Petr Pravec je vedoucím skupiny Fyzika asteroidů na Astronomickém ústavu AV ČR. Zabývá se studiem fyzikálních vlastností asteroidů, se zaměřením na poznání jejich vývojových procesů, omezení nebezpečí jejich srážek se Zemí, a jejich potenciální využití jako zdroje surovin v budoucnu. Spolupracuje s řadou zahraničních kolegů, z nichž nejvýznamnější je spolupráce na pozorováních asteroidů s 1,54m Dánským dalekohledem na Evropské jižní observatoři v Chile. Je objevitelem, resp. spoluobjevitelem několika stovek asteroidů a jejich satelitů.
Oceněný projekt: Fyzikální a dynamické vlastnosti asteroidů cílených kosmickými sondami a jejich evoluční dráhy
NASA aktuálně monitoruje kolem 8 tisíc asteroidů, které se mohou dostat do blízkosti naší planety. Jednou z možností, jak zamezit nebezpečí srážky se Zemí, je odklon nebezpečných asteroidů pomocí kosmických sond.
Oceněný projekt se zaměřil na fyzikální vlastnosti a parametry vybraných asteroidů, které určil na základě jejich světelného toku stanoveného měřením na několika světových observatořích. Získané poznatky byly klíčové pro přípravu kosmických letů k těmto objektům a následnou interpretaci získaných dat.
Výsledky projektu byly využity například při americké misi DART, která v roce 2022 úspěšně otestovala technologii odklonění asteroidu nárazem sondy do něj. Cílem mise DART byla dvojice asteroidů Didymos-Dimorphos. Projekt k misi přispěl určením dráhy satelitu Dimorphos kolem primárního tělesa Didymos před a po nárazu sondy, a to změřením zákrytů a zatmění mezi oběma tělesy. Výsledky byly zásadní jak pro přesné navedení sondy k nárazu na Dimorphos, tak pro určení změny jeho dráhy a vyhodnocení účinnosti odklonu asteroidu.
Martin Volf působí jako vedoucí vědecké skupiny v Biologickém centru AV ČR. Během své vědecké kariéry absolvoval řadu stáží na zahraničních institucích, během nichž získal zkušenosti z různých oblastí biologie a chemické ekologie. Se svým týmem se snaží tyto disciplíny propojovat, což mu umožňuje získávat jedinečné poznatky o ekologii a evoluci rostlin. Jeho hlavním cílem je odhalit ekologické a evoluční mechanismy, které přispívají k obrovské diverzitě chemických látek produkovaných rostlinami.
Oceněný projekt:Proč je chemická obrana rostlin tak pestrá: role hmyzích herbivorů v diverzifikaci obranných mechanismů vrb
Rostliny produkují obrovské množství chemických látek — doposud jich bylo popsáno přes 200 tisíc.
V rámci oceněného projektu vědci zkoumali, proč rostliny vytvářejí tak rozmanitou škálu látek. Zjistili, že rostliny reagují na své prostředí různými chemickými strategiemi.
Například v drsných klimatických podmínkách se rostliny snaží být chemicky podobné a vytvářejí méně různorodé látky. Naopak, při útoku býložravého hmyzu volí zcela odlišnou taktiku – produkují co nejrozmanitější chemické látky, aby zmátly útočníky. Navíc, když jsou poškozeny hmyzem, začnou uvolňovat těkavé látky, které přivolávají predátory tohoto hmyzu, čímž získávají cenné spojence. Oceněný projekt, který se zaměřil na druhově bohaté a ekologicky dominantní vrby, odhalil, že tyto chemické látky mohou být velmi specifické a nést informace o druhu hmyzu, který rostlinu poškodil.
Výsledky výzkumu zásadně přispívají k našemu porozumění, jak prostředí formuje chemickou diverzitu rostlin a jak tato diverzita pomáhá rostlinám přežívat a prosperovat i v nepříznivých podmínkách.
Dalibor Blažek vystudoval molekulární biologii a genetiku na Masarykově univerzitě v Brně a farmacii na Veterinární a farmaceutické univerzitě v Brně, kde získal titul Ph.D. v oboru molekulární mikrobiologie a imunologie. Po postdoktorském pobytu na kalifornské univerzitě v San Franciscu (UCSF) založil výzkumnou skupinu v institutu CEITEC. Zabývá se rolí cyklin dependentních kináz při regulaci transkripce a sestřihu. Od roku 2023 je členem Evropské organizace pro molekulární biologii (EMBO).
Oceněný projekt: Charakterizace kinázové aktivity cyklindependentní kinázy 11 (CDK11), enzymu nezbytného pro růst nádorů
Cyklin-dependentní kinázy (CDK) jsou enzymy, které řídí dvě zásadní funkce buňky: její dělení a přepis genetické informace do RNA. Inhibitory těchto enzymů, tedy látky blokující jejich aktivitu, se používají při léčbě rakoviny a další z nich jsou v klinickém testování.
Výzkumná skupina se zaměřila na funkci opomíjené cyklin-dependentní kinázy 11 (CDK11) a její první objevený inhibitor, látku OTS964. V rámci oceněného projektu vědci prokázali, že CDK11 je první CDK, která řídí sestřih nově přepsané RNA. Při sestřihu jsou odstraněny nadbytečné části RNA a teprve po této úpravě může RNA obsahující již jen důležité informace sloužit k výrobě proteinů v buňkách.
Tento objev definuje novou funkci rodiny CDK a rozšiřuje znalosti o regulaci sestřihu RNA. Vzhledem k tomu, že CDK11 je důležitá pro růst mnoha typů nádorů a látka OTS964 tento růst blokuje, se otevírají nové cesty výzkumu terapeutických možností při léčbě rakoviny.
Grantová agentura České republiky (GA ČR) společně se švýcarskou Swiss National Science Foundation (SNSF) podpoří od ledna čtyři nové mezinárodní projekty.
Návrhy projektů byly hodnoceny formou Lead Agency, přičemž hodnoticí agenturou byla SNSF a GA ČR, jako partnerská agentura, od ní hodnocení převzala. Doba řešení všech projektů je shodná — tři roky. Každá z agentur bude financovat výdaje vědců ze své země.
Švýcarsko-české projekty
Reg. č.
Navrhovatel
Název projektu
Uchazeč
Doba řešení
25-15784L
prof. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D.
Mikrofluidní platforma pro zkoumání mechanismu účinku kandidátních léčiv proti Alzheimerově chorobě
Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta
3 roky
25-17836L
RNDr. Petr Nguyen, Ph.D.
Celogenomová duplikace a asexualita u bazálních motýlů
Biologické centrum AV ČR, v.v.i.
3 roky
25-18426L
Ing. Martin Novák, Ph.D.
Mysli globálně, chovej lokálně – vyskytují se lokální adaptace vývojové rychlosti u nekrofágních much?
Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta životního prostředí
Projekt JUNIOR STAR Martina Langa z Filozofické fakulty Masarykovy univerzity se zaměřuje na kognitivní a neurovědecké aspekty náboženského rozhodování. Jeho snahou je lépe porozumět tomu, jak náboženské praktiky formují morální normy a ovlivňují rozhodování v každodenním životě, a to prostřednictvím inovativních experimentů a matematického modelování.
Studium náboženství
Martina Langa uchvátila rozmanitost přístupů ke studiu náboženství již během jeho vysokoškolského studia religionistiky. Během doktorátu se zaměřil na kognitivní a fyziologické procesy spojené s rituálními praktikami tamilských a marathi komunit na Mauriciu. Po dokončení doktorátu pokračoval ve výzkumu, jak víra v moralizující bohy podporuje spolupráci mezi spoluvěrci napříč 15 různými společnostmi. V současnosti se jeho výzkum zaměřuje na kognitivní procesy náboženského rozhodování, přičemž využívá matematické modelování a neurovědecké experimenty.
Jak náboženství formuje morální normy
Na světě jsou miliardy lidí, jejichž životy jsou náboženstvím hluboce ovlivněny. V mnoha zemích hraje náboženství významnou roli i v politice a řízení země. Ve svém JUNIOR STAR projektu, který má pracovní název CREDO (z anglického Computing Religious Devotion), se doktor Lang a jeho tým zabývá tím, jak náboženská víra a praktiky ovlivňují lidské rozhodování a chování, zejména v situacích, kdy hrají roli morální normy.
„Představte si, že najdete v noci na prázdné ulici peněženku. Jak se rozhodnete, co s ní udělat? Z předchozích výzkumů víme, že religiózní lidé mají větší pravděpodobnost, že jejich chování bude následovat morální normy, například vrátí peněženku nebo ji zanesou na policii, ale nás zajímá, jak k těmto rozhodnutím dochází. Je to například tím, že věřící lidé mají morální normy tak silně zakořeněné, že o rozhodnutích v takovýchto situacích nepřemýšlejí a automaticky následují morální normy? Nebo je to naopak tak, že religiozita vede k delšímu zvažování, protože si věřící musí vybavit náboženská pravidla, kterými by se měl nebo měla řídit, a potom teprve zváží, zda je aplikuje v této situaci? Právě tyto typy otázek, tedy jak dochází k rozhodnutí, zda následovat morální normy, či ne, nás v projektu zajímají,“ představuje Martin Lang svůj výzkum.
V něm vytváří matematické modely, které popisují tyto rozhodovací procesy a zohledňují, jak a kdy různé faktory ovlivňují naše volby. Modely jsou následně testovány a porovnávány s daty získanými různými experimenty, což umožnuje určit, který model nejlépe odpovídá realitě.
„Takové modely nám pak pomohou pochopit, jak silná náboženská víra ovlivňuje rozhodování a morální postoje. Dále zkoumáme, jak se tento rozhodovací proces upevňuje skrze pravidelné náboženské aktivity, jako jsou modlitba, čtení posvátných textů nebo účast na kolektivních rituálech. V neposlední řadě se zaměřujeme na to, zda a jak se tento rozhodovací proces liší mezi různými náboženstvími a v různých kulturních kontextech,“ dodává.
Antropologické pozorování rituálu na ostrově Mauricius. (foto: Dimitris Xygalatas)
Za hranice laboratoře
Pro výzkum Martina Langa je typická snaha přenášet laboratorní studie co nejvíce do reálného kontextu, jako například při jeho práci na Mauriciu, kde studoval rituály Sittirai Kavadi a další. „Během tohoto rituálu si věřící propichují kůži stovkami jehel a pak vyráží na několikakilometrové procesí, kde nesou na ramenou těžké oltáře nebo je táhnou pomocí háků zapíchnutých do kůže a u toho všeho tancují a upadají do transu. Možnost účastnit se jako vědec takového rituálu byla opravdu fascinující a domnívám se, že fyziologická data, která jsme během rituálu naměřili, jsou unikátní,“ uvádí řešitel příklad praktické roviny výzkumu.
Ve stejném duchu probíhá i podpořený projekt JUNIOR STAR, kdy kromě terénního výzkumu na již zmíněném Mauriciu budou další data získána díky zapojení spolupracovníků z různých zemí. „Plánujeme testovat a upravovat naše matematické modely rozhodovacího procesu ve 20 různých zemích a naším cílem je najít z každé země spolupracující osobu, která nám jednak pomůže experimentální design adaptovat do místních podmínek a společenských norem, ale také navrhnout, které parametry našich modelů bude potřeba upravit,“ dodává řešitel projektu.
Sběr dat během rituálu chození po mečích na ostrově Mauricius (foto: Dimitris Xygalatas)
JUNIOR STAR
Granty JUNIOR STAR jsou určeny pro excelentní začínající vědce, kteří získali titul Ph.D. před méně než 8 lety a kteří již publikovali v prestižních mezinárodních časopisech a mají významnou zahraniční zkušenost. Díky pětiletému financování s možností čerpat až 25 milionů Kč umožňují granty JUNIOR STAR vědecké osamostatnění a případné založení vlastní výzkumné skupiny. Na podporu dosáhne pouze zlomek podaných projektů. Pro rok 2024 bylo podpořeno pouze 17 z celkových 175 návrhů projektů.
Palivové články, tedy technologie, která se prosadila nejdříve v kosmických lodích a teprve poté zamířila do energetiky, nabízejí uplatnění i v budoucnosti, v níž se bude nutné obejít bez fosilních paliv. Na vývoji palivových článků se podílí profesor Fakulty chemické technologie Vysoké školy chemicko-technologické v Praze Karel Bouzek. Za výzkum v této oblasti byl loni nominován na Cenu předsedy Grantové agentury ČR.
Na princip palivového článku přicházeli vědci už v 19. století. Rozvoj výzkumu nastal až v šedesátých letech 20. století, kdy jimi byly vybaveny kosmické lodi programu Apollo. Palivové články dodávaly elektřinu spolehlivě, ale draze, což v kosmickém programu až tolik nevadilo, na Zemi však ano. Nicméně ceny klesají a dnes palivové články najdeme v průmyslu i v dopravě ve vozidlech na vodík.
„Odpadem“ je čistá voda
Palivový článek je elektrochemické zařízení (vlastně typ galvanického článku), které přímo proměňuje chemickou energii paliva a okysličovadla na elektřinu. Palivo se přivádí k záporné elektrodě, okysličovadlo ke kladné. V důsledku reakcí probíhajících na elektrodách vzniká elektrický proud.
„Nejelegantnější“ palivový článek používá k získání elektřiny jako palivo vodík a jako okysličovadlo kyslík. Při reakci pak kromě elektřiny vzniká jako „odpad“ jen čistá voda a teplo.
Stacionární palivové články již najdeme například v chemických továrnách. Jednotlivé palivové články mívají velikost podobnou krabici od banánů. Skládají se do větších celků společně s nezbytnou infrastrukturou, a vznikají tak jednotky na klíč instalované v nákladním kontejneru.
„Typickým příkladem je průmyslová výroba chlóru a hydroxidu sodného, při které vzniká značné množství vodíku jako vedlejší produkt a často se dnes spaluje. To je však nehospodárné a postupně končí. Narůstá význam palivových článků, které umožní pomocí tohoto vodíku efektivně vyrobit elektrickou energii,“ říká profesor Karel Bouzek, který se palivovými články a vodíkovými technologiemi zabývá už čtvrtstoletí. Takové články se dají také využít pro společnou výrobu elektřiny a tepla pro výrobní závody i pro domácnosti.
Druhou existující variantou jsou mobilní palivové články obvykle v osobních a nákladních automobilech, v autobusech nebo vlacích. Zatímco osobní automobily a vlaky poháněné vodíkovými palivovými články se již komerčně vyrábějí, nákladní automobily se prozatím nacházejí spíše ve fázi demonstrační. Zvnějšku nejsou odlišitelné od klasických vozidel se spalovacími motory. Vozidlo veze tlakovou nádobu se stlačeným vodíkem jako palivem, kyslík si bere přímo ze vzduchu a v palivových článcích vyrábí elektřinu pro pohon motoru.
Řízení spektroskopického experimentu v synchrotronu BESSY II v Helmholzově centru v Berlíně. Experiment pro zkoumání složení materiálů se uskutečnil společně s vědci z Helmholzova centra a z Technické univerzity v Bayreuthu, které jsou je partnery projektu (Foto: TU Bayreuth)
200 stupňů už je vysoká teplota
Projekt, za který byl profesor Bouzek nominován na Cenu předsedy Grantové agentury ČR, se týká vysokoteplotních palivových článků s protonově vodivou polymerní membránou. „Je to taková názvoslovná hříčka, protože vysoké teploty si elektrochemici obvykle představují někde nad 500 stupňů Celsia. Teploty v těchto palivových článcích však typicky dosahují 150 až 200 stupňů. Ale tradičně se jim říká vysokoteplotní, protože ty standardní, nízkoteplotní, pracují do teplot 80 stupňů,“ vysvětluje.
Dnes oceňovanou výhodou vysokoteplotních palivových článků je, že díky podstatně vyšší teplotě, než je teplota okolí, se výrazně snáze ochlazují, nebo přesněji, potřebují pro řízení teploty menší chladič. Navíc lze teplo z nich získané dále využít.
Výzkum profesora Bouzka se soustředil na lepší pochopení reakcí, které v takovém článku probíhají na aktivním povrchu elektrod. Výsledek tohoto základního poznání by pak měl vést k lepším provozním režimům, které umožní vyšší intenzitu výkonu palivových článků, jejich delší životnost i efektivnější využití v nich používaných katalyzátorů.
Po městě elektromobilem, do dálek s vodíkovým pohonem
K zajímavým výsledkům vedly i dřívější či jiné současně probíhající výzkumy profesora Bouzka a jeho spolupracovníků, což jsou i studenti, kteří se takto dostávají blíže k poznání moderních technologií. Výzkumníci se podíleli například na vývoji experimentálního nákladního automobilu Tatra Force poháněného vodíkovými palivovými články. S průmyslovými partnery z Česka i ze světa spolupracují na systémech výroby vodíku za využití obnovitelné energie, případně na vývoji palivových článků. Příkladem dalšího typu výzkumu je účast na vypracování analýzy využití vlaků poháněných palivovými články pro regionální železnice.
„Palivové články určitě nabídnou zajímavé alternativní řešení v situací, kdy se potřebujeme zbavit závislosti na fosilních palivech,“ hodnotí Karel Bouzek.
Například v automobilové dopravě se vede diskuse, jestli mají současné spalovací motory ustoupit elektromobilům, nebo raději vozidlům na vodík. „Vypadá to tak, že pro běžnou každodenní dopravu osobními nebo zásobovacími vozy po městě nebo v malém regionu se budou více hodit elektromobily, které se v noci nabijí a pak na baterie následující den jezdí. Zato pro pravidelné cesty na velké vzdálenosti a zejména pro nákladní automobily bude zřejmě výhodnější, pokud vozidlo nepoveze těžké baterie, ale nádrž s vodíkem a palivové články. Dojezdová vzdálenost bude výrazně větší a zároveň se vodík dá načerpat výrazně rychleji, než trvá běžné nabití baterií,“ konstatuje profesor Bouzek.
Stacionární palivové články se zase nabízejí jako důležitá součást systému pro skladování energie. Elektřina vyrobená slunečními, větrnými a také jadernými a ve vzdálenější budoucnosti i fúzními elektrárnami v době, kdy jí není tolik zapotřebí, se dá využít k výrobě ekologického vodíku elektrolytickým rozkladem vody. V době vyšší poptávky se tento vodík v palivovém článku opět promění v požadovanou elektřinu.
Významnou roli mohou hrát palivové články rovněž v dálkové přepravě energie, například mezi kontinenty. Elektrické vedení má na dlouhé vzdálenosti velké ztráty. A tak se nabízí myšlenka, že v místech, kde se dá postavit hodně slunečních nebo větrných elektráren, by se získaná elektřina využila pro výrobu vodíku. Ten by se pak přepravil potrubím nebo nákladními loděmi a na místě určení se v palivových článcích znovu proměnil v elektřinu. Případně by se dal vyrobený vodík hned sloučit se vzdušným dusíkem za vzniku čpavku, který se přepravuje snáze, a z něj by se na místě určení opět vodík uvolnil a použil v palivových článcích.
„Možností dalšího rozvoje energetiky je hodně, potřebujeme však najít technologicky a také ekonomicky nejvhodnější způsoby,“ shrnuje profesor Bouzek. „Osobně mě občas mrzí, že v českém prostředí se často potkávám s lidmi, u nichž se projevuje nejen silný konzervatismus, ale zejména despekt k novým technologiím. To je hodně nešťastné. Energetika a vlastně i průmysl se budou měnit a již ze střednědobého hlediska nezbývá než postupně opouštět fosilní paliva. Na to se musíme připravovat, abychom zajistili dlouhodobé fungování průmyslu, budoucí pracovní místa a tím také sociální smír ve společnosti.“
Uspořádání experimentu pro měření rentgenové spektroskopie na synchrotronu DESY v Hamburku (Foto: TU Bayreuth)
Název projektu, za jehož řešení byl nominován na Cenu předsedy Grantové agentury ČR v roce 2023: Elektrochemie rozhraní platina – oxokyseliny fosforu jako klíč k pochopení výkonnosti vysokoteplotních palivových článků s protonově vodivou membránou.
prof. Dr. Ing. Karel Bouzek (foto: VŠCHT Praha)
Narodil se v roce 1968. Po absolvování Vysoké školy chemicko-technologické v Praze absolvoval několik zahraničních studijních pobytů, zejména v Německu a Norsku.
Po návratu se zapojil do pedagogické i výzkumné činnosti. Nyní je vedoucím Ústavu anorganické technologie Vysoké školy chemicko-technologické a proděkanem tamní Fakulty chemické technologie. Zabývá se zejména technickou elektrochemií a elektrochemickým inženýrstvím se zaměřením na oblasti vodíkových technologií (palivové články a elektrolýza vody) a zpracování vody, včetně matematického modelování. Je členem řady mezinárodních odborných organizací a za svou odbornou činnost byl oceněn například oceněním Carl Wagner Medal of Excellence, které uděluje Evropská federace chemických inženýrů nebo Cenou ministra školství, mládeže a tělovýchovy ČR za vědecké aktivity v oblasti nízkoteplotních palivových článků.
Grantová agentura České republiky (GA ČR) ve spolupráci s polskou agenturou National Science Centre (NCN) vyhlašuje výzvu pro podávání návrhů projektů na principu hodnocení Lead Agency s předpokládaným počátkem řešení v roce 2026. GA ČR v této výzvě vystupuje v roli partnerské organizace – projekty hodnotí NCN a GA ČR hodnocení přejímá. Výzva je vyhlášena v rámci iniciativy Weave.
Lhůta pro podávání návrhů projektů začíná 16. 9. 2024. Českou část přihlášky je možné podávat nejpozději do 23. 12. 2024, tedy do 7 dnů po oficiálním deadlinu, který NCN pro polské uchazeče stanovila na 16. 12. 2024.
Upozorňujeme, že v aplikaci pro podávání projektů je potřeba projekt založit ve výzvě Lead Agency – Partner Organization – 2026 – NCN (Poland).
Pravidla pro podávání návrhů projektů a formuláře čestných prohlášení k prokázání způsobilosti naleznete níže v příloze nebo v záložce Zadávací dokumentace.
Čestná prohlášení / prohlášení o způsobilosti zasílejte GA ČR datovou schránkou a8uadk4, a to nejpozději do 23. 12. 2024. Předmět zprávy je „Způsobilost“. Je nutné také doložit úplný výpis z evidence skutečných majitelů.
Projekty jsou max. tříleté, GA ČR umožňuje délku trvání projektu 24, nebo 36 měsíců. Doba řešení musí být u všech řešitelů stejně dlouhá.
Souběhy návrhů projektů
Pro souběhy návrhů projektů, ve kterých vystupuje stejná osoba navrhovatele nebo spolunavrhovatele, platí pravidlo stanovené v čl. 3 odst. 12 Pravidel s tím rozdílem, že projekty podané do této výzvy se budou započítávat do maximálního počtu návrhů projektů podaných do výzev s předpokládaným počátkem řešení v roce 2026.
Návrhy projektů podané do této výzvy se nebudou započítávat do maximálního počtu návrhů projektů podaných do výzev s předpokládaným počátkem řešení v roce 2025.
Úzká vazba mezi hostiteli a jejich parazity je důsledkem vzájemných evolučních interakcí. Jak těsnost vztahu ovlivňuje mezidruhové křížení hostitelských ryb zkoumala v rámci projektu podpořeného Grantovou agenturou ČR (GA ČR) Andrea Vetešníková Šimková z Přírodovědecké fakulty Masarykovy Univerzity.
Vzájemné křížení druhů (mezidruhová hybridizace) je běžným fenoménem u obratlovců, zejména u ryb. U hybridního potomstva první generace, tzv. první filiální generace hybridů (F1 hybridi), je častý rychlejší růst, delší přežívání a vyšší tolerance k environmentálním podmínkám nebo rezistence k parazitům v porovnání s rodičovskými druhy. Tento fenomén označujeme jako heterozní efekt (výhodu).
Heterozní výhoda se tedy ve většině případů vyskytuje pouze u F1 hybridů. U potomků, kteří vzniknou v dalších generacích tzv. zpětným křížením (tj. dojde ke křížení potomka F1 generace s jedním z rodičovských druhů), nastává selhání hybridů (hybrid breakdown), které je důsledkem genetické nekompatibility rodičovských genomů. Tito hybridi pak mají redukovanou biologickou zdatnost (fitness), trpí nízkou životaschopností a přežíváním, vykazují reprodukční abnormality nebo sterilitu, limitovanou ekologickou úspěšnost a jsou více postiženi parazity. Odolnost nebo naopak vnímavost vůči různým parazitárním infekcím tedy může být dobrým ukazatelem biologické zdatnosti hybridních ryb.
Paradiplozoon homoion – adultní jedinec s vajíčky, zástupce taxonu Monogenea
Studium genetické nekompatibility hybridů
Andrea Vetešníková Šimková je profesorkou zoologie na Přírodovědecké fakultě Masarykovy Univerzity. Více než dvacet let se se svým týmem věnuje evoluční biologii, ekologii a evoluční imunologii parazito-hostitelských vztahů v systémech rybích hostitelů a jejich asociovaných parazitů.
V průběhu řešení projektu podpořeného GA ČR se se svým týmem zaměřila na studium mezidruhového křížení u dvou systémů kaprovitých ryb s různou mírou genetické odlišnosti. První systém tvořil kapr obecný (Cyprinus carpio) a karas stříbřitý (Carassius gibelio), kteří vykazují menší míru genetické diferenciace, a druhý fylogeneticky více vzdálené druhy plotice obecná (Rutilus rutilus) a cejn velký (Abramis brama).
Studium patogenu asociovaného s rodičovským druhem
V prvním experimentu se výzkumný tým Andrey Vetešníkové Šimkové zaměřil na odolnost rodičů i hybridních generací v prvním systému (kapr obecný a karas stříbřitý) k viru jarní virémie (SVCV – Spring viraemia of carp virus), která představuje ekologicky i ekonomicky závažné onemocnění kaprovitých ryb.
Výsledky potvrdily vysokou vnímavost kapra obecného k infekci. Hybridi F1 generace byli nízce vnímaví k onemocnění podobně jako druhý z rodičovských druhů – karas stříbřitý. V případě post-F1 generací hybridů ovšem výzkumníci prokázali jejich vysokou vnímavost vůči virovému onemocnění, což lze interpretovat jako důsledek fenoménu hybridního selhání. Významnou roli ve vnímavosti některých skupin zpětných hybridů k virové nákaze sehrála tzv. cyto-nukleární nekompatibilita (tj. neslučitelnost vzniklých kombinací mitochondriálních a jaderních genomů) a rovněž byla důležitá role vnímavého (kapra obecného) nebo rezistentního (karase stříbřitého) rodičovského druhu v procesu křížení. Profily genů, které vyjadřují rozdíly v genové expresi mezi infikovanou a kontrolní skupinou ryb – zejména těch zapojených do důležitých imunitních drah –, vykazovaly podobnosti mezi F1 generací hybridů a rezistentním rodičem – karasem stříbřitým. Naopak k virové infekci vysoce vnímavý kapr obecný a generace post-F1 hybridů vykazovali vzájemnou podobnost i v expresi imunitních genů.
Podíl rodičovských genů a míra parazitace
Důsledkem vzájemných evolučních interakcí mezi parazity a hostiteli (koevoluce) dochází ke genetickým adaptacím na straně parazita i hostitele. Jejich častým důsledkem je, že parazit vykazuje morfologické adaptace, díky kterým se může přichytit pouze ke konkrétnímu druhu hostitele, který je kompatibilní pouze se specifickým parazitem (například z pohledu genetiky, imunity a/nebo morfologie parazitované tkáně).
Zájmovými parazity je skupina Monogenea, do které patří zejména vnější paraziti infikující žábry, ploutve a pokožku ryb. Tito parazité vykazují vysokou druhovou diverzitu, celou řadu specifických morfologických adaptací na úrovni orgánu, který jim umožňuje přichycení k povrchu rybího hostitele, a hostitelskou specifitu, tj. určitý druh parazita je často striktně asociován pouze s jedním druhem hostitele.
Plotice obecná i cejn velký, rodičovské druhy ve druhém studovaném systému, mají každý svoje asociované druhy monogeneí. Výzkumníkům se v případě infekce druhově početnými ektoparazity ze skupiny Monogenea podařilo prokázat hybridní heterozu – hybridi F1 generací vykazovali menší míru parazitární infekce, byli nicméně parazitováni hostitelsky-specifickými parazity obou rodičovských druhů. Překvapivým zjištěním byla asymetrie zastoupení rodičovským druhům asociovaných parazitů u F1 generací hybridů, kterou naznačily již i předešlé studie výzkumného týmu. Mechanismus tohoto jevu je zatím neznámý a vyžaduje další studie na molekulární úrovni.
Míra parazitárního zatížení v této studii byla srovnatelná u obou rodičovských druhů i generací zpětných hybridů. Výzkumníci prokázali, že míra zastoupení genů rodičovských druhů v genomu hybridních potomků je určující pro to, v jakém poměru budou zastoupeni jednotliví hostitelsky specifičtí parazité. Jejich výzkum tedy poukazuje na význam vzájemné adaptace (tzv. koadaptace) mezi hostitelsky specifickým parazitem a jeho asociovaným hostitelem.
Schéma křížení aplikováno v systému kapr obecný a karas stříbřitý. Vnímavost k viru jarní virémie je označena barevně (zeleně – rezistentní generace, červeně – vnímavé generace, žlutě – středně vnímavé generace).
Jak ovlivňuje zdatnost hybridů nespecifický parazit?
V další studii se výzkumníci zaměřili na to, jak hostitelsky nespecifičtí parazité ovlivňují zdatnost hybridů. Kandidátním parazitem byl opět zástupce monogeneí z čeledi Diplozoidae, který se vyznačuje unikátní životní strategií. Larvální stádia tohoto parazita migrují do cílové pozice na žábrách rybího hostitele, dochází k fúzi dvou larev a vzniká jedinec následně dosahující pohlavní zralosti.
Vybraný zástupce Paradiplozoon homoion nevykazuje hostitelské preference, a je tedy schopen infikovat vysoký počet různých hostitelských druhů, zástupců kaprovitých ryb. Studie ukázala nižší míru infekce u experimentálně infikovaných rodičovských druhů plotice obecné a cejna velkého a hybridů F1 generace, a naopak dokumentovala vyšší parazitární infekci u zpětných hybridů, což je v souladu s předpokladem jejich genetického selhání.
Výsledky získané experimentální parazitární infekcí vědci podpořili navazující analýzou rozdílně exprimovaných genů mezi infikovanými a neinfikovanými rybími jedinci (tzv. diferenciálně exprimovaných genů), při které hybridi F1 generace vykazovali nižší počet diferenciálně exprimovaných genů ve srovnání s hybridy zpětného křížení. Studie odhalila důležité dráhy rybího hostitele spojené s jeho imunitou, diferenciací červených krvinek a vazbou složek krevního barviva aktivované parazitem P. homoion, který se živí krví rybího hostitele.
prof. RNDr. Andrea Vetešníková Šimková, Ph.D., prezentující svůj výzkum na mezinárodní konferenci
Grantová agentura České republiky (GA ČR) podpoří čtyři nové mezinárodní projekty. Jedná se o jeden americko-český ve spolupráci s National Science Foundation (NSF) a tři německo-české projekty ve spolupráci s Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Doba řešení je u všech projektů shodná — tři roky a jejich počátek řešení je plánovaný od října.
Projekty byly hodnoceny formou Lead Agency, kdy hodnocení návrhu projektu provádí pouze jedna z agentur a výsledky hodnocení jsou následně převzaty partnerskou agenturou. GA ČR figurovala u všech těchto nově podpořených projektů jako partnerská agentura. Každá agentura financuje náklady vědců ze své země.
Americko-český projekt
Reg. č.
Navrhovatel
Název projektu
Uchazeč
Doba řešení
24-14341L
RNDr. Pavel Jáchym, Ph.D.
NSF-GACR: Studium blízkých ram-pressure-stripped galaxií na více vlnových délkách
Abychom poskytli co nejlepší služby, používáme k ukládání a/nebo přístupu k informacím o zařízení, technologie jako jsou soubory cookies. Souhlas s těmito technologiemi nám umožní zpracovávat údaje, jako je chování při procházení nebo jedinečná ID na tomto webu. Nesouhlas nebo odvolání souhlasu může nepříznivě ovlivnit určité vlastnosti a funkce.
Funkční
Vždy aktivní
Technické uložení nebo přístup je nezbytně nutný pro legitimní účel umožnění použití konkrétní služby, kterou si odběratel nebo uživatel výslovně vyžádal, nebo pouze za účelem provedení přenosu sdělení prostřednictvím sítě elektronických komunikací.
Předvolby
Technické uložení nebo přístup je nezbytný pro legitimní účel ukládání preferencí, které nejsou požadovány odběratelem nebo uživatelem.
Statistiky
Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro statistické účely.Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro anonymní statistické účely. Bez předvolání, dobrovolného plnění ze strany vašeho Poskytovatele internetových služeb nebo dalších záznamů od třetí strany nelze informace, uložené nebo získané pouze pro tento účel, obvykle použít k vaší identifikaci.
Marketing
Technické uložení nebo přístup je nutný k vytvoření uživatelských profilů za účelem zasílání reklamy nebo sledování uživatele na webových stránkách nebo několika webových stránkách pro podobné marketingové účely.
