Co jsme vyčetli z genomu Gregora Johanna Mendela

prof. RNDr. Šárka Pospíšilová, Ph.D.

Centrum molekulární medicíny – Středoevropský technologický institut, Ústav lékařské genetiky a genomiky LF MU a FN Brno

Gregor Johann Mendel – geniální a všestranný vědec považovaný za otce moderní genetiky se narodil v červenci 1822 a v loňském roce jsme si připomínali 200. výročí narození této velké vědecké osobnosti. Mendel formuloval zákony dědičnosti na základě výsledků své dlouholeté experimentální práce, ve které se věnoval křížení přibližně 28 000 rostlin hrachu a při níž využil své rozsáhlé mezioborové vědomosti v oblasti biologie a šlechtění rostlin, matematiky, statistiky a kombinatoriky. Mendelovy zákony, zveřejněné v roce 1865, poprvé popsaly existenci dvou forem dědičných znaků (Mendelem nazývaných elementy) v dominantní nebo recesivní formě, které se přenášejí od obou rodičů na generaci potomků. I přes obrovský význam Mendelova vědeckého odkazu existovala až do nedávna nejistota ohledně místa uložení jeho ostatků. U příležitosti 200. výročí jeho narození proto vědci z Masarykovy univerzity v úzké spolupráci se zástupci řádu Augustiniánů a dalšími odborníky zahájili projekt archeologického výzkumu augustiniánské hrobky s následným antropologickým a genetickým výzkumem nalezených ostatků. Díky tomuto rozsáhlému mezioborovému výzkumu byly objeveny nové zajímavé poznatky o osobnosti Gregora Johanna Mendela a symbolicky byl také získán genom otce genetiky. V Mendelově genomu se podařilo identifikovat několik genových variant, které jsou asociovány s onemocněními s mendelovským způsobem dědičnosti a které mohly přispět k jeho zdravotním problémům. Antropologická měření přinesla nové poznatky o Mendelově tělesné konstituci, tvaru lebky nebo stavu chrupu, velmi zajímavých nálezem byla jeho zubní protéza. Navazující podrobné genetické analýzy odhalily Mendelovy další predispozice a vlastnosti – například tendenci ke kouření. Věříme, že příběh o nalezení a identifikaci Mendelových ostatků a zjištění dalších poznatků o jeho zdravotním stavu i genetických predispozicích pomáhají upozornit na Mendelův odkaz a jeho zásadní vliv na vznik oboru genetika i na význam vědy pro společnost.

Voda – nejcennější surovina pro člověka

Mgr. Tomáš Kuchovský, Ph.D.

Ústav geologických věd, Přírodovědecká fakulta MU

Vodu jsme se naučili vnímat jako naprostou samozřejmost, která nás doprovází celý život. Ale odkud pochází, jak je na Zemi rozdělená, jak je stará, a s jakou vodou se běžně setkáváme? Opravdu máme vody nedostatek, tak jak často slýcháme, a hrozí tedy lidské populaci její globální nebo regionální nedostatek? Podívejme se na příklady toho, jak ovlivňujeme množství dostupné vody a její kvalitu.

Jak se rostliny naučily vodou šetřit a jak se jim to daří

doc. RNDr. Vít Gloser, Ph.D.

Oddělení experimentální biologie rostlin, Přírodovědecká fakulta MU

Vyšší rostliny se při svém šíření po souši musely vypořádat s realitou, že většina oblastí na světě má omezený přístup k tekuté vodě, často pouze krátkodobě a nepravidelně. Přizpůsobení se podmínkám stanoviště, na které byly trvale vázané, pro ně představovalo zásadní otázku života a smrti. V průběhu času rostliny vyvinuly celou řadu zajímavých řešení úsporného vyžití vody k růstu a přežití. Několik z těchto adaptací si ukážeme ve spojení s místy, kde rostliny dokážou přežít i v extrémně náročných podmínkách.

Voda – zdroj (zelené?) energie

prof. RNDr. Jaromír Leichmann, Dr. rer. nat.

Přírodovědecká fakulta MU

Voda představuje významný zdroj bezemisní energie. V oblastech s výrazným reliéfem nebo v oblastech protékaných velkými řekami jsou často budovány hydroelektrárny. Česká republika ale nemá, ve srovnání s okolními státy, zejména Rakouskem a Slovenskem v této oblasti příliš vysoký potenciál.
Dalším zdrojem energie spojeným s vodou je energie geotermální. Její potenciál na území ČR není dosud zcela prozkoumán. Nejjednodušším příkladem využití tohoto druhu energie jsou tepelná čerpadla. V oblastech se zvýšeným tepelným tokem lze využít geotermální energii k vytápění objektů, lázeňství i k některým průmyslovým aplikacím. V oblastech s velmi vysokým tepelným tokem lze tuto energii využívat i pro výrobu elektrické energie. Na PřF MU v uplynulých letech řešen česko-rakouský projekt Interreg zabývající se geotermálním potenciálem na JV Moravě a SV části Dolního Rakouska. V rámci projektu byl zjištěn významný geotermální potenciál, který by mohl být využíván v zemědělství i průmyslu. Tento potenciál se ale zvyšuje směrem k jihu na území Dolního Rakouska. Na území JV Moravy jsou teploty hlubokých vod nižší, ale na druhou stranu zase méně zasolené, což zjednodušuje jejich využití. Problém zůstávají vysoké vstupní náklady pohybující se ve vyšších desítkách miliónů korun.

Udržitelnost: recyklace a využívání odpadní vody

RNDr. Mgr. Michal Bittner, Ph.D

RECETOX, Přírodovědecká fakulta MU

Více než dvě miliardy lidí na světě trpí nedostatkem vody, ale ne vždy je to z důvodu její nepřítomnosti (sucha). Často je k dispozici spousta vody, ovšem v naprosto nevyhovující kvalitě. Udělat z čisté vody splašky tedy není problém, ale přeměnit tyto splašky zpět na čistou vodu je již náročnější úkol. Nicméně – jde to! Tématem přednášky bude představení moderních metod recyklace odpadní vody pro bezpečné použití jak v zemědělství či průmyslu, tak i při výrobě vody pitné. Posluchači budou také seznámeni s příklady konkrétních aplikací v Evropě a USA, kde jsem tuto problematiku díky Fulbright-Masarykovu stipendiu v roce 2022 zkoumal.

Hrozí České republice nedostatek vody?

Mgr. Adam Říčka, Ph.D.

Ústav geologických věd, Přírodovědecká fakulta MU

Velká část území České republiky je náchylná k relativně rychlým změnám v zásobách podzemních vod. Nachází se zde však i česká křídová pánev, která je jejich obrovským rezervoárem. Díky tomu je hrozba nedostatku pitné vody v České republice nízká.

Voda ukrytá v krystalech a oceány v hlubinách Země

Mgr. Kamil Sobek

Ústav geologických věd, Přírodovědecká fakulta MU

Molekuly vody v krystalických strukturách, často označované jako „krystalická voda“, je fenoménem rostoucího zájmu hlavně kvůli jeho významu v širokém spektru vědeckých disciplín. Metody používané pro charakterizaci takovéto vody se za poslední dekádu výrazně zdokonalily a zdůrazňují potenciální aplikace ve vědě o materiálech, environmentálních studiích a průmyslových sektorech. Tyto poznatky mohou být také využívány při studování vesmíru a okolních planet či měsíců. Jedinečné vlastnosti a chování vody, když je uzavřena v krystalových mřížkách, nabízejí platformu pro inovativní výzkum a praktický pokrok a lepší pochopení procesů, přináší nové poznatky a aplikace, které odhalují potenciál oceánů ukrytých v hlubinách naší planety.

Zmrazené roztoky ve farmacii

Mgr. Lukáš Veselý

Ústav chemie, Přírodovědecká fakulta MU

Mrazení je děj, se kterým se každý z nás v běžném životě už setkal. Zároveň je to ovšem metoda široce používaná při stabilizaci biologických materiálů, biomolekul a farmaceuticky významných látek. Navzdory svému širokému využití zůstává proces mrazení nedostatečně prozkoumán a často tak vede k neúmyslnému poškození látek, které měly být stabilizovány. Pochopení a prozkoumání mrazení a jeho doprovodných jevů povede k efektivnějšímu a levnějšímu uchování léčivých látek a jiného biologického materiálu. Pojďte se seznámit s tématem mrazení. Přesvědčte se, že mráz je dobrý sluha, ale špatný pán!