Začátkem léta se v lesích a údolích objevují svatojánské mušky – světlušky (Lamprohiza splendidula). Jejich těla vydávají zelené světlo, kterému říkáme luminiscence. Trochu odborněji bychom mohli říci, že světlušky mají luminiscenční značky. I když jejich světlo je slabé, velmi dobře je vidíme. To je způsobeno okolní tmou, kdy nás neruší žádné jiné záření, tedy není přítomno rušivé pozadí. Stejný princip můžeme použít i při pozorování tak nepatrných objektů, jako jsou molekuly. Právě na něj se ve svém projektu podpořeném GA ČR, který byl hodnocen jako vynikající, zaměřil tým Antonína Hlaváčka z Ústavu analytické chemie AV ČR.
Fluorofory – klasické značky
Některé molekuly – fluorofory – také mohou vydávat luminiscenci, kterou nazýváme fluorescence. Luminiscence molekuly jednoho fluoroforu je velmi slabá, ale při nízkém pozadí je dostatečná dokonce i pro pozorování v optických mikroskopech. Fluorofor můžeme použít jako luminiscenční značku pro molekuly, kterým vlastnost luminiscence chybí. Tímto označováním si vybíráme, které molekuly můžeme pozorovat a které zůstanou skryté. Fluorofory jsou proto velmi významné a v řadě případů umožňují získat vynikající výsledky. Fluorescenci však vykazují i látky, které se běžně vyskytují v živých organismech a přírodních materiálech. Tyto přirozené fluorofory potom zvyšují pozadí a brání úspěšnému experimentu – je to jako bychom hledali svatojánské mušky se svítilnou na čele!
Foton-upkonverzní nanočástice – nová generace značek
Řešením tohoto problému se zabývá i Antonín Hlaváček. Jeho pozornost upoutaly především nanočástice, které vykazují zvláštní typ luminiscence – fotonovou upkonverzi. Fotonová upkonverze je zvláštní jev, kdy nanočástice absorbují neviditelné infračervené záření a vyzařují ho v podobě viditelného světla různých barev. Foton-upkonverzní nanočástice jsou velmi malé krystaly s velikostí přibližně 5-100 nm. „Díky obsahu vybraných lanthanoidů mají schopnost postupně absorbovat několik fotonů s nízkou energií – neviditelné infračervené záření. Nanočástice tak získá dostatek energie pro vyzáření fotonů viditelného světla,“ vysvětluje Antonín Hlaváček.
Velikost některých molekul, jako jsou proteiny, je s velikostí foton-upkonverzních nanočástic srovnatelná, a tak je možné je použít k jejich značkování. Jestliže foton-upkonverzními nanočásticemi označíme molekuly, můžeme je pozorovat a neruší nás žádné jiné zdroje záření na pozadí – jsou jako světlušky za bezměsíčné noci. Díky nízkému pozadí mohou být takto označené molekuly pozorovány dokonce jednotlivě, a to i s poměrně nenáročnou instrumentací. Tímto způsobem označené molekuly se uplatňují například v imunohistochemii, která umožňuje studium mikroskopické struktury živočišných tkání a rostlinných pletiv. Imunohistochemie umožňuje v mikroskopických preparátech specificky označit vybrané molekuly a pozorovat jejich prostorové rozložení. Podobně můžeme měřit i koncentraci molekul v imunochemických detekčních metodách. V tomto případě měříme intenzitu fotonové upkonverze označených molekul, ze které můžeme určit koncentraci stanovované látky.
Kromě zeleně zářících světlušek existují i další světélkující organismy, které vyzařující světlo různých barev. Něčeho podobného se Antonín Hlaváček pokouší dosáhnout ve světě nanočástic a molekul. Zabývá se vývojem foton-upkonvezních nanočástic, které mohou vydávat záření různých barev. Jedná se o takzvané multiplexování, které umožňuje současně pozorovat několik typů molekul.
Optická mikroskopie modrých a zelených foton-upkonverzní nanočástic adsorbovaných na skleněném substrátu. Velikost nanočástic je přibližně 25 nm.
V současné době Antonín Hlaváček využívá multiplexování v mikrofluidních experimentech, kdy s jeho pomocí může označovat (kódovat) mikrokapkové reaktory. To umožňuje provádět velké množství například biochemických experimentů a vyhodnocovat jejich výsledky během zlomků vteřiny. V navazujícím projektu ve spolupráci s Ústavem biochemie Masarykovy univerzity v Brně vyvíjí nové imunochemické metody. S využitím multiplexování s foton-upkonverzními nanočásticemi a automatizace na mikrofluidních čipech může být zlepšena detekce klinicky významných proteinových markerů. „V těchto experimentech je důležité detekovat minimální množství cílových molekul. Proto možnost pozorovaní a počítání jednotlivých molekul nachází skvělé uplatnění“, zamýšlí se doktor Hlaváček závěrem.
Experti fotonové upkonverze na Ústavu analytické chemie AV ČR (zleva Julie Weisová, Antonín Hlaváček a Jana Křivánková). Antonín Hlaváček vystudoval obor biochemie na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně. V současnosti se věnuje přípravě nanočástic a vývoji instrumentace pro analytickou chemii. Antonín Hlaváček si velmi váží podpory GA ČR, výborného prostředí na Ústavu analytické chemie AV ČR a vynikajících kolegů, bez kterých by výzkum nebyl možný.
P405 – Archeologie a starší dějiny (do roku 1780) – specializace historie středověku
P410 – Moderní dějiny (od roku 1780) a etnologie – specializace etnologie
P501 – Fyziologie a genetika rostlin, rostlinolékařství
P502 – Fyziologie a genetika živočichů, veterinární lékařství
P503 – Potravinářství, ekotoxikologie a environmentální chemie
P504 – Péče o krajinu, lesnictví a půdní biologie, ekologie ekosystémů
P505 – Ekologie živočichů a rostlin
P506 – Botanika a zoologie
Návrhy na členy hodnoticích panelů mohou na formulářích GA ČR předkládat právnické i fyzické osoby působící v oblasti vědy a výzkumu z řad významných odborníků, kteří v základním výzkumu dosáhli přesvědčivých výsledků. Předložené nominace musí obsahovat seznam všech pracovišť kandidáta a prohlášení zaměstnavatele, že s nominací souhlasí a je připraven kandidáta v případě jeho jmenování uvolňovat na zasedání panelů, případně dalších poradních orgánů předsednictva GA ČR, která mohou vyplynout z titulu členství v panelu. Z důvodu vyloučení střetu zájmů při hodnocení projektů, je GA ČR nucen upřednostňovat kandidáty s menším počtem afiliací. Délka členství v hodnoticím panelu se stanovuje zpravidla na 2 roky a každý zvolený člen panelu může tuto činnost vykonávat nejvýše po dvě funkční období. Grantová agentura přivítá vyšší zastoupení žen, podobně jako cizojazyčných pracovníků působících na našich institucích, v podaných nominacích na členy hodnoticích panelů.
Jedním z důležitých požadavků na člena hodnoticího panelu je ochota a schopnost umět s určitým nadhledem posoudit v rámci panelu širší úsek oboru, tedy nejen specializaci vlastní vědecko‐výzkumné činnosti. Dále je třeba zdůraznit, že člen hodnoticího panelu je nominován jako vědecká osobnost, nikoli jako zástupce instituce, v níž působí. Očekává se tudíž schopnost posuzování výhradně podle odborných hledisek. Povinností člena hodnoticího panelu je vyjádřit se ke značnému počtu projektů, seznámit se se všemi předloženými projekty a dále zúčastnit se všech zasedání hodnoticího panelu. Členství v panelu je tedy náročné na časové i pracovní zatížení. Členům panelů náleží za jejich práci finanční odměna.
GA ČR využívá webovou aplikaci pro zpracování grantových přihlášek, dílčích i závěrečných zpráv pro řešitele a dále i pro hodnocení projektů členy panelů. Proto je nezbytné, aby kandidáti na členství v hodnoticích panelech byli schopni a ochotni tento elektronický systém používat.
Návrhy do hodnoticích panelů pro nadcházející funkční období začínající 1. dubna 2022 je třeba zaslat Kanceláři GA ČR v písemné formě nebo elektronicky na formuláři GA ČR podepsaném osobou oprávněnou jednat jménem zaměstnavatele (lze i prostřednictvím Informačního systému datových schránek – ISDS: a8uadk4) na e-mailovou adresu podatelna@gacr.cz nejpozději do 31. ledna 2022.
Pokud byl na kandidáta předložen návrhový list na konci roku 2020 či na začátku roku 2021 a v mezidobí nedošlo u kandidáta k podstatným změnám, nový návrhový list není požadován. Návrhové listy doručené do Kanceláře GA ČR v uvedeném období tudíž zůstávají platné.
Předseda výboru pro vědu, vzdělání, kulturu, mládež a tělovýchovu poslanec Ivo Vondrák vyzývá právnické osoby zabývající se výzkumem a vývojem, aby ve lhůtě do 17. prosince 2021 předložily výboru návrh na volbu člena kontrolní rady Grantové agentury České republiky (GA ČR).
Kontrolní rada GA ČR je kontrolním orgánem GA ČR. Má deset členů, které z řad odborníků jmenuje Poslanecká sněmovna na návrh právnických osob zabývajících se výzkumem a vývojem. Funkční období členů kontrolní rady je čtyřleté s možností jmenování nejvýše na dvě období po sobě následující. Kontrolní rada kontroluje rozdělování finančních prostředků GA ČR, projednává stížnosti na postup poskytovatele při hodnocení návrhu grantového projektu a předkládá stanoviska předsednictvu, pro které jsou závazná.
Vírové struktury, stručněji víry, nás v běžném životě doslova obklopují, i když je zpravidla vůbec nevnímáme. Dokonce i v případě jejich dynamických účinků, které na nás působí, je mnohdy nevnímáme jako víry, pokud nejsou dobře viditelné. Nemůžeme ani vyloučit jejich přítomnost v naší dýchací nebo srdečně-cévní soustavě.
Řada vírů bezprostředně souvisí s vlastní lidskou činností, technikou a technologickými procesy a zařízeními – počínaje víry vznikajícími v úplavu nejrůznějších dopravních prostředků, výškových budov a konstrukcí a konče například procesy míchání a vírovými separátory.
Na příkladu tornáda je vidět, že víry hrají významnou roli při makroskopickém transportu hmoty, hybnosti a energie. Z toho plyne základní motivace k jejich výzkumu. Patří nepochybně k nejcharakterističtějším dynamickým strukturám proudění, proto jsou někdy přirovnávány k jeho „šlachám a svalům”. Víry jsou tedy v proudění tekutin zásadní. Ale co vlastně jsou a jak je definovat?
Vírové struktury vznikající v rámci nestacionárního proudění (zpravidla se jedná o proudění turbulentní nebo přechodové do turbulence) jsou doslova schopny „svého vlastního života”: svého vzniku a růstu, interakce s ostatními strukturami proudění, především s dalšími vírovými strukturami, interakce se stěnou či tělesy a konstrukcemi, a konečně podléhají vlastnímu rozpadu, nemají-li ke svému životu dostatečný přísun energie. Jejich rozměry se pohybují od neuvěřitelných několika ångströmů (10-10 m) v supratekutém héliu do rozměrů spirálních galaxií vyjádřených ve světelných letech.
V souvislosti s vírovými strukturami vzniká celá řada zajímavých otázek, a je tudíž s podivem, že vyčerpávající odpověď, byť intuitivně zřejmá, na tu nejzákladnější otázku „Co je vír?” se hledá již více než tři desítky let. Skutečná exaktní matematicko-fyzikální odpověď, tedy vlastní definice víru, respektive identifikace víru, je stále předmětem živé diskuse v odborné literatuře. Je přitom nesporné, že vzhledem k obrovské rozmanitosti proudění vírového charakteru jsou univerzální a fyzikálně dobře opodstatněné nástroje, tedy identifikační metody a kriteriální veličiny sloužící ke stanovení vírových struktur v proudění, nanejvýš potřebné a užitečné. Výše uvedenou otázkou „Co je vír?” se zabývali v nedávném úspěšném projektu „Pokročilá analýza proudových polí” také vědečtí pracovníci dvou spolupracujících akademických ústavů z AV ČR, Ústavu pro hydrodynamiku (ÚH AV ČR) a Matematického ústavu (MÚ AV ČR), pod vedením dvou původem strojních inženýrů, Ing. Václava Koláře, CSc., (ÚH AV ČR) a Ing. Jakuba Šístka, Ph.D. (MÚ AV ČR)
Prvním vážným problémem vírové identifikace je, že standardní intuitivní míry selhávají. Konkrétně uveďme několik takových typických charakteristik: (1) uzavřené nebo spirální proudnice (popř. trajektorie částic) nejsou bohužel galileovsky invariantní (tj. invariantní vůči rovnoměrné přímočaré translaci pozorovatele), (2) vířivost, tj. galileovsky invariantní průměrná úhlová rychlost elementu tekutiny, není schopna rozlišit mezi smykovým a skutečně rotačním pohybem ve víru, (3) lokální minimum tlaku obecně negarantuje existenci víru. Tyto skutečnosti motivovaly vznik celé řady poněkud sofistikovanějších metod, které můžeme zhruba dělit na kinematické a dynamické (podle výchozího popisu), dále na lokální (postačí znalost dat v daném bodě, např. znalost rychlostního gradientu) a nelokální (k vyhodnocení je nutná znalost informace ve více bodech současně), a konečně na metody regionální (popisující objemovou oblast víru) a metody čárové (popisující centrální osovou křivku víru neboli jeho centrální skeleton sestávající z bodů, kde je vírový pohyb v příčném řezu nejintenzivnější).
Obrázek 1 – Nestlačitelné proudění okolo nakloněné desky s úhlem náběhu 30° pro Reynoldsovo číslo Re=300 a Re=1200, a okolo rotujícího křídla octomilky pro Re=500. Vizualizace vírů pomocí metod (zleva doprava) λ2, Q, průměrné korotace a trojné dekompozice.
Na identifikační metody se klade celá řada obecných požadavků, které zatím žádná metoda nesplňuje jako celek, a proto se také žádná z metod zatím nestala z fyzikálního hlediska jednoznačnou primární volbou. Z praktického hlediska lze některé metody, zejména některé lokální regionální metody, které jsou rychlé na vyhodnocení, považovat za rozšířené a populární. Obecné požadavky na identifikační metody zahrnují:
platnost pro stlačitelné toky a toky s proměnlivou hustotou
stanovení lokální intenzity rotačního pohybu
stanovení orientace otáčení
stanovení integrální síly víru
identifikace osy víru
specifické požadavky na osu víru: existence a jednoznačnost pro každou spojitou oblast víru
stanovení hranice víru (fyzikální kritérium vs. práh kriteriální veličiny)
orbitální kompaktnost (omezená separace hmotných bodů při pohybu ve víru) vs. neomezené axiální napínání víru
popis nelokálních vlastností víru korelačního charakteru
nezávislost identifikačních výsledků na translaci a rotaci referenčního systému
Ukázky identifikace vírů pomocí dvou velmi oblíbených metod a jejich porovnání se dvěma metodami vyvinutými V. Kolářem a J. Šístkem jsou na Obrázku 1. Ukázka společného zobrazení oblastí vírů a jejich pomyslného protipólu, tedy oblastí s výraznou deformací, je na Obrázku 2.
„V projektu Pokročilá analýza proudových polí jsme se mimo jiné zaměřili na kritické zkoumání vlastností nedávno navržené a mimořádně citované metody z roku 2018, definující jistou lokální veličinu v anglosaské literatuře nazývanou vortex vector nebo Rortex, v čínské literatuře zpravidla pod názvem Liutex. Jejím hlavním přínosem je její vektorový charakter. Projekt myšlenkově navazoval na zásadní práce Václava Koláře, kdy okolo roku 2007 navrhl metodu trojné dekompozice tenzoru rychlostního gradientu na část rotační, smykovou a elongační. Tato metoda stále budí značnou pozornost a je základem pro další metody vyvíjené jak v rámci tohoto projektu, tak i na řadě pracovišť ve světě. Rovněž metoda Rortex převzala některé základní rysy z dřívějších metod vyvinutých na Ústavu pro hydrodynamiku a Matematickém ústavu AV ČR,“ uvádí důležité souvislosti Jakub Šístek.
Kritická analýza Rortexu ukázala, že jako vírovou strukturu tato metoda identifikuje i strukturu s neomezeným radiálním či axiálním napínáním. Toto zjištění bylo nejprve publikováno v časopise AIP Advances a následně uvedeno v širších souvislostech v prestižním časopise Physics of Fluids. Bylo zejména poukázáno na důsledky nesplnění orbitální kompaktnosti vedoucí na tzv. „disappearing vortex problem“, tedy problém s nespojitým chováním vírové identifikace.
Obrázek 2 – Zobrazení vírů (vlevo), zón s vysokou mírou deformace (vpravo) a jejich společné duální zobrazení (uprostřed) pro případ interakce Burgersových vírů pro Machovo číslo Ma=0,8.
Pro účely otestování nově vyvinutých identifikačních metod bylo potřeba provést řadu rozsáhlých simulací trojrozměrných úloh proudění. V těchto numerických experimentech se jednalo o řešení základních bilančních rovnic proudění, tedy Navierových-Stokesových rovnic. Za tím účelem tým okolo J. Šístka z MÚ AV ČR vylepšil metody rozkladu oblasti a provedl vysoce paralelní výpočty na počítači Salomon, největším paralelním superpočítači centra IT4Innovations v Ostravě.
V rámci projektu vznikla celá řada publikací včetně dvou monografií o numerických metodách. Projekt pomohl rozvíjet i open-source software. Jedná se především o softwarovou knihovnu Vortex Analysis Library (VALIB), do které byly všechny vyvinuté metody pro identifikaci vírů naprogramovány, a jsou tak k dispozici celosvětové komunitě. Druhým softwarem, který využívá výsledky projektu, je knihovna BDDCML řešící soustavy lineárních rovnic pomocí víceúrovňových metod rozkladu oblasti, a jejíž vývoj probíhá v Matematickém ústavu AV ČR již více než deset let.
Projekt se zabýval i dalšími neméně významnými tématy, například Z. Skalák zkoumal kvalitativní vlastnosti řešení Navierových-Stokesových rovnic a M. Křížek zkoumal geometrické vlastnosti výpočetních sítí využívaných v numerických simulacích.
Václav Kolář je absolventem strojní fakulty ČVUT v Praze a od roku 1979 pracovníkem Ústavu pro hydrodynamiku AV ČR. V roce 1991 dokončil dlouhodobý postdoktorální pobyt (stipendium Nadace Alexandera von Humboldta, 17 měs.) na technické univerzitě v německém Karlsruhe (Institut für Hydromechanik). Nejprve se zajímal hlavně o laminární a turbulentní smyková proudění, zejména tryskové proudy a úplavy. Opakovaně absolvoval kratší studijní pobyty v Anglii, Indii a Japonsku. Byl řešitelem řady grantových projektů (GA AV ČR a GA ČR). Autorský tým ÚH, ve složení Ing. Václav Kolář, CSc., a doc. RNDr. Zdeněk Skalák, CSc., obdržel cenu Akademie věd ČR za zvláště úspěšné řešení programových a grantových projektů za rok 2008. Od roku 2003 do současnosti je editorem pro mechaniku tekutin v časopise Open Physics (De Gruyter), dříve Central European Journal of Physics. Více než deset let se zabývá analýzou proudových polí, zejména identifikací vírových struktur. U velkých badatelů obdivuje vedle nadání hlavně nezlomnou houževnatost a někdy až neuvěřitelnou odvahu.
Jakub Šístek získal titul Ph.D. na Fakultě strojní ČVUT v Praze. Od roku 2009 pracuje v Matematickém ústavu AV ČR. Jako postdok také pracoval v USA na University of Colorado Denver a ve Velké Británii na University of Cambridge a University of Manchester. Několik měsíců strávil v superpočítačových centrech v Edinburghu a v Bologni. Za svou doktorskou práci získal v roce 2009 Cenu Prof. Babušky a Cenu Zvoníčkovy nadace a v roce 2013 získal od AV ČR Prémii Otty Wichterleho. Jeho hlavním zájmem jsou algoritmy numerické matematiky šité na míru výkonným paralelním superpočítačům. Tyto metody aplikuje převážně v oblasti proudění tekutin a při analýze proudových polí. Podílel se jako člen týmu na několika mezinárodních a národních projektech a byl spoluřešitelem dvou standardních projektů GA ČR. Je spoluautorem softwarových projektů VALIB, BDDCML a PLASMA. Od roku 2020 se podílí na výuce matematiky na Fakultě informačních technologií ČVUT v Praze. K jeho dalším zájmům patří rodina, sport a cestování.
Granty JUNIOR STAR mají za cíl umožnit excelentním začínajícím badatelům se vědecky osamostatnit, tedy začít se zaměřovat na vlastní výzkumné téma, a případně založit i novou vědeckou skupinu. Soutěž je vysoce výběrová a uspějí v ní jen vědci, kteří nejen předloží kvalitní projekt, ale také již dosáhli významných badatelských úspěchů. Granty mají nadstandardní míru podpory (až 25 milionů Kč) a délku řešení (5 let). Letos začaly být poprvé řešeny projekty vzešlé z této soutěže. Další nadějní vědci získají podporu od příštího roku – vybrané projekty byly oznámeny již na začátku listopadu.
S vybranými projekty, jejichž řešení začalo letos, se můžete seznámit v tomto – již čtvrtém – dílu seriálu o projektech JUNIOR STAR.
MOLEKULÁRNÍ MECHANISMY NAVÁDĚNÍ AXONU
Mgr. Daniel Rozbeský, Ph.D., BIOCEV
„Cílem podpořeného projektu je objasnit fungování mechanismů navádění nervových buněk v mozku člověka, a přinést tak nové důležité poznatky o jejich komunikaci, které mohou pomoci při léčbě závažných nemocí.“
V lidském mozku se nachází téměř 100 miliard nervových buněk, neuronů, které jsou základní nervovou jednotkou tkáně. Můžeme si je představit jako strom – z jeho koruny se rozvětvují četné výběžky, jejichž funkcí je přivádět do neuronu informace v podobě signálů, které vyvolávají nervový vzruch. Část neuronu, kterým se zabývá projekt Daniela Rozbeského, se nazývá axon. Právě axonem se nervový vzruch šíří až na samotný konec neuronu připomínajícího kořeny.
Každý z nás má v mozku 100 biliónů neuronových kontaktů, které definují jeho intelekt, paměť, emoce, řeč, nebo smyslové vnímaní. Daniel Rozbeský se snaží s týmem v BIOCEVU zjistit na úrovni atomů, jak takovéto velké množství kontaktů mezi nervovými buňkami vzniká.
„Zkoumáme, jakým způsobem mění výběžky nervových buněk směr a jak vědí, kdy je potřeba zahnout vlevo nebo vpravo. Molekuly, které studujeme, hrají důležitou roli v některých formách epilepsie, autismu a neurodegenerativních a nádorových onemocnění. Existuje tedy možnost, že by výsledky našeho výzkumného projektu JUNIOR STAR mohly přispět k lepšímu pochopení mechanismů těchto závažných nemocí, a pomoci tak k jejich léčbě,“ říká slovenský biochemik Daniel Rozbeský, kterého téma výzkumu napadlo během jeho sedmiletého postdoktorského pobytu na Oxfordské univerzitě. Po studiu se rozhodl vrátit zpět do České republiky, kde původně studoval na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy, a založit vědeckou skupinu působící v Biotechnologickém a biomedicínském centru Akademie věd a Univerzity Karlovy BIOCEV ve Vestci.
Mgr. Daniel Rozbeský, Ph.D.
HYDRODYNAMICKÉ INTERAKCE PLANET S PROTOPLANETÁRNÍMI DISKY A PŮVOD TĚSNÝCH EXOPLANETÁRNÍCH SOUSTAV
RNDr. Ondřej Chrenko, Ph.D., Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy
„Snažíme se porozumět procesům, které vedly ke zrodu exoplanet nízkých hmotností obíhajících v těsné blízkosti mateřských hvězd.“
Projekt JUNIOR STAR Ondřeje Chrenka se zabývá vznikem planetárních soustav. Planety vznikají v tzv. protoplanetárních discích, což jsou oblaky plynu a prachu ve vesmíru, které rotují kolem vznikající nebo právě zformované hvězdy. Během této vývojové fáze se planety a disk vzájemně gravitačně ovlivňují a planety pak mohou migrovat, tedy přibližovat se ke své mateřské hvězdě nebo se od ní vzdalovat. Samotný průběh migrace planet tedy přímo určuje, jaké bude po rozplynutí disku výsledné uspořádání planetárních oběžných drah. Z protoplanetárního disku vznikla před 4,56 miliardami let rovněž sluneční soustava, ve které se nachází planeta Země.
„Pro výzkum používám simulace na superpočítačích, s jejichž pomocí modeluji proudění a energetické procesy v plynném disku s vnořenými planetami. Mým cílem je popsat fyzikální procesy, které jsou určující pro průběh migrace planet,“ říká astronom Ondřej Chrenko působící na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy a dodává: „Téma výzkumu, kterým se zabývám, nemá na vědeckých institucích v České republice příliš široké zastoupení, takže je potřeba spojit se s velkými zahraničními výzkumnými skupinami věnujícími se dlouhodobě tomuto tématu. Proto si cením toho, že mi grant Junior Star umožní realizovat stáže na zahraničních pracovištích, a rozvíjet tak mezinárodní spolupráci, která nepochybně zvýší kvalitu výsledků projektu.“
Projekt si klade za cíl objasnit původ některých soustav exoplanet, které jsou pozorovány v naší galaxii, zejména se zaměří na početnou skupinu exoplanet nízkých hmotností (tzv. superzemě a minineptuny) obíhajících v těsné blízkosti svých mateřských hvězd. Výsledky výzkumu přispějí k pochopení podmínek, za kterých exoplanety doputovaly na těsné oběžné dráhy v důsledku migrace. Porozumění migraci je důležité rovněž v souvislosti s otázkou, zda na pozorovaných exoplanetách mohly krátce po jejich vzniku panovat podmínky potřebné pro vznik života.
RNDr. Ondřej Chrenko, Ph.D.
LEWISOVY KYSELINY A FRUSTROVANÉ LEWISOVY PÁRY PRO REDUKČNĚ KONDENZAČNÍ REAKCE OXIDU UHLIČITÉHO S AMINY
Mgr. Martin Hulla, Ph.D., Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy
„Projekt hledá možnosti využití oxidu uhličitého s cílem zmírnit nežádoucí dopad chemického průmyslu na životní prostředí, a usiluje tak o rozvoj udržitelné chemie.“
Chemický průmysl, založený na využívání fosilních zdrojů, poškozuje životní prostředí a prohlubuje naši závislost na neobnovitelných zdrojích energie. Podpořený projekt JUNIOR STAR má potenciál tuto závislost snížit. Zkoumá totiž recyklaci chemického odpadu – oxidu uhličitého, který produkuje zejména průmysl a obchod. Oxid uhličitý se uvolňuje do ovzduší při každém spalování, což vede k jeho značnému nárustu v atmosféře, a tím ke změně klimatu. Oxid uhličitý je však možné využít v chemickém průmyslu jako zdraví neškodný zdroj uhlíku, a tím pomoci snížit emise.
Cílem projektu Martina Hully je narušit chemické vazby oxidu uhličitého tak, aby byl dále komerčně využitelný a bylo díky tomu možné nahradit nebezpečné látky v průmyslu.
„Syntetická chemie je trochu jako hra s legem, kde oxid uhličitý představuje kus stavebnice o třech dílech – dva atomy kyslíku a jeden atom uhlíku. Oxid uhličitý je částečně využitelný k přípravě jakékoliv chemikálie obsahující alespoň jeden z těchto tří atomů. My se soustředíme na přípravu látek s primárním využitím ve farmakologickém a agrochemickém průmyslu, kde by oxid uhličitý mohl nahradit řadu velmi jedovatých látek, jako je například formaldehyd. V rámci výzkumu se proto snažíme vyvinout katalyzátory, tedy látky, které by chemické reakce urychlily,“ přibližuje projekt Martin Hulla z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. Má za sebou již několik vědeckých úspěchů. V Oxfordu spolupracoval na přeměně bioodpadu na letecké palivo a v Cambridge se podílel na výzkumu ohebných obrazovek do mobilů a televizí, ve Švýcarsku zase na přeměně plastového odpadu na chemické zdroje. Poslední zmiňovaný výzkum měl blízko k předmětu jeho současného projektu JUNIOR STAR – recyklaci oxidu uhličitého.
Díky ochotě a nasazení hodnotitelů se GA ČR podařilo ukončit hodnoticí proces soutěže JUNIOR STAR v původně plánovaném termínu, jeho výsledky tak budou zveřejněny již 2. listopadu. Termín zveřejnění výsledků byl původně odložen na začátek prosince proto, že GA ČR na jaře vyšla vstříc požadavkům vědecké komunity a prodloužila termín pro podávání návrhů projektů. Reagovala tak na mimořádnou situaci, kdy badatelům i hodnotitelům znesnadňovala práci tehdejší protipandemická opatření.
„Jsem rád, že se nám výsledky soutěže JUNIOR STAR podaří vyhlásit již na začátku listopadu. Vědci, jejichž projekty budou vybrány k financování, tak budou mít více času se na jejich řešení připravit. To je důležité i kvůli tomu, že se často jedná o projekty, v jejichž rámci vznikají nové vědecké týmy. Vynikajícím začínajícím vědcům navíc přinesou možnost se badatelsky osamostatnit, tedy zaměřit se na vlastní témata. Minulý rok tento druh grantů přilákal do České republiky i řadu nadějných badatelů ze zahraničí,“ řekl člen předsednictva GA ČR doc. RNDr. Petr Baldrian, Ph.D.
Soutěž JUNIOR STAR, která nabízí excelentním mladým řešitelům nadstandardní podporu až 25 mil. Kč na dobu pěti let, byla poprvé vyhlášena minulý rok a zájem o ni překonal očekávání. Stejně jako soutěž EXPRO jsou návrhy projektů JUNIOR STAR hodnoceny výhradně zahraničními panely odborníků.
Výsledky ostatních grantových soutěží GA ČR oznámí v plánovaném termínu na začátku prosince.
V pátek 1. října navrhla Rada pro výzkum, vývoj a inovace (RVVI) jmenovat předsedou GA ČR doc. RNDr. Petra Baldriana, Ph.D., který v současné době odpovídá za oblast zemědělských a biologicko-environmentálních věd. Oblasti lékařských a biologických věd by se měl ujmout prof. MUDr. Mgr. Milan Jirsa, CSc., působící na Institutu klinické a experimentální medicíny a 1. lékařské fakultě Univerzity Karlovy. Uvedené role – tj. člena předsednictva za oblast lékařských a biologických věd a zároveň pozici předsedy GA ČR – zastával prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc., který na začátku července nenadále zemřel.
Doc. RNDr. Petr Baldrian, Ph.D., v předsednictvu GA ČR působí od roku 2017. V lednu 2021 začalo jeho druhé funkční období. Vystudoval mikrobiologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Zaměřuje se na ekologii půdních organismů a využití mikroorganismů v biotechnologiích. Je vedoucím Laboratoře environmentální mikrobiologie v Mikrobiologickém ústavu Akademie věd ČR. V minulosti byl oceněn například Cenou ministra školství či Akademickou prémií AV ČR, ale také Cenou předsedy GA ČR. Na mezinárodní scéně působí či působil jako ambasador International Society for Microbial Ecology, editor časopisů a řešitel mezinárodních projektů. Působí i v panelech řady zahraničních grantových agentur a jako pedagog, školitel a člen oborových komisí doktorského studia.
Prof. MUDr. Mgr. Milan Jirsa, CSc., dosud působil v GA ČR jako člen dvou hodnoticích panelů v rámci oborové komise lékařských a biologických věd. Je absolventem Fakulty všeobecného lékařství a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. Specializuje se na genetiku jaterních chorob. Je vedoucím Laboratoře experimentální hepatologie a zástupcem přednosty Centra experimentální medicíny IKEM, k jehož vybudování významně přispěl. Jeho práce vedoucí k objasnění příčiny několika dědičných onemocnění byly oceněny Českou hepatologickou společností ČLS JEP, čestným členstvím v České společnosti klinické biochemie a mezinárodní cenou The Bares Award. Z mezinárodních aktivit lze uvést členství ve vědecké radě nizozemské nadace De Crigler-Najjar Stichting zaměřené na financování výzkumu dědičných žloutenek. Na Karlově Univerzitě působí jako pedagog, školitel a člen oborové komise biochemie a patobiochemie.
O předsednictvu GA ČR
Předsednictvo GA ČR je jmenováno vládou ČR na návrh Rady pro výzkum, vývoj a inovace. Je složeno z pěti členů, kteří zastupují pět základních vědních oborů – technické vědy (prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA, dr. h. c.), vědy o neživé přírodě (RNDr. Alice Valkárová, DrSc.), lékařské a biologické vědy (dočasně zastupuje doc. RNDr. Petr Baldrian, Ph.D.), společenské a humanitní vědy (prof. Ing. Stanislava Hronová, CSc., dr. h. c.) a zemědělské a biologicko-environmentální vědy (doc. RNDr. Petr Baldrian, Ph.D.). Funkční období členů předsednictva je čtyřleté s možností jmenování nejvýše na dvě funkční období po sobě následující. Statutárním orgánem GA ČR je její předseda.
Předsednictvo schvaluje vyhlášení veřejných soutěží ve výzkumu a vývoji a rozhoduje o uzavření smluv o poskytnutí podpory, tedy o udělení grantů vědeckým projektům na základě hodnocení oborových komisí a panelů GA ČR. Předsednictvo dále koordinuje činnost těchto poradních orgánů, jmenuje a odvolává jejich členy.
Marek Eliáš je absolvent Přírodovědecké fakulty UK v Praze, od roku 2010 působí na Katedře biologie a ekologie Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity. Jeho ústředním odborným zájmem je snaha porozumět rozmanitosti jednobuněčných eukaryot (protistů) na jejich molekulární, genomové a buněčné úrovni. Věnuje se především srovnávací genomice, evoluci a funkci buněčných organel, proteinům ze skupiny GTPáz Ras nadrodiny a biologii eustigmatofytních řas. Vyučuje biologii protistů, genomiku a bioinformatiku.
Popis oceněného projektu Temná strana biologie plastidů: evoluce a funkce leukoplastů u řas
Plastidy jsou buněčné organely přítomné v buňkách rostlin a řas, které vznikly před více než miliardou let. Ačkoliv primárně slouží k fotosyntéze, v mnohých případech plastidy tuto funkci ztratily a změnily se ve struktury nazývané nefotosyntetizující plastidy nebo leukoplasty.
Projekt Marka Eliáše se zaměřil na evoluci a funkci těchto plastidů. Zmapoval metabolické funkce plastidu jednobuněčného bičíkatého organismu na pomezí mezi prvoky a řasami – bezbarvého krásnoočka. Odhalil také novou linii nefotosyntetizujících řasových bičíkovců s extrémně velkým plastidovým genomem. Navíc objevil skrytý plastid v měňavkovitém organismu rodu Leukarachinon.
Projekt zásadně přispěl k lepšímu pochopení evoluce plastidů a přinesl nové poznatky o vnitřním složení a fungování buněk.
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.
Doc. RNDr. Petr Baldrian, Ph.D., v předsednictvu GA ČR působí od roku 2017. V lednu 2021 začalo jeho druhé funkční období. Vystudoval mikrobiologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Zaměřuje se na ekologii půdních organismů a využití mikroorganismů v biotechnologiích. Je vedoucím Laboratoře environmentální mikrobiologie v Mikrobiologickém ústavu Akademie věd ČR. V minulosti byl oceněn například Cenou ministra školství či Akademickou prémií AV ČR, ale také Cenou předsedy GA ČR. Na mezinárodní scéně působí či působil jako ambasador International Society for Microbial Ecology, editor časopisů a řešitel mezinárodních projektů. Působí i v panelech řady zahraničních grantových agentur a jako pedagog, školitel a člen oborových komisí doktorského studia.
