Je evropské klima skutečně proměnlivější než dříve? Na tuto otázku hledal odpověď tým vědců z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy pod vedením klimatologa prof. Radana Hutha. V tříletém projektu podpořeném Grantovou agenturou ČR (GA ČR) se zaměřil na to, jak se skutečně ze dne na den mění teploty a srážky.
Výsledky vědeckého týmu ukazují, že realita je pestřejší než vžité představy. „Všichni mluví o tom, že klima je proměnlivější a výkyvy divočejší. Když se ale na data podíváme podrobně a v mezidenním měřítku, vidíme, že situace je regionálně i sezónně velmi odlišná. Zdaleka neplatí, že by se teplota ze dne na den měnila čím dál dramatičtěji,“ vysvětluje klimatolog Radan Huth z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. Zároveň vědci přinášejí důležité varování: vyhodnocování klimatických trendů extrémně závisí na tom, z jakých dat vycházíme.
Méně teplotních výkyvů na severu, ubývající srážky na jihu
Jedním z hlavních zjištění vědců je, že od podzimu do jara se rozdíly v teplotách mezi jednotlivými dny napříč Evropou zmenšují. „Zejména v severní Evropě dochází k výraznému zklidnění výkyvů teplot, což úzce souvisí s ústupem mořského ledu a silnějším oteplováním Arktidy,“ vysvětluje klimatoložka Eva Plavcová z Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd.
U proměnlivosti srážek je situace složitější. Ukázalo se, že zřetelnější trendy se objevují v zimě – v severní Evropě přibývá dnů, kdy po deštivém dni následuje další deštivý den, zatímco období sucha se zkracují. Modelové projekce pak podle vědců ukazují rozevření nůžek mezi severem a jihem. „Zatímco na jihu Evropy bude mezidenní proměnlivost srážek klesat a převládnou, hlavně v létě, dlouhá období sucha, na severu Evropy má proměnlivost srážek naopak růst,“ dodává Plavcová.
Co stojí za výkyvy počasí?
Tým českých klimatologů se zabýval i mechanismy, které za krátkodobými výkyvy počasí stojí. Zjistil, že za malé mezidenní změny teploty mohou především tlakové výše a proudění vzduchu, zatímco velké a skokové změny mají na svědomí přechody atmosférických front. Výzkum ale odhalil i překvapivý paradox: přechod studené fronty nemusí znamenat ochlazení. Zvláště v oblastech, jako je vnitrozemí Balkánu nebo střední Evropa, přináší studené fronty paradoxně častěji oteplení. „Při přechodu fronty totiž dochází k rozbití zimních inverzí a promíchání vzduchu. Ačkoliv jde o studenou frontu, ze dne na den se tak může výrazně oteplit,“ vysvětluje Radan Huth.
Past skrytá v metodice: Případ Německa
Velkou část výzkumu vědci věnovali porovnání různých datových souborů. Narazili přitom na zásadní vědecký problém: různé zdroje dat často ukazují zcela opačné trendy.
Ukázkovým příkladem se stala podrobná případová studie z Německa. Tamní staniční data ukazovala, že se letní denní výkyvy teplot v posledních desetiletích výrazně zklidňují. Jiné datové soubory však nic takového nepotvrzovaly. Vědci zjišťovali, co za tím stojí, a odhalili překvapivou příčinu: u německých stanic se uprostřed sledovaného období v roce 2001 změnil algoritmus, kterým se ze samostatných měření počítala průměrná denní teplota.
„Dny po oteplení se podle nové metodiky začaly jevit jako chladnější, a dny po ochlazení naopak jako teplejší než dříve. Získali jsme tak zcela umělý trend poklesu teplotní variability, který byl ve skutečnosti jen nesouladem v datech,“ vysvětluje klimatolog Tomáš Krauskopf z Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd ČR.
„Je to varování pro klimatology na celém světě. Ukazuje se, že i zdánlivě drobná technická úprava v metodice měření může zkreslit naše představy o tom, jak se mění některé složitější charakteristiky klimatu. Na hlavní charakteristiku, tedy rychlost oteplování, naštěstí nemá studovaná změna metodiky vůbec žádný vliv,“ doplňuje Radan Huth.
A jak jsou na tom klimatické modely?
Poznatky o reálném chování atmosféry posloužily také k důkladné prověrce klimatických modelů – složitých počítačových simulací atmosféry, které vědci využívají k odhadům budoucího vývoje klimatu. Vědci se podívali jak na celosvětové modely v rámci mezinárodního projektu CMIP6, tak na podrobnější evropské regionální modely z projektu Euro-CORDEX, které s vysokým rozlišením simulují klima přímo pro evropský kontinent.
„Ukázalo se, že modely mají s krátkodobou proměnlivostí ještě stále dost práce,“ popisuje Ondřej Lhotka z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR, který se na hodnocení modelů podílel. „Globální modely mají tendenci přeceňovat stálost teploty v tropech, a naopak v polárních oblastech ji podceňovat. Co se týče proměnlivosti srážek, regionální modely ji poměrně dobře zachycují v létě, v zimě ji však přeceňují,“ popsal klimatolog s tím, že odhalení těchto slabin je klíčové, abychom dokázali modely dále zpřesňovat a lépe rozuměli projekcím budoucího klimatu.
Úspěšný projekt s mezinárodním dopadem
Výsledky projektu českých klimatologů vyústily v řadu publikací v prestižních mezinárodních časopisech (jako Journal of Climate či International Journal of Climatology), v obhajobu dvou disertačních a dvou diplomových prací a v desítky přednášek na mezinárodních vědeckých konferencích po celém světě.
„Díky podpoře od GA ČR se nám podařilo zmapovat dosud opomíjenou oblast krátkodobé variability klimatu. Dnes lépe rozumíme nejen tomu, jak se proměnlivost klimatu v Evropě reálně vyvíjí, ale především známe limity datových souborů, se kterými my i naše kolegyně a kolegové ve světě denně pracujeme,“ uzavírá prof. Radan Huth.
Grantová agentura České republiky (GA ČR) podpoří ve spolupráci s německou agenturou Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) a chorvatskou agenturou Hrvatska zaklada za znanost (HRZZ) čtyři nové mezinárodní projekty. Jeden z nich budou čeští vědci řešit s partnery z Německa, další tři ve spolupráci s chorvatskými vědeckými týmy.
Německo-český projekt bude zahájen 1. října 2026, chorvatsko-české projekty začnou 1. ledna 2027. Projekty byly hodnoceny příslušnou zahraniční partnerskou agenturou na principu Lead Agency. Každá ze zapojených agentur bude financovat tu část projektů, kterou provádějí vědci na jejím území.
Německo-český projekt
Registrační číslo
Navrhovatel
Název projektu
Uchazeč
Doba řešení
26-25191L
Mgr. Soňa Černá, Ph.D.
The Manuscripts of the Convent of the Poor Clares in Cheb
Spolupráce se zmíněnými agenturami i s dalšími evropskými partnery je realizována prostřednictvím iniciativy WEAVE. Jejím cílem je odstraňovat překážky v mezinárodní vědecké spolupráci a propojovat evropské agentury podporující základní výzkumu.
Grantová agentura České republiky si vyhrazuje právo poskytnutí podpory na některé výše uvedené grantové projekty ze zákonných důvodů omezit nebo podporu na některé tyto grantové projekty neposkytnout.
Spolehlivého a milého kolegu nebo kolegyni, kteří se aktivně zapojí do činností Sekce Grantové podpory, vyhovuje jim práce v kolektivu a hledají nové příležitosti.
Popis pracovní pozice:
Budete mít na starost administrativní a analytickou činnost související s grantovým systémem GA ČR, která obsahuje zejména:
správu dotace na projekty vědy a výzkumu;
komunikaci s předními vědci a odborníky;
organizační a administrativní zajištění jednání hodnoticích komisí;
zpracování podkladových materiálů pro jednání;
kontrolu formálních náležitostí grantových přihlášek;
vyřizování a evidenci korespondence týkající se projektů včetně její archivace ve spisové službě.
Uvítáme, pokud budete mít:
SŠ nebo VŠ vzdělání;
znalost anglického jazyka na střední úrovni – některá zasedání probíhají v AJ, budete vyřizovat e-maily, provádět formální kontrolu zahraničních posudků);
Naše Sluneční soustava byla během svého vývoje divočejší, než si astronomové ještě před dvaceti lety mysleli, ukazuje téměř detektivní pátrání vědců. Planety nevznikly na svých současných drahách, ale musely si své místo „vybojovat“. Zdá se, že jednu obří planetu o velikosti Neptunu dokonce fyzikální síly „vyvrhly“ mimo Sluneční soustavu. „Je také možné, že jedna planeta obíhá ve velké vzdálenosti od Slunce a my jsme ji ještě neobjevili,“ říká astronom David Vokrouhlický, který za výzkum Sluneční soustavy získal nominaci na Cenu předsedy Grantové agentury ČR.
Nejdřív náhled do vesmírného „kalendáře“: Před asi 13,8 miliardami let vznikl, pravděpodobně při takzvaném velkém třesku, náš vesmír. Současná fyzika okolnosti jeho vzniku ještě nedokáže s jistotou popsat, vesmír tady nicméně opravdu je a my v něm žijeme. Z jeho původní subatomární struktury, později transformované do směsi záření a nejlehčích prvků vodíku a hélia, se postupně vytvořily hvězdy. Než vzniklo naše Slunce, vystřídalo se ve vesmíru hned několik generací hvězd.
V atmosférách chladnějších hvězd vznikala prachová zrnka, později vyvržená do mezihvězdného prostoru. Tím se mezihvězdná plynná mračna postupně obohacovala o pevnou složku.
Před asi 4,5 miliardami let pak vznikla naše Sluneční soustava kolapsem rozsáhlého mezihvězdného mračna plynu a prachu, které se začalo vlastní gravitací smršťovat a hroutit do sebe. Vznikala v něm místa s vyšší hustotou, ze kterých se rodily jednotlivé hvězdy. Jednou z nich bylo i naše Slunce, vnořené do zárodečné hvězdokupy, kterou po několika milionech až desítkách milionů let opustilo. Vydalo se tak osamoceno, ale obklopeno vlastní planetární soustavou, na pouť Galaxií.
Zrození planet trvalo až desítky milionů let
Kolapsem materiálu kolem rodícího se Slunce vznikl plochý útvar – protoplanetární mlhovina ve tvaru disku v rovině rotace naší hvězdy. Drobná prachová zrnka v disku se začala vzájemně srážet a spojovat. Tento proces probíhal v době, kdy ve Sluneční soustavě bylo ještě významné množství plynu. Z mikroskopických zrnek vznikaly milimetrové útvary, pak větší oblázky a balvany, které byly nakonec – v důsledku procesů objasněných až v posledních desetiletích – zabudovány do planetesimál (těles o velikostech desítek až stovek kilometrů).
Obří planety Jupiter, Saturn, Uran a Neptun musely vzniknout „rychle“, během prvních asi tří až pěti milionů let po vzniku Slunce, aby do sebe svou gravitací stihly nasát okolní plyn z protoplanetární mlhoviny. Pak jej totiž intenzivní proud částic ze Slunce (kterému poeticky říkáme sluneční vítr, nicméně v rané fázi vývoje Sluneční soustavy šlo o skutečnou vichřici) „odfoukl“ do vzdálenějšího vesmíru. Roli mohly hrát i okolní hvězdy zárodečné hvězdokupy, které svým intenzivním ozařováním narušovaly plynnou komponentu protoplanetární mlhoviny zvnějšku.
Postupným spojováním planetesimál pak vznikly kamenné (terestrické) planety Merkur, Venuše, Země a Mars. Tento proces probíhal po desítky milionů let a byl svědkem srážek gigantických rozměrů. Při jedné z nich do formující se Země narazilo těleso velké téměř jako planeta Mars a dalo popud vzniku našeho Měsíce. Při jiné Mars přišel o podstatnou část kůry své severní polokoule.
„Stopy a přibližné datování těchto událostí se vědě podařilo určit díky analýze izotopů v drobných pevných zrnech a jiného materiálu v meteoritech, které dopadly na Zemi. Zmíněná zrna se považují za první pevný materiál v naší Sluneční soustavě,“ popisuje David Vokrouhlický, profesor astronomie Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze a bývalý ředitel jejího Astronomického ústavu.
Tvrdá kosmická čistka
Ale to není zdaleka všechno z itineráře vzniku naší planetární soustavy, v níž probíhala tvrdá čistka. Slunce a také planety, zejména ty obří, svou gravitací a následnými srážkami pohltily přes 90 procent pevného materiálu, který jejich vznik doprovázel. Část tohoto materiálu byla obřími planetami vyvržena na samý okraj Sluneční soustavy nebo zcela mimo ni.
„To, co zůstalo, například pás asteroidů mezi Marsem a Jupiterem nebo množství těles za dráhou Neptunu uspořádaných do několika struktur, je pouze nepatrným zlomkem hmoty, která mezi planetami ve Sluneční soustavě dříve existovala,“ uvádí David Vokrouhlický, který se malými tělesy Sluneční soustavy dlouhodobě zabývá.
I takto malé množství hmoty však překvapivě ovlivnilo život již existujících planet, které přimělo projít doslova šokovým vývojem. Ještě ve 20. století vědci předpokládali, že planety vznikly na svých současných drahách. Jejich stabilita se dokonce stala učencům konce 18. století příkladem dokonalosti a neměnnosti vesmírného soustrojí. „Objevy posledních dvou desetiletí, na nichž se též podílíme, však ukazují, že opak je pravdou a obří planety po rozplynutí protoplanetární mlhoviny ještě čekalo velice chaotické a dramatické období,“ popisuje profesor Vokrouhlický.
Dráhy obřích planet se původně nacházely poměrně blízko jedna druhé v řetězci, který se vyznačoval vzájemnou rezonanční vazbou. Jakmile vliv plynu prvotní mlhoviny vymizel, konfigurace obřích planet se začala pomalu rozvolňovat. Neptun, nejvzdálenější z planet, svou drahou stále více zasahoval do oblasti vnějšího pásu zbylých planetesimál. Trvalo jen zhruba deset milionů let, než to spustilo lavinu, kdy se i do oblasti vnitřních planet valilo stále více těles z okraje Sluneční soustavy. Během relativně krátkého období asi milionu let se dráhy všech obřích planet prudce měnily, svou gravitací se doslova „postrkovaly“.
Výpočty dokonce ukazují, že rodina obřích planet s vysokou pravděpodobností obsahovala o jednu navíc. Zřejmě šlo o těleso podobné Uranu či Neptunu kroužící kolem Slunce mezi Saturnem a Uranem. Při zmíněné planetární tlačenici však tato planeta dostala od Jupiteru takový gravitační šťouchanec, že Sluneční soustavu navždy opustila a unikla do vzdálených končin Galaxie. Doplnila tak početnou skupinu vyděděnců – planet volně plujících Galaxií bez vazby na své mateřské hvězdy (dnes astronomie začíná tuto podivuhodnou populaci objevovat). Teprve když planety rozmetaly dostatečné množství okolních planetesimál, se vše postupně uklidnilo a planety zaparkovaly na své dnes už neměnné dráhy.
Matematická detektivka
Není ale to vše pouhé blouznění či noční můra astronomů uzavřených do říše svých teorií? V poslední době se zdá že ne a právě na těchto nových poznatcích profesor Vokrouhlický se svými kolegy pracoval a pomáhal je formulovat mimo jiné i v rámci projektu financovaného Grantovou agenturou ČR. Jak vědci k těmto závěrům dospěli?
„Je to vlastně taková matematická detektivka,“ říká David Vokrouhlický. „Musíme se spoléhat na stopy, které v soustavě zbyly dodnes. Tedy na dráhy planet a hlavně na dráhy malých kosmických objektů, měsíců planet, asteroidů a komet. Pomocí matematických modelů zjišťujeme, jaké mají uspořádání a jak se na ně mohly dostat. To pak porovnáváme s předpověďmi rozličných scénářů vývoje celé planetární soustavy. Počínaje tím klidovým, kdy planety lenivě kroužily kolem Slunce jen po svých současných drahách, až po ten bouřlivý, kdy se soustava planet během méně než milionu let překotně rekonfigurovala z velmi kompaktní na velmi rozvolněnou.“
Sítem srovnání s architekturou dnes pozorovaných populací malých těles ve Sluneční soustavě postupně neprošly mnohé modely, až zůstala hypotéza nejbouřlivější. Jen tento model kupříkladu uspokojivě vysvětluje, proč mají všechny obří planety velmi podobné populace vzdálených měsíců, jejichž roviny drah nejeví žádný vztah ke společné rovině pohybu planet.
„Tento model také umožňuje pochopit dráhy souputníků Jupiteru, tedy menších objektů, které se pohybují po stejné oběžné dráze, ale nesrazí se s ním, takzvaných Trojanů. Jsou totiž neobvykle skloněny k dráze své řídící planety. A stejný model nám rovněž dovoluje propočítat, kolik planetesimál zrozených až za drahou Neptunu bylo předurčeno přemístit se na dráhy podobné asteroidům, tedy mezi Mars a Jupiter,“ vysvětluje profesor Vokrouhlický indicie, které jeho i další vědce vedly k vytvoření nového modelu vývoje Sluneční soustavy.
Obíhá naše Slunce dosud neznámá planeta?
Při zdánlivé ustálenosti dnešních názorů na vývoj drah obřích planet dosažené za poslední desetiletí však vědci vědí, že za každým rohem se může skrývat háček, který dokáže způsobit puklinu i v těch nejatraktivnějších teoriích. Tím spíše, že mnohé předpovědi modelů vývoje obřích planet se týkají populací Slunci velmi vzdálených těles. Jejich vyhledávání v temnotě vesmíru je velmi náročné a vyžaduje ty největší dalekohledy také proto, že často odrážejí jen velmi málo slunečního záření. Budoucnost může tudíž přinést nejen doplňující poznatky, ale i ty zcela převratné.
Astronomové se například aktuálně přou o existenci hypotetické deváté planety, která možná vznikla už při formování Sluneční soustavy, nebo do ní byla zachycena ještě v době, kdy Slunce pobývalo ve své zárodečné hvězdokupě. Přímo tato planeta zatím spatřena nebyla, astronomové na ni usuzují pro její možný vliv na uspořádání dnes známých těles na velmi protáhlých a Slunci velmi vzdálených drahách. Obdobně byla ostatně předpovězena existence planety Neptun pro její vliv na polohu Uranu.
Domnělá vzdálená planeta by mohla mít velikost naší Země, ale je od Slunce tak daleko, že její oběh trvá tisíce let. Z našeho pohledu se tedy po obloze pohybuje tak pomalu, že se moderním přístrojům může jevit jako téměř nehybný bod. Navíc je pravděpodobně na samé hranici detekčních schopností nynějších teleskopů.
„V budoucnu se snad podaří její existenci potvrdit, nebo vyvrátit, a posuneme tak znalosti o minulosti, současnosti i budoucnosti naší Sluneční soustavy zase o kus dál,“ shrnuje David Vokrouhlický. „A vlastně změníme i poznání vzdálenějšího vesmíru, protože prakticky stejně musely kolem okolních hvězd vzniknout i jejich planety nebo planetární soustavy, které v posledních třiceti letech objevujeme.“
prof. RNDr. David Vokrouhlický, DrSc.
Narodil se v roce 1966. Vystudoval astronomii na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v Praze, poté pracoval v jejím Astronomickém ústavu, kde byl mezi lety 2015 a 2023 ředitelem. V roce 2000 se stal docentem a v roce 2009 profesorem.
Zabývá se především pohybem malých těles Sluneční soustavy, vyvinul nové fyzikální modely pro negravitační síly působící na malé planetky a meteoroidy. Na začátku své profesní dráhy též pracoval v oblasti kosmické geodézie a relativistické astrofyziky, v posledních letech zkoumá i pohyb vícenásobných hvězdných soustav.
Je mimo jiné členem Mezinárodní astronomické unie a Učené společnosti ČR. Mezi jeho vědecká ocenění patří i pojmenování jedné z planetek na dráze mezi Marsem a Jupiterem jeho jménem.
Information on Data Processing for the Survey „Societal and Economic Impacts of Basic Research Funded by the Czech Science Foundation (GACR)”
Data to be processed
To reduce the administrative burden, certain information will be pre-populated from the GACR project database. This includes, in particular:
name and surname of the principal investigator,
gender,
institution / workplace,
project number,
project title,
discipline panel.
In the questionnaire, you will also be asked to provide information on the impacts of the project, the areas in which those impacts have been observed, the pathway from the project result to its impact, the time elapsed before the impact materialised, interconnections with other projects and, where applicable, your ORCID and the year in which you were awarded your PhD or equivalent qualification.
Voluntary participation
Participation in this Survey is voluntary. You may discontinue completing the questionnaire at any time. Failure to complete the questionnaire will have no effect on your current or future relationship with GACR, the evaluation of your projects, or your ability to apply for GACR funding.
By submitting the completed questionnaire, you confirm that you have read and understood the information regarding the purpose of the Survey and the processing of data and that you agree to the use of the information provided for the analytical and evaluation purposes described above.
Benefits of the Survey
The Survey will enable GACR to better describe and evaluate the broader societal, economic, academic and other impacts of basic research. The results may contribute to better communication of the benefits of basic research to both the scientific community and the general public, as well as to the further development of GACR’s analytical and evaluation activities.
Risks of the Survey
The risks associated with participation in the Survey do not exceed those associated with routine administrative or office activities. The main potential risk relates to the processing of personal data and project-related information. This risk will be minimised by restricting access to the data to authorised GACR staff only, ensuring data security and using the results primarily in aggregated form.
Data Protection and Use
The data collected will be used exclusively for GACR’s analytical, evaluation, strategic and communication purposes. Access to individual responses will be restricted to authorised GACR staff and, where applicable, to persons processing the data on behalf of GACR and in accordance with conditions ensuring the protection of personal data.
The Survey results will generally be presented in aggregated form so that individual respondents cannot be identified. Should specific text responses or examples of impacts be used in the future in a manner that could lead to the identification of an individual, project or institution, they will be modified, anonymised or separate consent will be requested, where relevant.
Personal data will not be used for purposes other than those related to this Survey and GACR’s analytical activities.
The data controller for the personal data processed in connection with this Survey is the Czech Science Foundation (GACR), with its registered office at Evropská 2589/33b, 160 00 Prague 6, Czech Republic.
If you have any questions regarding the processing of data or this Survey, please contact:
Mr. Ondřej Lukeš, e-mail: ondrej.lukes@gacr.cz, Department of Analysis and Evaluation
Projekt financovaný Grantovou agenturou České republiky (GA ČR) navázal na jednu z největších výzev stavebnictví: cementářský průmysl sice postupně snižuje emise, stále však výrazně přispívá ke globální produkci oxidu uhličitého. Zatímco hrubé frakce recyklovaného betonu nacházejí uplatnění poměrně snadno, podsítné frakce představují problematický odpad.
Ambice vědců z Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT) a Vysoké školy chemicko-technologické (VŠCHT) byla proto jasná: ukázat, že právě tyto jemné částice lze spojit a proměnit v materiál s užitnou hodnotou a současně otevřít cestu k ukládání uhlíku v pevné fázi.
Biocementace jako cesta k novému materiálu
Vědci využili mikrobiálně indukované srážení uhličitanu vápenatého (microbially induced calcite precipitation – MICP), kdy mikroorganismy za specifických podmínek tvoří krystaly uhličitanu vápenatého (CaCO3), které tyto jemné frakce spojí v pevný kompozitní vzorek.
Vědecky šlo o neprobádané území: v dostupné literatuře nebyla technologie MICP pro vázání nejjemnějších částic odpadního betonu popsána, přesto dosavadní poznatky z biocementace dávaly naději, že lze propojit cirkulární ekonomiku stavebních materiálů s biotechnologií.
Podsítné frakce vyseparované při třídění recyklátu.
Mezioborový výzkum ČVUT a VŠCHT
Náplní tříletého výzkumného projektu byla komplexní agenda rozdělená do čtyř vzájemně provázaných okruhů. Na Fakultě potravinářské a biochemické technologie VŠCHT pod vedením doc. Ing. Hany Stiborové, Ph.D., probíhal výběr vhodných bakteriálních kmenů, optimalizace kultivačních podmínek a sledování vlivu různých metabolických drah na tvorbu CaCO3 v suspenzích podsítných frakcí recyklovaného betonu.
Na Fakultě stavební ČVUT pod vedením hlavního řešitele projektu, doc. Ing. Václava Nežerky, Ph.D., probíhala mikrostrukturální a mechanická charakterizace vzniklých konglomerátů − od elektronové mikroskopie a fázové analýzy přes nanoindentaci až po makroskopické tlakové a lomové zkoušky a následné mikromechanické modelování. Mezi oběma týmy průběžně proudily vzorky, data i interpretace, takže biologické experimenty neprobíhaly izolovaně od materiálového hodnocení, ale tvořily jeden společný výzkumný příběh.
Spolupráce mezi katedrami a mezi oběma univerzitami se ukázala jako klíčová pro pochopení problematiky v celé její hloubce. Mikrobiologové z VŠCHT přinášeli zkušenosti s kultivací bakterií, identifikací kmenů a hodnocením například ureasové či karbonátanhydrasové aktivity; materiáloví inženýři a odborníci na mikroskopii z Fakulty stavební ČVUT se zabývali vztahem mezi mikroskopickými ději a pevností připravovaných vzorků. Materiál pro experimenty dodaly společnosti ENVISAN GEM, a.s., a Moravostav družstvo, což umožnilo testovat postupy na reálném odpadu, nikoli jen na laboratorních modelových směsích.
Od ureolytických bakterií k ekologičtějším procesům
Projekt postupně přinesl výsledky, které v několika směrech překonaly původní očekávání. V počátcích se práce soustředila na ureolytické bakterie, zejména Sporosarcina pasteurii, a prokázala, že proces MICP dokáže zvýšit obsah uhličitanu vápenatého, snížit porozitu a zlepšit tuhost materiálu až na úroveň přibližně pětiny tuhosti pórobetonu.
Postupně se však ukázalo, že perspektivnější cestou jsou zejména fakultativně anaerobní kmeny Alkalihalophilus pseudofirmus a Sutcliffiella cohnii využívající metabolickou dráhu oxidace organických sloučenin. Tyto organismy nejen podporují srážení CaCO3, ale v materiálech bohatých na síru významně urychlují a podporují tvorbu Aft fází, zejména ettringitu a thaumasitu, které výrazně zvyšují soudržnost konglomerátu. Tento posun směrem od ureolytických procesů má i praktický ekologický význam, neboť se nepodílí na produkci a uvolňování amoniaku do okolí.
Vzorek bloku z recyklátu zpevněného pomocí produktů vytvořených bakterií Sutcliffiella cohnii.
Mikrostruktura, mechanické vlastnosti a modelování
Tým na ČVUT paralelně detailně mapoval mikrostrukturu cementovaných vzorků pomocí SEM, EDS, XRD, TGA a nanoindentace a propojil experimentální data s mikromechanickým modelem. Ten dokázal vysvětlit vztah mezi poklesem porozity a růstem efektivního Youngova modulu a ověřil, že pozorované trendy tuhosti lze predikovat z parametrů mikrostruktury.
Výstupy projektu a cesta k dalšímu rozvoji technologie
Součástí výstupů se staly také přehledové a metodické publikace, které shrnují možnosti využití bakterií při recyklaci nejjemnějších frakcí betonového odpadu, a práce s hodnocením environmentálních přínosů včetně spolupráce se Salfordskou univerzitou či Univerzitou Johannese Gutenberga v Mohuči na analýze životního cyklu a charakterizaci mikrostruktury materiálů.
V průběhu řešení vzniklo devět recenzovaných publikací v impaktovaných časopisech a ve sbornících mezinárodních konferencí, mezi nimiž vynikají zejména články v časopisech Cement and Concrete Composites, Powder Technology, Journal of Cleaner Production či Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. Závěrečné hodnocení GA ČR projekt označilo za excelentní a potvrdilo, že cíle projektu byly naplněny.
Úspěchy projektu nespočívají jen v počtech publikací a citací. Podařilo se vybudovat stabilní mezioborový tým, zapojit doktorandy a studenty do řešení reálné aplikační problematiky, navázat zahraniční spolupráci s odborníky na MICP a otevřít předběžný dialog s průmyslovým partnerem o možnostech dalšího škálování technologie. Projekt tak přinesl nejen laboratorní důkaz konceptu, ale i argumentaci pro podpoření dalšího výzkumu v oblasti recyklačních technologií, které odpovídají národním prioritám VaVaI v oblasti environmentálně šetrných materiálů a nových recyklačních postupů.
Úvodní obrázek: Krystaly kalcitu a aragonitu na povrchu zrn jemných frakcí odpadního betonu.
Grantová agentura České republiky (GA ČR) podpoří ve spolupráci s partnerskými agenturami z Polska, Německa a Rakouska 22 nových mezinárodních projektů. Jeden z nich bude trilaterální a propojí vědecké týmy z České republiky, Polska a Rakouska.
Návrhy projektů byly hodnoceny formou Lead Agency, kdy hodnocení provádí pouze jedna ze zapojených agentur a ostatní agentury od ní hodnocení přebírají. U polsko-českých projektů a trilaterálního projektu byla hodnoticí agenturou polská agentura Narodowe Centrum Nauki (NCN), u německo-českých projektů německá Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Každá ze zapojených agentur financuje náklady vědců ze své země.
Německo-české projekty budou zahájeny 1. října 2026, polsko-české projekty a trilaterální projekt 1. ledna 2027. Doba řešení všech projektů je tři roky.
Tyto a další mezinárodní spolupráce probíhají díky iniciativě WEAVE, která vznikla s cílem odstranit bariéry přeshraniční vědecké spolupráce a propojit evropské agentury podporující základní výzkum.
Informace o dalších podpořených mezinárodních projektech budou zveřejňovány po jejich schválení všemi zúčastněnými agenturami.
U projektů s počátkem řešení v roce 2027 je rozhodnutí o financování přijato s podmínkou, že zákonem o státním rozpočtu České republiky na rok 2027 budou Grantové agentuře České republiky přiděleny účelové prostředky ve výši schválené Radou pro výzkum, vývoj a inovace a vládou ČR. V případě přidělení účelových prostředků v nižší výši nebo z jiných zákonných důvodů si Grantová agentura České republiky vyhrazuje právo poskytnutí podpory na některé výše uvedené grantové projekty omezit nebo podporu na některé tyto grantové projekty neposkytnout.
Pro snížení administrativní zátěže budou některé údaje předvyplněny z databáze projektů GA ČR. Jedná se zejména o:
jméno a příjmení řešitele/řešitelky,
pohlaví,
instituci / pracoviště,
číslo projektu,
název projektu,
oborový panel.
V dotazníku budete dále požádáni o informace týkající se dopadů projektu, jejich oblasti, cesty od výsledku projektu k dopadu, časového odstupu dopadu, návaznosti na další projekty a případně o doplnění ORCID a roku udělení Ph.D. nebo ekvivalentní kvalifikace.
Dobrovolnost účasti
Účast v tomto šetření je dobrovolná. Vyplnění dotazníku můžete kdykoliv přerušit. Nevyplnění dotazníku nebude mít žádný vliv na Vaše současné ani budoucí vztahy s GA ČR, hodnocení projektů ani možnost ucházet se o podporu GA ČR.
Odesláním vyplněného dotazníku potvrzujete, že jste se seznámil/a s informacemi o účelu šetření a zpracování údajů a že souhlasíte s využitím poskytnutých odpovědí pro uvedené analytické a evaluační účely.
Přínosy šetření
Šetření umožní GA ČR lépe popsat a vyhodnotit širší společenské, ekonomické, akademické a další dopady základního výzkumu. Výsledky mohou přispět ke kvalitnější komunikaci přínosů základního výzkumu vůči odborné i širší veřejnosti a k dalšímu rozvoji analytické a evaluační činnosti GA ČR.
Rizika šetření
Rizika spojená s účastí v šetření nepřesahují rizika běžné administrativní nebo kancelářské činnosti. Hlavní potenciální riziko souvisí se zpracováním osobních údajů a informací o projektech. Toto riziko bude minimalizováno omezením přístupu k datům pouze na pověřené pracovníky GA ČR, zabezpečením dat a používáním výsledků především v souhrnné podobě.
Ochrana a využití dat
Získaná data budou využita výhradně pro analytické, evaluační, koncepční a komunikační účely GA ČR. Přístup k individuálním odpovědím budou mít pouze pověření pracovníci GA ČR, případně osoby zpracovávající data na základě pokynů GA ČR a za podmínek zajišťujících ochranu osobních údajů.
Výstupy ze šetření budou zpravidla prezentovány v agregované podobě, tedy tak, aby nebylo možné identifikovat konkrétního respondenta. Pokud by měly být v budoucnu využity konkrétní textové odpovědi nebo příklady dopadů způsobem, který by mohl vést k identifikaci osoby, projektu nebo instituce, budou před zveřejněním upraveny, anonymizovány nebo bude vyžádán zvláštní souhlas, pokud to bude relevantní.
Osobní údaje nebudou využity k jiným účelům, než které souvisejí s tímto šetřením a analytickou činností GA ČR.
Správcem osobních údajů zpracovávaných v souvislosti s tímto dotazníkovým šetřením je Grantová agentura České republiky, se sídlem Evropská 2589/33b, 160 00 Praha 6.
V případě dotazů ke zpracování údajů nebo k tomuto šetření se můžete obrátit na:
Ondřej Lukeš, e-mail: ondrej.lukes@gacr.cz, Oddělení analýz a evaluací
Zhoubný kožní melanom je jednou z nejagresivnějších onkologických diagnóz – jen v Česku si ji každoročně vyslechne kolem 2500 pacientů. Jeho výzkumu se i za podpory Grantové agentury České republiky dlouhodobě věnuje Mgr. Stjepan Uldrijan, CSc. z Biologického ústavu Lékařské fakulty Masarykovy univerzity.
Po několika letech testování mohl se svým týmem konečně zveřejnit studii popisující význam proteinového komplexu eIF4F v nádorových buňkách, a to, jakým způsobem ovlivňuje signální dráhu ERK, tedy proces, který řídí jejich růst a dělení. Publikoval ji jeden z nejcitovanějších vědeckých žurnálů, Proceedings of the National Academy of Sciences, což jen dokládá, jak zásadním přínosem pro budoucí vývoj léčiv může práce brněnských vědců být.
Ve svém výzkumu jste se věnovali proteinovému komplexu eIF4F v kožních melanomech. Souvislost mezi ním a růstem nádorových buněk byla popsána už před lety. Na co přesně jste se tedy nově zaměřili?
Vědělo se o tom, že eIF4F se nějak podílí na rezistenci melanomových buněk vůči léčbě, ale ten mechanismus úplně jasný nebyl. A protože současná léčba cílí na signální dráhu ERK, která je důležitá pro dělení nádorový buněk, zaměřili jsme se právě na ni. Zjistili jsme, že aktivita této dráhy se výrazně mění, když komplex eIF4F nefunguje. Jinými slovy: aktivita eIF4F je nezbytná k tomu, aby se správně nastavila aktivita signální dráhy ERK, která pohání dělení nádorových buněk. Naše zjištění tak je nadstavbou k dosavadním znalostem o regulaci signální dráhy v melanomu, ale zdá se, že docela důležitou. (usměje se)
Aktivita eIF4F řídí intenzitu signalizace ERK u melanomu. Model popisující úlohu eIF4F při udržování optimálního signálního toku dráhy ERK a mechanismus hyperaktivace ERK v melanomových buňkách nesoucích onkogenní mutace BRAF a NRAS v reakci na nízkomolekulární inhibitory eIF4F
Jak funguje signální dráha ERK u normálních buněk a jak se proměňuje u těch nádorových?
Normální buňky mají aktivitu dráhy ERK nízkou a teprve až dostanou signál ve formě tzv. růstového faktoru, tak tu dráhu „zapnou“ a můžou se rozdělit. Nádorová buňka má však v dráze mutace, které ji aktivují hodně – třeba stonásobně oproti normálním buňkám – takže pak stále rostou bez ohledu na tyto růstové faktory. Dlouho se mělo za to, že čím je dráha aktivnější, tím víc se budou nádorové buňky dělit. Náš výzkum ale ukazuje, že to tak úplně neplatí, že to je, jak se říká česky, „vocaď pocaď“. Když je dráha moc nízká, tak nádor neroste, a naopak, když je moc vysoká – jako u zmutovaných buněk – a zároveň jí chybí brzda v podobě eIF4F, tak její aktivita vystřelí o mnoho řádů výš.
Je správný předpoklad, že když se naučíme regulovat eIF4F, budeme moct regulovat i aktivitu signální dráhy?
Ukazujeme, že to možné je. Nám jde primárně o to, aby nádorové buňky nerostly. Tedy o to najít látku, která bude fungovat jako léčivo tím, že bude v nádorových buňkách cílit na eIF4F, zablokuje jeho aktivitu, což naruší regulaci signální dráhy, aby to nádorovým buňkám vadilo do té míry, že umřou. Ale eIF4F má v buňkách význam i pro jiné procesy důležité pro přežití, takže je otázka, zda vůbec můžeme dosáhnout jeho zablokování v nádorových buňkách bez toho, aby to vadilo normálním buňkám.
V rámci svého výzkumu už jste se ale o jeho blokaci pokoušeli, že?
Používali jsme některé sloučeniny známé tím, že na něj cílí. Některé z nich vykazují protinádorovou aktivitu v podmínkách in vitro, některé se jeví, že by mohly nádorové buňky zabíjet dokonce in vivo. Ale vzhledem k tomu, že žádné schválené léčivo, které by cílilo na eIF4F, neexistuje, tak se zatím nedá říct, že tohle je ta cesta, jak pacienty léčit. Nevíme například, jestli by se neprojevily nějaké vedlejší účinky. Ukazujeme však novou biologii a regulaci, která je pro nádorové buňky zásadní, a o které se dosud nevědělo. A je otázka, zda se podaří nějaké léčivo, které by toho využilo, najít. Na světě jsou týmy, které se hledáním inhibitorů eIF4F zabývají, i my sami se snažíme. (usměje se)
Proč vůbec nadměrné zaktivnění signální dráhy ERK nádorovým buňkám tolik vadí?
To nevíme. Ta dráha má mnoho cílů a jde o téma k dalšímu prozkoumání…
Jestliže přílišná aktivace vede ke smrti nádorových buněk, lze naopak předpokládat efekt úplného utlumení této dráhy?
To právě dělají stávající léčiva, která dráhu zablokují. Problém je však v tom, že v nějakém okamžiku se vyvine rezistence a ty léky přestanou fungovat. Nádor se pak vrací. A nám teď zbývá už jen druhá cesta, tu aktivitu extrémně zvýšit. Vše totiž nasvědčuje tomu, že jednotícím prvkem toho všeho je zvýšená aktivita eIF4F. Proto jsme ho zkoumali. Protože bylo ukázáno, že eIF4F se nějakým způsobem podílí na vzniku této rezistence.
Zničení buněk prostřednictvím nadměrné aktivace jejich signální dráhy by tak mohlo posloužit jako podpora stávajících terapií? Čili, nádorové buňky by se nejdřív utlumily, a pak zabily?
Ono se má za to, že kdyby se inhiboval eIF4F, tak by se při použití stávajících léků rezistence vůbec nemusela vyvinout. Komplex eIF4F totiž dává buňkám nějakou šanci té léčbě uniknout. Jeho blokací bychom ale mohli docílit toho, že buňky, které by byly jinak rezistentní, by vůbec nepřežily. Pacient by se tak vyléčil. Toto už bylo prokázáno in vitro.
Konkrétně jste se zabývali genovými mutacemi BRAF a NRAS, které v případě melanomů patří k těm vůbec nejrozšířenějším. Lze zobecnit, jak velký segment melanomů váš výzkum zasahuje?
Mutace BRAF se vyskytuje asi u 50 % melanomů, NRAS zhruba u 30 %. Kdybychom se podívali například do Irska, tak tam je NRAS zastoupena 60 až 70 %, a menšinově BRAF. Ty další mechanismy vedoucí ke vzniku onemocnění už jsou statisticky relativně málo významné, takže se dá říct, že náš výzkum pokrývá velkou většinu melanomů. A to ještě nevíme, jestli třeba regulace dráhy ERK není důležitá třeba i u jiných typů nádorů. Respektive, dá se to očekávat, a naše výsledky naznačují, že těch typů nádorů, které kontrolují dráhu ERK stejným nebo podobným mechanismem, je celá řada. Kolik a jaké, tím se chceme do budoucna ještě zabývat.
Grafické znázornění kožního melanomu + fotografie nádorových buněk z fluorescenčního mikroskopu
Kudy by se měl výzkum v tomto směru dál ubírat? Když jsme se bavili dva roky nazpět, zmiňoval jste, že ve Spojených státech už jedna firma postoupila ke klinickému testování látky, která by eIF4F ovlivňovala…
No, tak ta firma před necelým půl rokem zkrachovala. Bohužel jí nevyšlo klinické testování. Ovšem nikoliv léku proti eIF4F, ale léku proti kináze MNK, o němž se mělo za to, že by mohl pomáhat pacientům s karcinomem plic. Ale nezafungovalo to, utratili asi 300 milionů dolarů, a k dalšímu prokazování účinku inhibitoru eIF4F se zatím nedostali a možná ani nedostanou. Na ty testované molekuly existují nějaké patenty, které někomu patří a ten někdo se bude rozmýšlet, jestli se mu vyplatí výzkum dál financovat a jestli se to vůbec podaří. Z mého pohledu to význam má, ale jde vždy o zvážení šance, zda se danou sloučeninu podaří přeměnit na lék.
Čili když se vrátím k dotazu, kudy by se měl váš výzkum dál ubírat, kdo by se od něho mohl odrazit…
Myslím, že naše výsledky podporují význam komplexu eIF4F, minimálně v maligním melanomu. Tím pádem by mohly třeba motivovat farmaceutické firmy, aby tomu věnovaly víc pozornosti.
Před dvěma roky jsme se bavili o vašem projektu buněčného systému pro efektivní screening knihoven chemických sloučenin, který měl pomoci s identifikací právě nových léčiv cílících na důležité proteiny v nádorové buňce. Jak jsou tyto dva výzkumy provázané?
Významně. Aktuální článek stál několik let právě kvůli tomu, než se dostaneme dostatečně daleko s testováním. A teď, když už máme otestovanou velkou chemickou knihovnu, a máme kandidátní molekuly, můžeme pustit do světa, jak by se díky našemu objevu mohly inhibitory eIF4F snadno identifikovat.
V souvislosti s dnes všudypřítomnou umělou inteligencí se hovoří o tom, jak by mohla pomáhat právě ve farmaceutickém průmyslu s identifikací vhodných molekul. Využíváte nějak AI i ve vašem výzkumu?
Já sám ne, protože já nejsem chemik a s designem molekul nemám moc zkušenosti. Ale je dost dobře možné, že v nějaké fázi se ve spolupráci s chemiky, kteří umí moderní nástroje designu léčiv využívat, budeme snažit vylepšit molekuly, které jsme identifikovali jako potenciální kandidáty na léky cílící na eIF4F. Protože v existujících knihovnách je jen omezené množství molekul a pokud by se dala nějak namodelovat varianta, která by do cílové molekuly – v našem případě eIF4F – zapadala lépe než námi při testování objevená molekula, tak má pak smysl si ji nechat nasyntetizovat a dál s ní pracovat. Ale tohle konkrétně my neděláme a ani neumíme. Na to jsou na fakultě a na univerzitě jiní odborníci.
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.