Čeští vědci ukázali živý chromozom v přirozeném stavu

Jako první na světě zobrazili čeští vědci celý chromozom v přirozeném stavu. Odhalení povrchové struktury chromozomu s různými miniaturními výběžky a prostorově uspořádanými smyčkami vláken může podle autorů výzkumu v budoucnosti ovlivnit například medicínu nebo zemědělství. „Nová zobrazovací metoda je už teď zásadním vylepšením pro vědeckou obec,“ uvedli.

Zobrazit biologické vzorky v přirozeném stavu je Mekkou přírodních věd. Čeští vědci teď přišli s řešením v podobě nově vyvinuté metody, kterou pojmenovali A-ESEM. Úspěch při zobrazení chromozomu je podle nich důkazem, že tato metoda otevírá zcela nové možnosti zkoumání neživé, ale především živé hmoty.

Pro zobrazení prostorové struktury materiálů s rozlišením až miliontiny milimetru se dosud používala hlavně rastrovací elektronová mikroskopie, při které se vzorky pozorují ve vysokém vakuu. Aby to vydržely, musí se speciálně upravit, což ale zase může poškodit jejich strukturu. A to vylučuje jejich pozorování v nativním stavu.

Nahrávám video
Události: Čeští vědci jako první vyobrazili povrch chromozomu rostliny v přirozeném stavu
Zdroj: ČT24

Jako auto, které jezdí po vodě a umí se ponořit

Metoda A-ESEM neboli pokročilá environmentální rastrovací elektronová mikroskopie ale umožňuje zkoumat prakticky všechny živé vzorky: rostlinné a částečně i živočišné buňky v přirozeném stavu, malé živé živočichy, houby, plísně, roztoče, proteiny, bakterie, a vědci se chystají i na viry. Navíc mohou sledovat dynamické proměny vzorků v důsledku změny jejich teploty, vysychání, chemické reakce, fyzikálního působení.

„Klasický mikroskop lze přirovnat k luxusnímu automobilu, přičemž environmentální mikroskop je luxusním automobilem v ještě vyšší výbavě, který navíc umí jezdit po vodě a potápět se jako ponorka, zkrátka má všechny funkce klasického mikroskopu, a navíc řadu dalších,“ vysvětluje Vilém Neděla, vedoucí brněnského týmu Environmentální elektronové mikroskopie Ústavu přístrojové techniky AV ČR, který metodu vyvinul.

Mikroskop, na němž výzkum probíhal
Zdroj: AV ČR

„Využíváme softwary s umělou inteligencí, které poradí, jak nastavit parametry, aby se vzorek nezničil. Využili jsme mnoha vlastních inovací a díky ultracitlivým detektorům pozorujeme vzorky ve vysokém tlaku plynu a ve vlhkosti až sto procent, tedy v enviromentálně kompatibilních podmínkách – velice šetrně, neubližujeme jim,“ popisuje Vilém Neděla.

Nová metoda je podle něj ze všech elektronově mikroskopických metod nejuniverzálnější, navíc ji lze použít k přípravě a dalším fyzikálně-chemickým analýzám vzorků. A je dokonce rychlejší, levnější a vhodnější pro studium změn biologických vzorků než kryo-elektronová mikroskopie, oceněná v roce 2017 Nobelovou cenou.

Nahrávám video
3D model chromozomu
Zdroj: AV ČR

„Tato nová metoda řeší základní problém zdánlivé neslučitelnosti elektronové mikroskopie s přítomností vody v kapalném skupenství ve vzorku. Proto je vhodná pro zobrazování živých organismů a extrémně citlivých nanostruktur a nanopovrchů vše ve vysokém rozlišení,“ dodává Neděla.

Metoda úspěšně prošla testem

Možnosti nové metody ověřili její autoři ve spolupráci s olomouckým pracovištěm Ústavu experimentální botaniky AV ČR. Pokusili se pomocí ní prostudovat chromozomy, tedy mikroskopické struktury, ve kterých je uložena dědičná informace.

Chromozomy se v průběhu dělení buněk mění v mikroskopické válečkovité útvary. O odhalení jejich nanostruktury se léta pokoušely vědecké týmy z celého světa – neúspěšně.

Všechny dostupné metody totiž vyžadovaly drastické ošetření vzorků chemikáliemi, sušení, pokovování či mrazení a následnou sublimaci ledu. A protože povrchová vrstva chromozomu je extrémně citlivá, byla při takovém zkoumání buď poškozena, nebo se úplně rozpadla a zmizela.

Nahrávám video
3D model chromozomu
Zdroj: AV ČR

„Teprve nově vyvinutá metoda A-ESEM odhalila, že povrch kondenzovaných chromozomů je posetý četnými výběžky, smyčkami chromatinových vláken o průměrné velikosti kolem třiceti nanometrů. Takové prostorové uspořádání povrchu chromozomů nebylo dosud pozorováno. Navíc je velmi pravděpodobné, že se nám podařilo zobrazit i nepatrné, jen dvanáct nanometrů velké nukleozomy, na kterých je jako na cívky navinuta molekula DNA,“ popisuje rostlinný genetik Jaroslav Doležel, vedoucí olomouckého týmu Ústavu experimentální botaniky AV ČR.

Získané výsledky přispívají k pochopení molekulární struktury chromozomů, které přenášejí dědičnou informaci z rodičů na potomstvo. Zatímco u člověka jsou jejich poruchy příčinou dědičných chorob, u zemědělských plodin vedou ke snížené plodnosti a výnosu. Odhalení povrchové struktury chromozomů poskytuje podle autorů studie zcela nový pohled na strukturu dědičného aparátu, umožní identifikaci poruch v jeho uspořádání a přispěje k vývoji syntetických organismů s uměle vytvořenou dědičnou informací.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Česko zasáhlo sucho, situace se jen tak nezlepší. Na Slovensku je ještě hůř

Kvůli nedostatku srážek a stále vyšším teplotám se ve střední Evropě prohlubuje půdní sucho. Na některých místech už odborníci varují před závažnými dopady na zemědělství.
před 14 hhodinami

Štíři mají klepeta vyztužená železem. Jako by je vyrobil špičkový kovář, říká studie

Organismy na Zemi umí využívat zdroje ze svého okolí, včetně prvků, jako je železo, mangan nebo zinek. Konkrétně štíři si z nich staví své zbraně. Vědci teď poprvé detailně popsali, jak to tito tvorové dělají.
před 16 hhodinami

V Evropě přibylo rostlin, které upřednostňují dusíkatou půdu. Reagují tak na člověka

Během posledního půlstoletí v Evropě výrazně přibylo rostlinných druhů, které mají rády půdu bohatou na živiny s vysokým obsahem dusíku. Mírně přibylo i druhů tolerujících stín. Vyplývá to z výsledků dosud nejrozsáhlejšího vegetačního výzkumu v Evropě, který provedl tým vědců ze Zemědělské univerzity v Praze (ČZU) pod vedením botanika Gabriela Midola. Rostliny jako kopřiva, ostružiník nebo svízel se tak objevují v krajině stále víc.
před 20 hhodinami

Evropa se otepluje nejrychleji z kontinentů

Evropa je podle nové zprávy o klimatu nejrychleji se oteplujícím kontinentem na Zemi. Dopady se projevují ve vlnách veder, nedostatku vody v řekách, častějších požárech, ale také v mizení ledovců. Dohromady to podle vědců ohrožuje evropskou biodiverzitu.
včera v 04:00

Nákladní člun se s keporkakem zvaným Timmy vydal do Severního moře

Tým dobrovolníků na severu Německa se v úterý pustil do dalšího pokusu o záchranu velryby, která zde v březnu uvázla na mělčině. Podařilo se ji dostat na speciální nákladní člun, který se následně vydal na cestu z Baltského do Severního moře. Pokusy o záchranu keporkaka zvaného Timmy poutají velkou pozornost médií a veřejnosti v Německu i v zahraničí.
28. 4. 2026Aktualizováno28. 4. 2026

Spor o léky na Alzheimerovu nemoc. Studie tvrdí, že nejsou účinné, část vědců nesouhlasí

Evropské úřady na konci loňského roku registrovaly první dva léky proti Alzheimerově chorobě. Jestli je budou členské státy proplácet z veřejného zdravotního pojištění, je na každé zemi. Právě ve fázi tohoto schvalování vyšla významná studie, která léky z této skupiny označila za nedostatečně efektivní.
28. 4. 2026

Čeští vědci chtějí odstraňovat léky z vody s pomocí světla. Popsali, jak na to

Tým vědců z Ostravy a Olomouce úspěšně otestoval uhlíkový materiál, který za pomoci světla rozkládá zbytky léčiv ve vodě a snižuje tak jejich rizika pro vodní organismy. Výzkum tak naznačil, jak by se v budoucnosti daly šetrnějším způsobem čistit odpadní vody v tuzemsku.
28. 4. 2026

Zemřel za úsvitu druhého dne, chránil se hmoždířem. Vědci popsali smrt v Pompejích

Archeologové objevili v Pompejích při nedávných vykopávkách pozůstatky dvou mužů, kteří zemřeli při erupci Vesuvu v roce 79 našeho letopočtu. Podle vědců se pokusili uprchnout směrem k pobřeží a před padajícím sopečným materiálem se chránili improvizovaně předměty, které měli po ruce.
28. 4. 2026
Načítání...