listy, složená z prominentních osobností reformního komunismu a pražského jara 1968, nejprve usilovala být mluvčím „strany vyloučených“, tedy těch členů KSČ, kteří na přelomu šedesátých a sedmdesátých let odmítli pookupační konsolidaci. Pokusila se udržet reformní komunismus v kurzu dvojím úsilím směřovaným domů i k potenciálním spojencům v Evropě. V diplomatické, politologické a publicistické aktivitě se v exilu stala skupina kolem Jiřího Pelikána a Zdeňka Mlynáře více než zdatnou konkurencí etablovaným antikomunisticky orientovaným sociálním demokratům. Určitou naději vkládala do eurokomunismu a Číny jako možných protiváh sovětského imperialismu.

Poměrně výrazná změna nastala s Chartou 77 a generálním obratem k lidským právům bez ohledu na politický a ideologický profil domácích opozičních proudů. Po roce 1985 skupina přirozeně znovu kladla větší důraz na reformně-komunistickou politiku. Od generálního tajemníka Ústředního výboru Komunistické strany Sovětského svazu (ÚV KSSS) Michaila Gorbačova se však nedočkala uznání pražského jara 1968 jako legitimního předchůdce moskevské perestrojky. Podobně jako v případě sociální demokracie bylo vyústění dvacetileté politické práce skupiny Listy dosti překvapivé a málokým očekávané. Nenaplnil se totiž předpoklad, s nímž počítali i pravicově orientovaní disidenti, že přechod od totalitarismu k demokracii bude řízený a postupný a že v něm sehrají zásadní roli dějinami poučené reformně-komunistické elity podporované spřízněným exilem. V radikálně proměněné atmosféře na konci osmdesátých let, kdy KSSS a středoevropské komunistické strany doslova utekly od praporů, sehrála politika pražského jara a na ni navazující socialistická opozice v exilu pouze symbolickou roli.

Skupina Informační materiály – ve jménu socialistické samosprávy

Skupinu Informační materiály vytvořili studenti spjatí s Hnutím revoluční mládeže, jež se v letech 1968–1969 nejrozhodněji postavilo proti obnovování pořádku v Československu. Skupina navazovala na západní novou levici, především na proud spjatý se 4. internacionálou, k níž se historicky vázala první systematická kritika stalinismu z pera sovětského revolucionáře v exilu Lva Trockého. Tato kritika spočívala v podrobné analýze byrokratické degenerace revolučního přetváření světa a uznávala říjnovou revoluci 1917 jako zásadní historický mezník na cestě lidstva k osvobození v socialismu a komunismu v pojetí dělnické samosprávy. Pod vlivem liberálně levicového eurokomunismu, nepolitické politiky lidských práv a pravicového obratu počátkem 80. let 20. století tento směr slábl a stával se intelektuální exkluzivitou v názorovém tříbení radikálně levicové kritiky v přechodu k postmoderní a postindustriální konzumní společnosti.

Časopis Informační materiály zanikl na počátku osmdesátých let. S určitou přestávkou na něj navázalo české vydání Inprekoru (orgánu 4. internacionály), který už ovšem nebyl personálně spjat s původní skupinou Infomat, jež se rozpadla. Myšlenkově však na Informační materiály navazoval. Co tedy zbývalo v druhé polovině osmdesátých let z radikálně socialistického programu? Zásadní kritika východního socialismu i západního kapitalismu jako slepých cest pozdní modernizace a hledání alternativy v přímé demokracii a výrobní a politické samosprávě, které se měly stát (ale nestaly) pilíři demokratické revoluce 1989.

Studie o levicovém exilu se dočká anglického vydání

Kniha o levicové opozici vyvolala v českém prostředí zájem a diskusi a byla oceněna v několika recenzích. V současné době je připravováno její vydání v anglickém jazyce. České vydání je možné objednat na stránkách Ústavu pro soudobé dějiny AV ČR nebo v nakladatelství Argo.

 

Badatelský a autorský tým. Zleva PhDr. Jiří Suk, Ph.D., DSc., Mgr. Kristina Andělová, Ph.D. a Mgr. Tomáš Zahradníček, Ph.D.

 

Klíčový enzym a jeho blokátor – objev s potenciálem pro boj proti rakovině

Vědci z CEITECu Masarykovy univerzity pod vedením Dalibora Blažka popsali novou roli enzymu CDK11 při zpracování RNA. Zjistili, že jeho blokace narušuje úpravu RNA v buňkách. Objev přináší potenciál pro vývoj nových protinádorových léčiv. Výsledky publikoval časopis Nature.

Přehlížený enzym v hlavní roli

Cyklin-dependentní kinázy (CDK) jsou důležité pro regulaci buněčného cyklu, což je proces kontrolující růst a dělení buněk. Byly objeveny již před 35 lety a jejich význam při regulaci buněčného cyklu v roce 2001 potvrdilo udělení Nobelovy ceny. Hrají také klíčovou roli při přepisu genetické informace do RNA, tedy v mezikroku pro tvorbu proteinů v buňkách. Inhibitory blokující CDK byly v posledních letech schváleny pro léčbu rakoviny a u dalších nyní probíhají klinické testy.

Projekt vedený Daliborem Blažkem se zaměřil na studium jednoho z přehlížených členů této skupiny, konkrétně kinázy CDK11, a jejího inhibitoru OTS964. Ten jako úplně první inhibitor CDK11 identifikovali v roce 2019 američtí vědci. Původně se předpokládalo, že tento inhibitor, který na myším modelu vykázal protinádorovou aktivitu, blokuje úplně jiný enzym, ale nakonec se ukázalo, že se zaměřuje právě na CDK11. Objev umožnil detailně studovat funkci CDK11 v buňce a zjistit, jak přesně OTS964 funguje.

Od sestřihu RNA k výzkumu nových terapeutických možností

Molekulárně-biologická laboratoř, v jejímž čele Blažek stojí, studuje CDK11 už více než 12 let. Již při prvních experimentech bylo zřejmé, že tento enzym má v buňkách důležitou roli, ale chyběly nástroje a metody k jeho podrobnému studiu. Po letech práce a získávání předběžných dat se v roce 2016 Blažkovi podařilo získat první grant od GA ČR.

Díky tomu vědci zjistili, že CDK11 hraje klíčovou roli při přepisu specifických genů, které produkují takzvané histony – proteiny obalující DNA. Výzkum Blažkova týmu tak ukazuje novou důležitou funkci enzymu CDK11. Nová znalost může vědcům pomoci nejen lépe pochopit, jak buňky regulují svou genetickou informaci, ale zároveň poskytnout i nové nástroje a efektivní přístupy pro boj s rakovinou a dalšími nemocemi.

Další výzkum, na kterém se vedle Blažkovy skupiny podílely i týmy dalších vědců, ukázal, že CDK11 hraje hlavní roli v sestřihu RNA. V rámci tohoto procesu se z nově vytvořené RNA odstraní nepotřebné části, aby mohla být použita pro výrobu funkčních proteinů. CDK11 je součástí komplexu proteinů, který tento sestřih reguluje.

Když je CDK11 blokována inhibitorem OTS964, proces sestřihu se zastaví. To může mít významný dopad na rakovinné buňky, jejichž množení silně závisí právě na sestřihu RNA. U OTS964 byla již dříve zdokumentována protinádorová aktivita v modelovém organismu, proto má tento objev značný aplikační potenciál. Objev navíc definuje další funkci v buňce, která je regulovaná skupinou lidských CDK.

Finance od GA ČR pomohly výsledkům výzkumu do Nature

Identifikace buněčné funkce CDK11 a charakterizace OTS964 Blažkovým týmem byly publikovány v prestižním časopise Nature (2022). Cesta k tomuto úspěchu však nebyla jednoduchá a velkou roli sehrálo několikaleté financování výzkumu ze strany GA ČR. Na počáteční financování v roce 2016 navázal v roce 2020 další grant a výsledky výzkumu vzbudily velký zájem nejen v akademických kruzích, ale i v biotechnologickém sektoru.

Tento úspěch byl výsledkem spolupráce mnoha odborníků z různých oborů – chemiků Kamila Parucha (Přírodovědecká fakulta MU) a Stefana Knappa (Univerzita Johanna Wolfganga Goetheho, Frankfurt), bioinformatiků Caroline Friedel (LMU, Mnichov) a Igora Ruize de los Mozos (Navarrská univerzita, Pamplona) a molekulárních biologů Jerneje Uleho (Crickův ústav, Londýn) a Zbyňka Zdráhala (CEITEC MU). Právě multidisciplinární přístup byl pro úspěch tohoto komplexního projektu klíčový.

Výzkum byl v minulém roce oceněn Cenou předsedy GA ČR.

Mgr. et Mgr. Dalibor Blažek, Ph.D.Mgr. et Mgr. Dalibor Blažek, Ph.D.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY