Mechanismus dýchání buněk, pohyb těles ve vesmíru nebo vynález, který umožnil mobilní boom. Které objevy letos ocenil Nobelův výbor?

Držitelé Nobelovy ceny za fyziku, zleva James Peebles. Michel Mayor a Didier Queloz.
Držitelé Nobelovy ceny za fyziku, zleva James Peebles. Michel Mayor a Didier Queloz.

Jak dýchají buňky, když jim chybí kyslík? Kolik je temné hmoty ve vesmíru? A co jsou zač planety, které obíhají kolem jiné hvězdy, než je Slunce? To jsou jen některé z otázek, na něž vědci už našly odpovědi. V uplynulém týdnu za ně dostali Nobelovu cenu od Karolínského institutu ve Stockholmu, nejvýznamnější ocenění ve světě vědy a moderních technologií.

Za jeden den se v plicích vymění klidně přes 10 tisíc litrů vzduchu. Asi z jedné pětiny ho tvoří životadárný kyslík.

„Ve všech buňkách organismu je potřeba se nějak vypořádat s neustálou potřebou kyslíku,“ popsal v rozhlasovém vysílání profesor Václav Hořejší z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd.

Že méně kyslíku znamená automaticky víc červených krvinek, které roznášejí kyslík po těle, to se ví už dlouho. Ale teprve Gregg Semenza, Peter Ratcliffe a William Kaelin mladší přišli na to, jak to celé funguje na molekulární úrovni.

Tajemný protein HIF1A

„Objevili roli proteinu, který se jmenuje HIF1A. Ten reguluje aktivitu několika stovek genů v případech, kdy má buňka nedostatek kyslíku a musí na to nějak reagovat,“ vysvětluje Václav Hořejší.

Tento proces je zvlášť důležitý třeba při vývoji embrya nebo u vrcholových sportovců. Problém je, že funguje také u rakovinotvorných buněk.

I nádor potřebuje dýchat

„Když nádor roste, tak při dosažení určité poměrně malé velikosti mu začne kyslík chybět, protože není normálně prokrvený, nejsou v něm cévy,“ popisuje vědec. „Tehdy se aktivuje transkripční faktor HIF1A, který začne sloužit nádorovým buňkám, aby si opatřily přísun kyslíku. A to je právě nepříznivý efekt této molekuly, který nás velice zajímá.“

Vědci doufají, že v budoucnu dokážou právě nádorové buňky od přísunu kyslíku odstřihnout, aby zemřely.

Tanec exoplanet

Kyslík je pro život podstatný. Stejně jako třeba světlo a kapalná voda. To všechno dobře vědí i astronomové pátrající po životě na planetách mimo Sluneční soustavu – na takzvaných exoplanetách.

Tu vůbec první objevili i letošní držitelé Nobelovy ceny za fyziku Michel Mayor a Didier Queloz. „Podařilo se jim to měřením radiálních rychlostí pomocí spektroskopické metody,“ vysvětlil Petr Kabáth z Astronomického ústavu Akademie věd.

„Měřili rychlost, jakou se k nám pohybuje hvězda, kolem které obíhá planeta. Kdyby byla bez planety, tak by se jenom otáčela kolem své osy, ale protože tam planeta je, točí se spolu s ní kolem těžiště.“

Jiná hvězda, jiná realita

Planeta, kterou dvojice astronomů díky měření objevila, připomíná Jupiter a nachází se v souhvězdí Pegase. Také proto dostala jméno 51 Pegasi b.

„Zcela se vymyká tomu, co známe ze Sluneční soustavy. Oběhne svou hvězdu během čtyř dnů, tedy obrovskou rychlostí, a podmínky na ní musí být úplně jiné než na našem Jupiteru. Už tím je zajímavá,“ dodává Kabáth.

Vesmír je jako šálek kávy

Nositel Nobelovy ceny za fyziku James Peebles

Michel Mayor a Didier Queloz ale nebyli jediní, kdo letos dostali Nobelovu cenu za fyziku. Spolu s nimi ji obdržel také teoretický kosmolog James Peebles, který se zabývá elektromagnetickým záření z raných fází vývoje vesmíru.

Člen Nobelova výboru pro fyziku Ulf Danielsson jeho práci velmi názorně ilustroval na šálku kávy: Káva je temná energie, trocha smetany představuje temnou hmotu a špetka cukru jsou galaxie, hvězdy a planety. A o tom celém je věda – už po tisíce let.

Vynález lithium-iontové baterie byl běh na dlouhou trať

Vědec Anji Reddy Munnangi z univerzity ve velšském Swansea

Nobelovu cenu za chemii letos získali profesoři Stanley Wittingham, John Goodenough a Akira Jošino dali světu lithium-iontovou baterii. Vynález, díky kterému si můžete telefonovat, poslouchat hudbu kdekoli se vám zachce nebo jezdit elektromobilem.

„Jeden z oceněných profesorů Stanley Wittingham vynalezl baterii s využitím kovového lithia a s napětím dva volty už v roce 1972. Chtěl ji uvést na trh, ale nakonec mu došlo, že kovové lithium není úplně bezpečné,“ popisuje v rozhovoru s reportérem Matějem Skalickým chemik Anji Reedy Munnangi z univerzity ve velšském Swansea.

„Později v roce 1980 profesor John Goodenough přišel s baterií, která měla dvakrát větší energetickou hustotu. A celou práci dokonal Akira Jošino, který lithium-iontovou baterii přivedl do komerčního prostředí. Jsem rád, že všichni tři dostali za objev baterie Nobelovu cenu. Jako komunita cítíme, že už bylo na čase a je to pro nás motivace dál v práci pokračovat.“

Spustit audio
autoři: Matěj Skalický, Anna Duchková|zdroj: Český rozhlas

Související