Akademie věd ČR › O AV ČR › Základní informace › Dokumenty › Výroční zpráva › Archiv výročních zpráv AV ČR s anotacemi › Výroční zpráva AV ČR za rok 2009

2. Vědecká činnost

Dokladem celkového pozitivního vývoje vědecké výkonnosti pracovišť AV ČR je publikační aktivita AV ČR, jejíž souhrnný přehled je uveden v příloze 2. Z analýzy trendů kvantitativního výkonu se ukazuje, že trvale rostou počty prací v citační databázi Thomson Reuters. V rámci celé ČR zveřejňuje AV ČR stále zhruba třetinu prací, na citovanosti zveřejněných prací se podílí přibližně jednou polovinou.Trendy v celkovém počtu publikací lze vidět také v následujícím přehledu, přitom je třeba předpokládat, že konečný počet publikací za rok 2009 bude vyšší (*).

Tab. 1: Počty publikovaných prací

ROK	2005	2006	2007	2008	2009*
Česká republika	8286	9358	11763	11724	11281
AV ČR	2653	2900	2988	3056	2897

Rostoucí trend vykazuje také počet vědeckých titulů „doktor věd“, které AV ČR uděluje. Tuto vysokou vědeckou kvalifikaci v roce 2009 získalo 18 vědeckých osobností.

Dne 29. dubna 2009 předal předseda AV ČR J. Drahoš diplomy novým doktorům věd (foto. archiv KAV)

Diplom doktora věd dne 29. dubna 2009 převzali (zleva) P. Brodský, M. Punčochář, J. Dědina, A. Sumová, M. Matucha, F. Helešic, M. Kuba

Diplom doktora věd dne 29. dubna 2009 převzali (zleva) R. Hilscher, P. Jungwirth, J. Homola, J. Fenyk, M. Šejnoha, P. Sommer

1) Sekce matematiky, fyziky a informatiky

Sekce zahrnovala šest pracovišť AV ČR s velmi širokým spektrem aplikovaného i teoretického výzkumu.

V matematických disciplínách jsou rozvíjeny matematické a informatické metody jak v rámci těchto oborů samých, tak i s ohledem na potřeby fyziky a technických oborů, dále chemie a biologie a v neposlední řadě i společenských a humanitních věd.

Fyzikální výzkum získává poznatky nejen o základních přírodních zákonech mikrosvěta a makrosvěta, ale i o konkrétním chování různých fyzikálních systémů za extrémních podmínek a o možnostech praktického využití nových objevů a jevů. Významně se podporuje výzkum kondenzovaných systémů s význačnými fyzikálními vlastnostmi včetně systémů strukturovaných v nanometrovém měřítku, studium vlastností, struktury a interakcí hmoty na subatomární úrovni a klasická, částicová, kvantová a nelineární optika.

Předmětem zájmu astrofyziky a astronomie je studium povahy a chování hmoty a záření v celém prostoru od horní atmosféry planety Země až po nejvzdálenější dosud pozorované části vesmíru. Výzkum se proto orientuje na astronomii a astrofyziku galaxií, hvězdných soustav, hvězd, Slunce, vztahů Slunce-Země, meziplanetárních těles a umělých družic Země.

Z výsledků roku 2009 uvádíme:

Analýza srážky planetky 2008 TC3 se Zemí pomocí dat z družice Meteosat

(Astronomický ústav)

6. října 2008 byla v USA objevena malá planetka, která se rychle blížila k Zemi. Následujícího dne vstoupila nad územím Súdánu do zemské atmosféry. Jak se očekávalo, planetka způsobila výrazný světelný jev v atmosféře (bolid), nicméně během průletu ovzduším se rozpadla a na povrch dopadly jen malé úlomky (meteority), které nezpůsobily žádnou škodu. K podobným jevům dochází několikrát do roka, ale toto byl první a zatím poslední případ, kdy planetka byla objevena ještě před vstupem do atmosféry a bolid byl předpovězen. Vzhledem k rychlému běhu událostí však nebylo možné se na jeho pozorování speciálně připravit a o průběhu vstupu planetky do atmosféry existuje velmi málo dat. Je proto velmi cenné, že Z. Charvát z Českého hydrometeorologického ústavu objevil bolid na snímcích meteorologické družice Meteosat 8.

Ve spolupráci s Českým hydrometeorologickým ústavem pak vědecký tým podrobně analyzoval všechna dostupná data z družic Meteosat 8 a 9, která obsahují nejenom údaje o samotném bolidu, ale též o prachovém oblaku, který bolid zanechal v atmosféře. Byla určena výška rozpadu planetky a absolutní jasnost bolidu ve dvou výškách. Pozorování ve více kanálech umožnila určit spektrální rozložení záření. Barevná teplota bolidu byla 3650 ± 100 K. V infračerveném spektru čerstvého prachu dominoval pás vazby Si-O poblíž 10 mikronů, způsobený rekondenzovanými silikáty o teplotě přes 1000 K, které záhy krystalizovaly. Celková hmotnost silikátového dýmu byla odhadnuta na 3100 ± 600 kg. Více hmoty však bylo pravděpodobně soustředěno ve větších, mikronových, prachových částicích, které vznikly neúplnou sublimací materiálu planetky. Podle výšek rozpadu planetky se odhadlo, že její celková poréznost byla okolo 50 %, tj. více než poréznost nalezených meteoritů Almahata Sitta (které patří k vzácnému typu, ureilitům). Provedená analýza bolidu spolu s daty o samotné planetce a o nalezených meteoritech tak velmi přispěla k poznání vlastností jednoho typu planetek křižujících dráhu Země.

Spolupracující subjekt: Český hydrometeorologický ústav

Borovička, J. – Charvát, Z.: Meteosat observation of the atmospheric entry of 2008 TC3 over Sudan and the associated dust cloud. Astronomy & Astrophysics. Roč. 507, č. 2 (2009), s. 1015–1022.

Bolid nad Súdánem. Část snímku z družice Meteosat 8 zachycující bolid nad Súdánem způsobený vstupem planetky 2008 TC3 do zemské atmosféry. Ve výřezu je detail bolidu (zdroj snímku: Český hydrometeorologický ústav a EUMETSAT)

Vytvoření laditelných materiálů se zápornou permeabilitou v terahertzové spektrální oblasti

(Fyzikální ústav AV ČR)

Metamateriály jsou uměle vytvořené kompozitní periodické struktury s elementární buňkou mnohem menší než vlnová délka záření. Tyto materiály mohou představovat prostředí s elektromagnetickými vlastnostmi, které se v přírodě nevyskytují. Vhodnou kombinací použitých složek je možné vytvořit např. tzv. „plášť neviditelnosti“ nebo destičky se záporným indexem lomu umožňující překonat difrakční mez při optickém zobrazování. Těchto vlastností lze ale využít vždy jen v úzkém spektrálním oboru vymezeném šířkou velmi ostrých magnetických rezonancí permeability. Z tohoto důvodu vědečtí pracovníci navrhli a experimentálně vytvořili metamateriál s laditelným rozsahem záporné permeability v terahertzové spektrální oblasti (0.2–0.36 THz). Tato struktura je tvořena polem nemagnetických tyčinek z incipientního ferroelektrika SrTiO₃, které má vysokou laditelnou permitivitu. Magnetické odezvy a jejího ladění je dosaženo díky teplotní závislosti permitivity SrTiO₃. Při vhodném poměru rozměrů tyčinek lze též dosáhnout širokopásmové magnetické odezvy.

Němec, H. – Kužel, P. – Kadlec, F. – Kadlec, C. – Yahiaoui, R. – Mounaix, P.: Tunable terahertz metamaterials with negative permeability. Physical Review B. Roč. 79 (2009). Čl. 241108(R), s. 1–4.

Yahiaoui, R. – Němec, H. – Kužel, P. – Kadlec, F. – Kadlec, C. – Mounaix, P.: Broadband dielectric terahertz metamaterials with negative permeability. Optics Letters. Roč. 34 (2009), s. 3541–3543.

Struktura metamateriálu změřená v transmisním elektronovém mikroskopu. (b) Transmisní spektra získaná při různých teplotách; ostré minimum odpovídá nejnižší Mieově rezonanci, která je spojena s efektivní magnetickou odezvou. (c) Efektivní magnetická permeabilita (Re μ and Im μ) při pokojové teplotě.

Ptákova charakterizace reflexivity v tenzorových součinech

(Matematický ústav)

Vlastnost aproximace Banachova prostoru je velice jemná vlastnost, o které se zprvu předpokládalo, že ji splňuje každý Banachův prostor. Přesněji řečeno užívala se, aniž by si matematici uvědomili, že to je další předpoklad, který nemusí plynout z definice Banachova prostoru. Teprve slavný francouzský matematik Alexander Grothendieck asi v roce 1955 tuto vlastnost přesně zformuloval spolu s problémem, zda tato vlastnost vždy platí nebo ne. Od té doby bylo třeba u řady tvrzení, kde se tato vlastnost použila, udávat ji jako předpoklad. Jedním z nich je následující tvrzení (A): Prostor všech operátorů je reflexivní právě tehdy, jestliže každý operátor je dokonce kompaktní operátor. Důkaz pro toto tvrzení za předpokladu vlastnosti aproximace vytvořila řada autorů kolem roku 1971. Současně formulovali problém, zda by nebylo možné dokázat jej i bez tohoto předpokladu. Problém zůstával nevyřešen až do současnosti. Mezitím se teprve po desetiletích ukázalo, že vlastnost aproximace nemusí platit vždy. Tím se ještě vyostřila otázka, zda v tvrzení (A) lze předpoklad aproximace vynechat.

Pracovníci ústavu ve své práci dokázali, že tvrzení (A) platí zcela obecně. Tedy i bez předpokladu vlastnosti aproximace. Důkaz provedli metodou, kterou vynalezl významný český matematik V. Pták v roce 1959, a to tak, že jeho kritérium reflexivity zjemnili a přizpůsobili situaci v tvrzení (A). Příčinou, proč se nedařilo tak dlouho problém řešit, je, že se vůbec nevědělo, jak by se mělo bez vlastnosti aproximace postupovat.

Výsledek této práce má řadu významných důsledků – vesměs řešících další důležité a po desetiletí nevyřešené problémy. Například: V roce 1983 sestrojil G. Pisier prostor s velmi nečekanými vlastnostmi a formuloval problém, zda lze konstrukci vylepšit tak, aby výsledný prostor byl navíc reflexivní. Ačkoliv se o sestrojení takového prostoru snažil a s ním řada dalších významných matematiků, nedařilo se problém zodpovědět kladně ani záporně. Poměrně snadným důsledkem výše uváděného výsledku je záporná odpověď na Pisierův problém: Neexistuje Pisierův prostor, který by byl reflexivní.

John, K.: Pták´s characterization of reflexivity in tensor products. Czechoslovak Mathematical Journal, přijato do tisku.

Studium hybridních kompozitů na bázi kovů a fullerenů

(Ústav jaderné fyziky)

Hybridní kompozity kombinující organické a anorganické (resp. kovové) komponenty jsou nové typy materiálů vykazující mnohdy unikátní vlastnosti vhodné pro cílené aplikace. Jedním z takových materiálů jsou kompozity vytvořené simultánní depozicí molekul fullerenů C60 a atomů tranzitních kovů (Ni, Co, Ti apod.) ve vakuu. Tyto kompozity mají zajímavé strukturní i jiné vlastnosti (např. schopnost sebeorganizace) a výraznou reakci na termální žíhání (resp. iontové ozařování).

Vědečtí pracovníci pozorovali pomocí metody MFM (Magnetic Force Microscopy) samoorganizaci magnetických domén kompozitu Ni + C60 (připraveného při pokojové teplotě substrátu) svědčící o skryté separaci fází Ni a C60. Při termálním žíhání se periodická struktura domén narušila, což ukázalo na termodynamickou nestabilitu hybridního systému. Dále se studovala struktura jiného kompozitu Ti + C60 a zjistilo se, že je tvořena nanočásticemi Ti obalenými polymerizovanou slupkou fullerenů. Tato struktura vykazovala příznivou biokompatibilitu ukazující na to, že kompozit Ti + C60 může být vhodným materiálem pro tkáňové inženýrství. Při pokojové teplotě substrátu byl připraven další kompozit Co + C60 tvořený nanokrystalky Co, které byly separovány polymerizovanou matricí C60. Termální žíhání kompozitu vedlo k relaxaci struktury a ke konverzi fullerenů v jednostěnné uhlíkové nanotrubičce dopované atomy Co. Dále byla zkoumána modifikace struktury vrstvy fullerenů iontovými klastry C60+. Ukázalo se, že bombardování klastry C60+ vede k tvorbě nanoteček, resp. periodických polymerizovaných nanostruktur složených z 5–10 molekul C60. Polymerizace fullerenů v důsledku bombardování klastry C60+ svědčí o zásadní roli, kterou hrají šokové vlny v transformaci struktury fullerenů.

Spolupracující subjekt: Japan Atomic Energy Agency Takasaki, Japan Atomic Energy Agency Tokai, Veeco Darmstadt, Fyziologický ústav, Fyzikální ústav, Ústav chemických procesů

Vacík, J. – Lavrentiev, V. – Hnatowicz, V. – Yamamoto, S. – Vorlíček, V. – Stadler, H.: Spontaneous partitioning of the Ni + C60 thin films grown at RT. Journal of Alloys and Compounds. Sv. 483 (2009), s. 374–377.

Vacík, J. – Lavrentiev, V. – Novotná, K. – Bačáková, L. – Lisá, V. – Vorlíček, V. – Rajtar, R.: Diamond and Related Materials, v tisku, DOI:10.1016/j.diamond.2009.10.016.

Lavrentiev, V. – Vacík, J. – Naramoto, H. – Sakai, S.: Thermal effect on structure organizations in cobalt-fullerene nanocomposition. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. Sv. 9 (2009), s. 1–6.

Sebeorganizace vrstvy připravené ko-depozicí Ni a C60 na monokrystal MgO(100) při teplotě 500°C (foto: archiv ÚJF)

Jádro her s vícehodnotovými koalicemi: teorie a algoritmy

(Ústav teorie informace a automatizace)

Model koaliční hry s vícehodnotovými koalicemi stojí na předpokladu, že hráči mohou participovat v koalici pouze s jistým stupněm příslušnosti. Takto vzniklé koaliční struktury lze přirozeně interpretovat pomocí vícehodnotové logiky, což umožňuje lépe pochopit a modelovat roli více stupňů příslušnosti hráče do koalice. Jádro hry je množina podílů hráčů na celkovém zisku, kterou nebývá v obecné situaci snadné popsat. Proto byl navržen a prozkoumán iterativní projekční algoritmus, který umožňuje nalézt alespoň jeden prvek z jádra, či případně rozhodnout, zda takový podílový vektor existuje.

Spolupracující subjekt: Dan Butnariu, Dpt. Of Mathematics, University of Haifa

Butnariu, D. – Kroupa, T.: Enlarged cores and bargaining schemes in games with fuzzy coalitions. Fuzzy Sets and Systems. Roč. 160, č. 5 (2009), s. 635–643.

Kroupa, T.: Core of coalition games on MV-algebras. Journal of Logic and Computation. Oxford Journals, v tisku.

Další významné výsledky:

Odezva optických čar vodíku na ohřev svazky: I. Elektronové svazky (Astronomický ústav AV ČR)
Falešné periody v chaotických systémech (Astronomický ústav AV ČR)
Hledání rozpadlých párů asteroidů (Astronomický ústav AV ČR)
Prachový disk okolo dvojhvězdy Ypsilon Sagittarii, objektu s nízkým obsahem vodíku (Astronomický ústav AV ČR)
Magnetokalorické jevy za vysokých tlaků (Fyzikální ústav AV ČR)
Hallův jev injektovaných spinově polarizovaných elektronů v planárním fotovoltaickém článku (Fyzikální ústav AV ČR)
Zdroj dvoufotonových kvantově provázaných stavů fotonů, tzv. KLM stavů (Fyzikální ústav AV ČR)
Inkluzivní účinný průřez elektron-protonového rozptylu na synchrotronu HERA (Fyzikální ústav AV ČR)
Průzračnost hliníkové fólie vyvolaná zářením RTG laseru na volných elektronech (Fyzikální ústav AV ČR)
Nový vhled do atomárního rozlišení frekvenčně modulovaného Kelvinova mikroskopu atomárních sil (Fyzikální ústav AV ČR)
Magnetické anizotropie izolovaných 3d spinů tranzitivních kovů adsorbovaných na CuN povrchu (Fyzikální ústav AV ČR)
Zařízení pro úpravu vlastností vláken ze slitin s tvarovou pamětí NiTi průchodem elektrického proudu (Fyzikální ústav AV ČR)
Horní limit na frakci fotonů při EeV energiích v observatoři Pierra Augerra (Fyzikální ústav AV ČR)
Chemická generace singletového kyslíku pro kyslík-jodový laser COIL pomocí originálně navrženého odstředivého sprejového generátoru (Fyzikální ústav AV ČR)
Semilineární stochastické rovnice v Hilbertově prostoru s frakcionálním Brownovým pohybem (Matematický ústav AV ČR)
Zesilování dolních odhadů pomocí dolů samopřevoditelnosti (Matematický ústav AV ČR)
Regularizační efekt Golub-Kahanovy bidiagonalizace a vyjevování hladiny šumu v datech (Ústav informatiky AV ČR)
Univerzální výpočetní síla amorfních výpočetních systémů (Ústav informatiky AV ČR)
Cyklické změny klimatu spojené se sluneční a geomagnetickou aktivitou (Ústav informatiky AV ČR)
První proton-protonové srážky na LHC pozorované detektorem ALICE: měření hustoty nabitých částic v pseudorapiditě při energii Ös = 900 GeV (Ústav jaderné fyziky AV ČR)
Stanovení excitační funkce reakce Pa-231(d,3n)U-230 (Ústav jaderné fyziky AV ČR)
Precizní spektroskopie jádra 16N_Lambda z elektroprodukce (Ústav jaderné fyziky AV ČR)
Forenzní analýza obrazu na základě inkonzistence šumu (Ústav teorie informace a automatizace AV ČR)
Hierarchický násobný markovský řetězový model pro neřízenou texturní segmentaci (Ústav teorie informace a automatizace AV ČR)

2) Sekce aplikované fyziky

Sekce zahrnuje sedm ústavů, jejichž výzkum je soustředěn na využití aplikací fyzikálního výzkumu v technických vědách, výzkum vlastností ionizovaných prostředí a laserového plazmatu, fotoniku, generování a diagnostiku vysokoteplotního a nízkoteplotního plazmatu, přenosové jevy v kapalných systémech a hydrosféře, mechaniku poddajných těles a biomechaniku, dynamiku tekutin, termodynamiku, výzkum vlastností silnoproudých elektromechanických systémů, nové koncepce konverze energie, senzory, přenos a zpracování signálů, materiálový výzkum, výzkum vlastností pokročilých materiálů ve vztahu k jejich mikrostruktuře. Podporován je také rozvoj nových fyzikálních metod, speciálních technologií a přístrojových principů, rozvoj mezioborového základního i aplikovaného výzkumu zaměřeného na základní poznatky s typickými aplikacemi v bioinženýrství, medicíně, ekologii včetně ochrany zdraví a bezpečnosti člověka a zachování přírodního i kulturního dědictví lidstva.

Z výsledků roku 2009 uvádíme:

Biosenzory s povrchovými plazmony pro bezpečné potraviny a medicinální diagnostiku

(Ústav fotoniky a elektroniky)

Potřeba detekovat chemické a biologické látky v reálném čase v místě jejich výskytu existuje v řadě důležitých oblastí, jako jsou lékařská diagnostika, analýza potravin, monitorování životního prostředí a bezpečnost. V současnosti jsou však chemické a biochemické analýzy prováděny především v centralizovaných laboratořích, navíc jsou relativně pracné, časově náročné a vyžadují nákladné přístrojové vybavení. Proto je v posledních desetiletích na celém světě věnována velká pozornost výzkumu a vývoji nových bioanalytických nástrojů, jako jsou například biosenzory, které umožní provádět detekci chemických a biologických látek přímo v terénu.

Vědečtí pracovníci vyvinuli nové optické biosenzory založené na rezonanci povrchových plazmonů (surface plasmon resonance – SPR) pro rychlou a citlivou detekci chemických a biologických látek v místě jejich výskytu. Tyto nové biosenzory představují propojení originálních a vysoce citlivých optických senzorů vyvinutých v Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR se speciálními molekulárními receptory (protilátky, peptidy, nukleové kyseliny) umožňujícími specifickou detekci vybraných látek. S pomocí biosenzorů byly detekovány potenciální biomarkery rakoviny a Alzheimerovy nemoci (ALCAM, transgelin, 17β-HSD10), potravinové patogeny (Escherichia coli) a toxiny (tetrodotoxin). Například biosenzor pro tetrodotoxin vyvinutý a testovaný ve spolupráci s University of Washington, Seattle (USA) a U.S. Food and Drug Administration dokáže odhalit tetrodotoxin v extraktu z rybího masa už při koncentraci 1 ng/ml.

Spolupracující subjekt: University of Washington, Seattle (USA), U.S. Food and Drug Administration (USA)

Krištofiková, Z. – Bocková, M. – Hegnerová, K. – Bartoš, A. – Klaschka, J. – Říčný, J. – Řípová, D. – Homola, J.: Enhanced levels of mitochondrial enzyme 17ß-hydroxysteroid dehydrogenase type 10 in patients with Alzheimer disease and multiple sclerosis. Molecular Biosystems. Sv. 5 (2009), s. 1174–1179.

Hegnerová, K. – Bocková, M. – Vaisocherová, H. – Krištofiková, Z. – Říčný, J. – Řípová, D. – Homola, J.: Surface plasmon resonance biosensors for detection of Alzheimer disease biomarkers. Sensor and Actuators B. Sv. 139, (2009), s. 69–73.

Ladd, J. – Allen, T. – Piliarik, M. – Homola, J. – Jiang, S.: Label-free detection of cancer biomarker candidates using surface plasmon resonance imaging. Analytical and Bioanalytical Chemistry. Sv. 393 (2009), s. 1157–1163.

Laboratorní prototyp kompaktního SPR biosenzoru PATHOMILK pro detekci bakteriálních patogenů v mléce (foto: archiv ÚFE)

Formování supersonických plazmových jetů v cylindrických kanálech

(Ústav fyziky plazmatu)

Najít způsob, jak účinně předat energii laserového paprsku plazmatu, zkoncentrovat ji a využít pro ohřev termojaderné pelety, je klíčovým problémem laserové termojaderné fúze. Všechna doposud navržená schémata urychlení a komprese laserem vytvářeného plazmatu jsou založena na tzv. ablačním urychlování, což je v podstatě raketový efekt. Jeho účinnost je však velmi malá, a proto je k zažehnutí fúze zapotřebí obrovské energie laseru (100 kJ–1 MJ).

Experti laboratoře jódového TW laseru PALS ve spolupráci s fyziky varšavského ústavu IPPLM experimentálně prověřili nový způsob, jenž by mohl tuto nepříznivou situaci vylepšit. K transportu a koncentraci energie plazmatu použili transportní kanál uvnitř dutého laserového terče. Fokusovaný laserový paprsek vytváří plazma z PET fólie tloušťky 10 μm, kryjící vstupní otvor kanálu od průměru 0,3–0,5 mm (obr 13a). Plazma se laserem urychluje a transportuje kanálem cylindrického nebo kónického tvaru v pevném kovovém materiálu (Al nebo Au) na vzdálenost několika mm. V kónickém kanálu se plazma během transportu komprimuje a hustota jeho energie se zvyšuje. Mírou energie prošlé kanálem je objem kráteru vytvořeného v zadní masivní části terče (obr. 13b). Plazma vystupuje z kanálu ve tvaru úzkého supersonického výtrysku, jehož hustotu lze po odstranění zadní části měřit laserovým interferometrem (obr. 13c).

Formování supersonických plazmových jetů v cylindrických kanálech

a) Schéma uspořádání laserového experimentu s kónickým transportním kanálem

b) Kráter vytvořený v masivní hliníkové části terče: mikrofotografie originálního kráteru (vlevo) a příčné řezy jeho voskovou replikou
c) Laserový interferogram plazmového jetu vystupujícího z cylindrického kanálu (vlevo) a rekonstruovaný podélný profil jeho elektronové hustoty. Maximální hustota na ose jetu 2 x10²⁰ cm^-3 (foto: archiv ÚFP)

Výhodou nové metody je ojedinělá možnost vytvářet supersonické plazmové výtrysky z lehkých prvků. Dosavadní experimenty ukazují, že účinnost transportu energie na terč je až 30krát vyšší než při využití ablačního urychlování samotného.

Spolupracující subjekt: IPPLM Varšava

Borodziuk, S. – Kasperczuk, A. – Pisarczyk, T. – Badziak, J. – Chodukowski, T. – Ullschmied, J. – Krousky, E. – Masek, K. – Pfeifer, M. – Rohlena, K. – Skala, J. – Pisarczyk, P.: Cavity pressure acceleration: An efficient laser-based method of production of high-velocity macroparticles, Applied Physics Letters 95, 231501 (2009), DOI:10.1063/1.3271693.

Badziak, J. – Pisarczyk, T. – Chodukowski, T. – Kasperczuk, A. – Parys, P. – Rosiński, M. – Wołowski, J. – Krouský, E. – Krása, J. – Mašek, K. – Pfeifer, M. – Skála, J. – Ulllschmied, J. – Velyhan, A. – Dhareshwar, L. J. – Gupta, N. K. – Yong-Joo Rhee – Torrisi, L. – Pisarczyk, P.: Formation of a supersonic laser-driven plasma jet in a cylindrical channel, Physics of Plasmas 16 (2009), 114506(1)-114506(4).Kasperczuk, A. – Pisarczyk, T. – Demchenko, N. N. – S.Yu. Gus’kov – Kálal, M. – Ullschmied., J. – Krouský, E. – Mašek, K. – Pfeifer, M. – Rohlena, K. – Skála, J. – Pisarczyk, P.: Experimental and theoretical investigations of mechanisms responsible for plasma jets formation at PALS. Laser and Particle Beams 27 (2009), 415–427, DOI:10.1017/S0263034609000548.

Diagnostika ultrajemně zrněného kovu

(Ústav přístrojové techniky)

Struktura krystalických zrn v mědi zpracované rovnoramenným úhlovým protlačováním byla úspěšně zobrazena a měřena pomocí ultravysokovakuového rastrovacího nízkoenergiového elektronového mikroskopu vybaveného katodovou čočkou, a to v režimu odrazu velmi pomalých elektronů. Výzkumní pracovníci zjistili, že kontrast zrn dosahuje svého maxima při energiích elektronů pod cca 30 eV, kde se i střídá jeho znaménko a kde vykazuje závislost na energii dopadu elektronů specifickou pro orientaci zrna. Energiová závislost odrazivosti elektronů prokázala svou schopnost sloužit jako „otisk prstu“ umožňující stanovení krystalové orientace. V oblasti stovek elektronvoltů je rovněž možné pozorovat jemné detaily mikrostruktury včetně dvojčat a nízkoúhlových hranic zrn. Odrazivost velmi pomalých elektronů je slibnou alternativou metody EBSD díky svému vysokému rozlišení a rychlému sběru dat.

Spolupracující subjekt: VUT v Brně, Fakulta strojního inženýrství

Mikmeková, Š. – Hovorka, M. – Müllerová, I. – Man, O. – Pantělejev, L. – Frank, L.: Grain contrast imaging in UHV SLEEM. Materials Transactions. Roč. 51 (2010), v tisku.

Mikmeková, Š. – Hovorka, M. – Müllerová, I. – Frank, L. – Man, O. – Pantělejev, L.: Microstructure of the ultra-fine grained Cu by UHV SLEEM. MC 2009 – Microscopy Conference: First Joint Meeting of Dreiländertagung and Multinational Conference on Microscopy. Graz: Verlag der Technischen Universität, 2009. Sv. 3, s. 515–516.

Mikmeková, Š. – Hovorka, M. – Müllerová, I. – Frank, L. – Man, O. – Pantělejev, L.: Study of the Microstructure of the UFG Copper in UHV SLEEM. Proceedings of the 4th Czech-Japan-China Cooperative Symposium on Nanostructure of Advanced Materials and Nanotechnology (CJCS’09). Brno: ISI the CAS, 2009 (Pokorná, Z.; Mika, F.), s. 19.

Zobrazení zrn v ultrajemnozrném polykrystalickém kovu.

Ultrajemnozrná měď: snímek z rastrovacího elektronového mikroskopu s katodovou čočkou pro mikroskopii velmi pomalými elektrony (a), pseudobarevný obraz získaný metodou EBSD (difrakce zpětně odražených elektronů) (b) spolu s barevným klíčem krystalové orientace (c) (foto: archiv ÚPT)

Mechanismus poškozování oceli korozí pod napětím indukovaným vodíkem

(Ústav teoretické a aplikované mechaniky)

Jak ukázala mikrofraktografická analýza, v podmínkách chemické reakce s vývojem vodíkových atomů probíhá proces korozního praskání oceli mechanismem postupného štěpného lomu. Vodíkové atomy pronikají do materiálu před čelem trhliny, kde zaujímají jednak intersticiální polohy v mřížce α železa a jednak se zakotvují na nečistotách, hranicích zrn a na dislokacích. Právě atomy vodíku zakotvené na dislokacích zabraňují jejich pohybu, čímž omezují rozvoj plastické deformace. Toto vede k lokálnímu zkřehnutí materiálu před čelem trhliny a při lomovém procesu ke vzniku štěpných faset na lomové ploše. Vědečtí pracovníci ústavu zjistili, že charakter lomu – výskyt štěpných faset – se zachová, pokud dojde k lomovému procesu v řádu několika hodin po ukončení podmínek vývoje vodíkových atomů. Pokud však nastane lomový proces po delší době, např. v řádu týdnů od skončení vývoje vodíkových atomů, probíhá lom mechanismem tvárného porušení s tvorbou charakteristických důlků. Těmto zjištěním odpovídá i úroveň odporu materiálu vůči lomu (lomové houževnatosti). V prvním případě dochází k výraznému snížení lomové houževnatosti (až na jednu pětinu) a ve druhém případě získává ocel v důsledku úniku atomárního vodíku nebo jeho rekombinace na molekuly až 80 % svých původních lomově-odporových vlastností.

Spolupracující subjekt: Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT

Gajdoš, Ľ. – Šperl, M.: Vliv koroze pod napětím na bezpečnost provozu plynovodu. Plyn. Roč. 89 (2009), 1. část: č. 7-8, s.161–165; 2. část: č. 9, s.195-199; 3. část: č 10, s.220–223.

Vyšetření mechanismu poškozování oceli v podmínkách koroze pod napětím.
Mikromorfologie odpovídající štěpnému lomu. Lomový proces následoval asi 10 min po vyjmutí tělesa z generátoru korozně-napěťových trhlin

Vyšetření mechanismu poškozování oceli v podmínkách koroze pod napětím.
Mikromorfologie odpovídající tvárnému důlkovitému lomu. Lomový proces následoval dva týdny po vyjmutí tělesa z generátoru korozně-napěťových trhlin (foto: archiv ÚTAM)

Účinek mechanického zatěžování na průběh chemických reakcí v živých tkáních

(Ústav termomechaniky)

Výzkum poskytuje teoretické vysvětlení účinků mechanického zatěžování na průběh chemických reakcí pomocí principů lineární nerovnovážné termodynamiky. Vyřešil se i dlouho diskutovaný problém; nakolik může statické či dynamické zatěžování ovlivňovat biochemické procesy – ukazuje se, že je nutné, aby stimulačním podnětem bylo dynamické (časově proměnné) zatěžování. Dále se ukazuje, že chemické a mechanické procesy se nejen navzájem podporují, ale také můžou hrát roli spouštěče onoho druhého spřaženého procesu – některé biochemické procesy mohou pro svůj běh potřebovat mechanickou stimulaci a naopak - chemické reakce mohou poskytovat energii pro některé mechanické procesy. Pro demonstraci významu vazby mezi procesy se provedla detailní analýza modelu řízené autokatalýzy, který demonstruje vliv dynamického zatěžování na reakční kinetiku.

Spolupracující subjekt: Katedra matematiky, FJFI, ČVUT v Praze

Klika, V. – Maršík, F.: Coupling effect between mechanical loading and chemical reactions. Journal of Physical Chemistry B. Roč. 113, č. 44 (2009), s. 14689–14697.

Vliv velikosti dynamické zátěže (například množství kroků denně) na nárůst zdravé tkáně (foto: archiv ÚT)

Další významné výsledky:

Přechodové jevy v ramanovských vláknových zesilovačích se soustředěnými parametry a časově multiplexovaným čerpáním (Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR)
Výzkum nelineárních jevů v zařízení pro měření časových intervalů založeném na excitaci filtru s povrchovou akustickou vlnou (Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR)
Název česky: Charakteristiky dlouhodobé creepové pevnosti a lomu při creepu intermetalických slitin na bázi TiAl (Ústav fyziky materiálů AV ČR)
Vysokoteplotní únavové vlastnosti superslitiny IN713LC (Ústav fyziky materiálů AV ČR)
Vliv strukturních stupňů volnosti na vazební a pevnostní charakteristiky disilicidu molybdenu (Ústav fyziky materiálů AV ČR)
Vliv povrchových chemických procesů na rozhraní keramika/elektrolyt na generování impulzního korónového výboje ve vodě s použitím elektrod pokrytých vrstvou porézní keramiky (Ústav fyziky plazmatu AV ČR)
Výzkum metody rezonantních magnetických poruch pro tokamaky COMPASS, MAST a JET (Ústav fyziky plazmatu AV ČR)
Anodové procesy v netransferovaném oblouku v plazmatronu a jejich vliv na strukturu proudu plazmatu (Ústav fyziky plazmatu AV ČR)
Nanokrystalizace plazmových nástřiků na bázi eutektických směsí keramik (Ústav fyziky plazmatu AV ČR)
Modelování reologického chování polymerních tavenin (Ústav pro hydrodynamiku AV ČR)
Vlastnosti metod identifikace vírových struktur (Ústav pro hydrodynamiku)
Simulace spinových systémů v rychlém MR spektroskopickém zobrazování (Ústav přístrojové techniky AV ČR)
Metoda výpočtu aberačních koeficientů trasováním elektronů (Ústav přístrojové techniky AV ČR)
Sondová mikroskopie s interferometrickým odměřováním pro nanometrologii (Ústav přístrojové techniky AV ČR)
Stabilita a postkritické procesy v autoparametrických systémech (Ústav teoretické a aplikované mechaniky AV ČR )
Analýza účinků působení větru na lehké nízké dřevěné stavby (Ústav teoretické a aplikované mechaniky AV ČR )
Mechanismus poškozování oceli korozí pod napětím indukované vodíkem (Ústav teoretické a aplikované mechaniky AV ČR )
Navržen teoretický model lubrikace hlezenního kloubu člověka (Ústav teoretické a aplikované mechaniky AV ČR )
Hodnocení rizik znečištění ovzduší a oceňování škod ze zhoršeného životního prostředí na historických materiálech a obalových konstrukcích budov – ekonomické škody a strategie řízení opatření ke snížení dopadů na historické objekty a sídla (Ústav teoretické a aplikované mechaniky AV ČR )
Zdokonalení materiálového modelu cyklické plasticity (Ústav termomechaniky AV ČR )

3)Sekce věd o Zemi

Sekce zahrnuje pět pracovišť, jejichž objektem zkoumání je zemské těleso a jeho blízké i vzdálené okolí. K prioritám patří studium vnitřní stavby a fyzikálních vlastností Země, výzkum vývoje litosféry, biosféry a přírodního prostředí od nejstarší geologické minulosti až do současnosti včetně výzkumu procesů v litosféře indukovaných lidskou činností. Dále se zabývá studiem vybraných procesů v atmosféře Země a jejím kosmickém okolí. V aplikované sféře provádí orientovaný výzkum geodynamických procesů ve svrchní vrstvě zemské kůry a hydrologických procesů ovlivňujících životní prostředí a ekologické využívání nerostných surovin.

Z výsledků roku 2009 uvádíme:

Seismicita indukovaná těžbou ropy a plynu

(Geofyzikální ústav)

Seismické sledování vysokotlakých injektáží prováděných v naftových, plynových a některých geotermálních vrtech je příkladem, kde se seismologie setkává s průmyslovou rutinou. Při rozrušování horniny injektáží vzniká seismicita – slabá „zemětřesení“ energeticky o mnoho řádů pod přirozenými zemětřeseními. Zatímco ta jsou v drtivé většině střižná, tzn. jejich ohniskovým procesem je tečný skluz podél existujícího tektonického zlomu, u mikrootřesů indukovaných vysokotlakými injektážemi může být ohniskový proces obecnější: skluz po zlomové ploše má navíc i normálovou složku odpovídající jeho otevření, popřípadě dojde k vytvoření úplně nové – tahové – trhliny. Je zřejmé, že čím víc je normálového pohybu v ohniskovém procesu, tím lépe plní vzniklá trhlina účel celé injektážní procedury – zvýšení permeability prostředí. Takováto průmyslová seismicita je pro minimalizaci nákladů standardně monitorována snímači v jediném vrtu zřízeném v blízkosti vrtu injektážního. Stanovení kompletního mechanismu popisujícího jak typ rozrušení, tak i jeho orientaci však vyžaduje monitorování alespoň ze dvou vrtů. I potom je ovšem tato úloha obtížná a je nezbytné pečlivě vyhodnotit všechny vlivy, které snižují rozlišovací schopnost, jako je seismický neklid na záznamech, nepřesná lokalizace hypocentra, a nedostatečná znalost parametrů prostředí při konstrukci jeho odezvy, která se nazývá Greenova funkce a je nezbytná při řešení obrácené úlohy seismického zdroje. S modelem ohniska popsaným obecným momentovým tenzorem vědečtí pracovníci reinterpretovali data z injektáže do vrtu ložiska zemního plynu Cotton Valley v Texasu a ukázali, že mechanismy silných otřesů doprovázejících vtlačování kapaliny do vrtu, dříve považované za čistě střižné skluzy, mají výrazně nestřižné složky a odpovídají tahovému rozrušování horniny plynového ložiska. Tento poznatek významně modifikuje stávající představy o mechanice pohybu injektážních fluid při těchto častých a nákladných technologických operacích v naftovém a plynovém průmyslu a může být využit při jejich navrhování a provádění prací s cílem zvýšení efektivity exploatace zásobníku.

Šílený, J. – Eisner, L. – Hill, D. – Cornet, F., 2009. Non-double-couple mechanisms of microearthquakes induced by hydraulic fracturing. Journal of Geophysical Research, 114, DOI:10.1029/2008JB005987.

Seismicita indukovaná těžbou ropy a plynu. Mechanismy vybraných mikrozemětřesení indukovaných tlakovou injektáží do plynového vrtu v Cotton Valley v Texasu. Nahoře je mapa, dole hloubkový řez; G1-G4, R jsou jednotlivé skupiny jevů, do nichž lze seismicitu typově rozdělit. Mechanismy jsou znázorněny jako 3D “drátěné modely” vyzařovací charakteristiky P-vln: červená barva odpovídá extenznímu pohybu v ohnisku, modrá kompresnímu. Ve skupinách G1 a G2 dominuje extenzní dipól, který je ekvivalentem tahové trhliny (foto: archiv GFÚ)

Karbonský prales

(Geologický ústav)

Nálezy karbonských rostlin 300 milionů let starých poskytly množství podkladů k paleoekologickým studiím a rekonstrukci původního tropického pralesa mladších prvohor. Celá plocha tropického pralesa v oblasti České republiky, která se tehdy nacházela nedaleko rovníku, byla v době svého rozkvětu zasypána mohutnou vrstvou sopečného popela, který pocházel z výbuchu velké sopky nedaleko Drážďan. Rostliny tak byly až do současnosti zakonzervovány naprosto jedinečným způsobem. Hojné jsou nálezy velkých vějířů kapradin, několikametrové větve i velké části kmenů, zejména pařezů. Takové nálezy patří mezi světové unikáty. Další výhodou tohoto způsobu zachování tropického pralesa je fakt, že rostliny jsou odkrývány přesně v místech, kde původně rostly. Je tak možné přesně rekonstruovat nejen rodové a druhové složení tropického rovníkového pralesa, ale například i jeho hustotu, tzn. vzájemnou vzdálenost jednotlivých rostlin, což je jinde ve světě vyloučeno. Mezi světové úspěchy se řadí i nález vzácného karbonského pavouka nebo dřívější nález vážky s rozpětím křídel dosahujícím 60–70 centimetrů.

Spolupracující subjekt: Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy, Praha, Česká geologická služba, Národní muzeum v Praze, Západočeské muzeum v Plzni

Opluštil, S. – Pšenička, J. – Libertín, M. – Bek, J. – Dašková, J. – Šimůnek, Z. – Drábková, J.: Composition and structure of an in situ Middle Pennsylvanian peat-forming plant assemblage buried in volcanic ash, Radnice Basin (Czech Republic). Palaios. Roč. 24 (2009), s. 726–746.

Rekonstrukce karbonského pralesa (J. Svoboda) (foto: archiv GLÚ)

Zdroj a šíření emisí choru v magnetosféře Země

(Ústav fyziky atmosféry)

Působení elektromagnetických vln na vesmírné okolí naší planety bylo předmětem výzkumu od 60. let minulého století. Základní analýza elektromagnetických vln v oblasti frekvencí ve slyšitelném pásmu využívala poslechu nahraných dat přes reproduktor. Proto jsou historicky tyto vlny pojmenovány podle toho, jak z reproduktoru zněly – hvizdy, šum, sykot, chorus. Ve studiu chorových emisí, které hrají významnou úlohu v dynamice radiačních pásů Země, se pracovníci ústavu zaměřili na šikmo se šířící chorus, jemuž se doposud věnovala menší pozornost, zejména v teoretických studiích. Soustředili se na případovou studii pozorování na nízkých magnetických šířkách, kdy na všech čtyřech družicích CLUSTER byly pozorovány současně buď jednotlivé vzájemně si odpovídající chorové elementy, nebo sykot postrádající výraznější spektrální strukturu. Podrobnou analýzou vícesložkového měření ukázali, že v obou případech se vlny šíří pod velkými úhly vzhledem k magnetickému poli. V případě diskrétního choru je to několik stupňů od rezonančního kužele, v případě sykotu dokonce pouhé zlomky stupně od rezonančního kužele. Chorus se pak může sířit do plazmosféry a přispívat ke vzniku plazmosférického sykotu.

Spolupracující subjekt: University of Iowa, USA, a Station de Radioastronomie de Nançay, Francie

Santolík, O. – Gurnett, D. A. – Pickett, J. S. – Chum, J. – Cornilleau-Wehrlin, N.: Oblique propagation of whistler mode waves in the chorus source region. Journal of Geophysical Research, 114 (2009), A00F03, DOI:10.1029/2009JA014586.

Santolík, O. – Chum, J.: The origin of plasmaspheric hiss. Science 324 (2009), 729–730, DOI: 10.1126/science.1172878.

Allenovými radiačními pásy (šedě), plazmosférou (modře), zdrojovou oblastí emisí typu chorus (červeně)

a s naznačením jejich šíření směrem k Zemi (foto: archiv ÚFA)

Využití větrné energie: hodnocení prostorových vztahů, environmentálních aspektů a sociálních souvislostí pomocí nástrojů GIS

(Ústav geoniky)

Monografie přináší relativně komplexní a souhrnné zhodnocení častých otázek spojených s rozvojem větrné energetiky na území České republiky. Toto hodnocení vychází z analýzy prostorových vztahů, environmentálních aspektů a sociálních a ekonomických souvislostí dané problematiky, přičemž důraz je kladen na provázanost zahraničních zkušeností s vlastními poznatky a závěry empirických výzkumů. Základem je interdisciplinární přístup, který zahrnuje a systematicky hodnotí široké spektrum vzájemně souvisejících aspektů fyzicko-geografických, environmentálně-ekologických, humánně-geografických a sociologických, ale i aspekty legislativní, ekonomické, otázky vlivu na zdraví obyvatelstva, kvalitu života atd. Za zastřešující disciplínu lze považovat geografii, jejíž hlavní výhodou je v tomto ohledu široký tematický záběr a především schopnost syntézy, která je nutná pro správné celkové zhodnocení územního potenciálu, respektive stanovení míry vhodnosti či akceptability využívání energie větru v konkrétním území. Kolektiv autorů pocházejících z několika akademických, univerzitních a specializovaných pracovišť předpokládá, že by se kniha mohla stát vodítkem pro další vědeckovýzkumnou práci na tomto poli a že poslouží pro zkvalitnění znalostního portfolia pracovníků veřejné správy, hospodářských subjektů, usměrní některé mýty spojované s větrnou energií a v neposlední řadě přispěje k rozšíření skupiny poučených laiků, schopných konstruktivně a objektivně hodnotit danou problematiku.

Cetkovský, S. – Frantál, B. – Štekl, J. a kol.: Větrná energie v České republice, hodnocení prostorových vztahů, environmentálních aspektů a socioekonomických souvislostí. Studia geographica 101, v tisku.

Cetkovský, S. – Nováková, E.: Assessment of the impact of wind turbines on landscape charakter: implications for landscape planning. Moravian Geographical Reports, Sv. 17, č. 2, (2009), s. 27–33.

Frantál, B. – Kučera, P.: The impact of wind turbines operation as perceived by the residents of concerned areas. Moravian Geographical Reports, Sv. 17, č. 2, (2009), s. 34–45.

Rekonstrukce svahových deformací na Šumavě

(Ústav struktury a mechaniky hornin)

Výzkum se zabýval dvěma lokalitami na Šumavě postiženými svahovými deformacemi (sesuvy). Ačkoli je Šumava obecně považována za geomorfologicky poměrně klidnou oblast, existují zde lokality, které nesou neklamné známky překvapivě značné aktivity vývoje reliéfu nedávné nebo dokonce současné. Při výzkumu zájmových území byly využity četné metody včetně přímého měření v současnosti probíhajících pohybů (které ukazuje pozvolný pohyb skalních bloků ze svahu rychlostí až 1 mm za rok), GPS mapování, vrtů a studia sedimentů, geodetických měření a radionuklidového datování sesuvů. Výzkum přinesl několik velmi zajímavých výsledků. Podařilo se odhalit zákonitosti chování svahů na modelových lokalitách a formulovat pravděpodobný scénář vývoje lokalit, podle kterého se svahové pohyby opakují v závislosti na rychlosti akumulace sesouvajícího se materiálu. Radionuklidové datování ukázalo, že tyto cykly trvají přibližně 4000 let. Příčinou nestability studovaných svahů v jinak poměrně klidné oblasti je souběžné působení dvou faktorů, které snižují stabilitu: strukturní predispozice hornin (průběh puklin a porušení masivu) a zvýšená strmost svahů, způsobená erozní činností ledovců (v době zalednění) a tekoucí vody. Rovněž se podařilo přispět k poznání historie kulturní památky – na lokalitě Obří Hrad se totiž nachází pozůstatky keltského opevnění. Archeologické nálezy v této lokalitě byly zanedbatelné a výzkum archeologů byl uzavřen s tím, že opevnění zřejmě nikdy nebyla dokončena. Výzkum přispěl k doplnění těchto poznatků o možnou příčinu opuštění lokality – zdá se totiž, že mohlo vlivem přitížení již tak nestabilního svahu na východní straně citadely budovaným opevněním dojít ke zřícení a sesuvu celého východního svahu.

Hartvich, F. – Mentlík, P. (2009): Slope development reconstruction at two sites in the Bohemian Forest Mountains. Earth surface processes and landforms, Sv. 34 (2009), DOI: 10.1002/esp.1932.

Poloha a přehledná situace na zájmových lokalitách: Ledovcový kotel Prášilského jezera (nahoře vpravo) a svah pod Obřím Hradem (dole vpravo). Čárkované bílé linie ukazují studované svahy, plná bílá linie svahové deformace. (foto: archiv ÚSMH)

Další významné výsledky:

Objev skryté explozivní vulkanické struktury v západních Čechách gravimetrickým a magnetickým průzkumem (Geofyzikální ústav)
Objasnění a simulace anomálních změn teploty pozorovaných po dovrtání vrtu Yaxcopoil v krasovém prostředí poloostrova Yukatán v Mexiku (Geofyzikální ústav)
Mocnost litosféry v Evropě (Geofyzikální ústav)
Transport těžkých kovů ze silně kontaminovaného povodí řeky Litavky během povodňových událostí (Geologický ústav)
Integrovaná statigrafie a geochemie hraničního intervalu jura/křída tethydní a boreální oblasti (Geologický ústav)
Vývoj metod pro zpřesnění velmi krátkodobé předpovědi letních přívalových srážek s využitím distančních meteorologických měření (Ústav fyziky atmosféry)
Dopady změny klimatu na sucho v ČR (Ústav fyziky atmosféry)
Akusticko-gravitační vlny troposférického původu pozorované v ionosféře (Ústav fyziky atmosféry)
Šikmo se šířící chorové vlny spodního pásu: časové posuny mezi diskrétními elementy pozorovanými družicemi Cluster (Ústav fyziky atmosféry)
Modifikované jílové minerály (Ústav geoniky)
Metody předpodmínění pro modelování fyzikálních procesů, zvláště v horninovém prostředí (Ústav geoniky)
Návrh výplně meziobratlové rozpěrky pro léčbu páteře na bázi částicových kompozitů (Ústav struktury a mechaniky hornin)
Závěsný magnetický odlučovač s velkými bloky z permanentních NdFeB magnety, zavěšený nad dopravní pás a magnetický obvod pro tento odlučovač (Ústav struktury a mechaniky hornin)

4)SEKCE CHEMICKÝCH VĚD

Sekce sdružovala šest pracovišť, jejichž výzkum je směrován k cílené syntéze a strukturní a funkční charakterizaci nových anorganických a organických sloučenin, se zvláštním zaměřením na krystalické, kompozitní, skelné a polymerní materiály a supramolekulární či nanostrukturované soustavy. Další prioritou je výzkum vztahů mezi strukturou, vlastnostmi a reaktivitou látek spojený s objasňováním časově a prostorově rozlišeného mechanizmu jejich reakcí, poskytující teoretický základ pro aplikace. Podstatná část aktivit patří rovněž studiu chemických principů biologických jevů v biomedicíně a ekologii a vývoji nových chemoterapeutik, biologicky účinných látek a polymerních biomateriálů pro cílené terapeutické aplikace. K vyspělým technologiím směřuje výzkum zaměřený na procesy ve vícefázových reagujících soustavách, molekulární inženýrství, nové metody iniciace chemických reakcí a procesy důležité pro dekontaminaci a ochranu životního prostředí. Nedílnou součástí chemického výzkumu je i rozvoj instrumentálních, analytických a bioanalytických metod.

Z výsledků roku 2009 uvádíme:

Superparamagnetické nanočástice pro označení buněk

(Ústav makromolekulární chemie)

Srážením železnatých a železitých solí hydroxidem amonným a následnou oxidací pracovníci ústavu připravili superparamagnetické nanočástice oxidů železa, které byly posléze pomocí nového originálního postupu povlečeny biokompatibilními polymery – poly(N,N-dimethylakrylamidem) a poly(L-lysinem) (obrázek 1). Tyto nanočástice vykazovaly dlouhodobou koloidní stabilitu. Studium vlivu řady reakčních parametrů na vlastnosti částic prováděné ve spolupráci s Ústavem experimentální medicíny vyústilo v návrh nových kontrastních činidel na značení buněk. Takto označené buňky lze transplantovat do poškozené (nemocné) tkáně organizmu, a přitom neinvazivně a dlouhodobě monitorovat jejich směrování, migraci, proliferaci, diferenciaci a celkový osud pomocí magneticko-rezonančního zobrazení; sledování chování transplantovaných buněk je přitom velmi důležité zejména v regenerativní medicíně a tkáňovém inženýrství. Účinek nově vyvinutých činidel na značení buněk je založen na výrazně vyšší akumulaci nanočástic v buňkách v porovnání s běžně dostupnými činidly, a to díky jejich vhodně modifikovanému povrchu. V praxi tak lze k dosažení kontrastu používat mnohem nižší koncentrace činidla než dosud, což je i šetrnější k organizmu pacienta. Biokompatibilita, funkčnost a vysoká účinnost značení buněk nově vyvinutými nanočásticemi byla prokázána na lidských mesenchymových kmenových a spinálních prekursorových buňkách i Langerhansových ostrůvcích (důležité pro léčení cukrovky).

Horák, D. – Babič, M. – Jendelová, P. – Herynek, V. – Trchová, M. – Likavčanová, K. – Kapcalová, M. – Hájek, M., – Syková, E.: The effect of different magnetic nanoparticle coatings on the efficiency of stem cell labeling. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. Roč. 321, č. 10 (2009), s. 1539–1547.

Babič, M. – Horák, D. - Jendelová, P. – Glogarová, K. – Herynek, V. – Trchová, M. –Likavčanová, K. – Hájek, M. – Syková, E.: Poly(N,N-dimethylacrylamide)-coated maghemite nanoparticles for stem cell labeling. Bioconjugate Chemistry. Roč. 20, č. 2 (2009), s. 283–294.

Mikrofotografie z transmisního elektronového mikroskopu superparamagnetických nanočástic pro značení buněk. Nanočástice s modifikovaným povrchem mající velikost cca 10 nm byly připraveny srážením železnatých a železitých solí v alkalickém prostředí, oxidovány a povlečeny poly(N,N-dimethylakrylamidem) (foto: archiv ÚMCH)

MAILD (Matrix-Assisted Ionization/Laser Desorption) – nová metoda pro cílenou metabolomiku

(Ústav organické chemie a biochemie)

Pracovníci ústavu vyvinuli novou techniku, nazvanou MAILD („Matrix-Assisted Ionization/Laser Desorption“), která je založena na dnes již klasické metodě hmotnostní spektrometrie (MALDI-TOF/MS). Umožňuje rozpoznávat velké množství metabolitů v biologickém materiálu, což otevírá dveře pro tzv. cílenou vysokokapacitní metabolomiku. Nová metoda MAILD spočívá v nalezení tzv. „chytrých matricí“, které samy o sobě neprodukují žádné nežádoucí ionty rušící hmotnostní spektrum. Právě tyto rušící ionty znemožňovaly analýzu malých molekul, které hrají zásadní roli v metabolismu rozličných organizmů. Nežádoucí ionty pocházející ze standardních matricí se tak dají připodobnit ke kupce sena, ve které se snažíme najít pár malých, ale velmi důležitých jehliček. A tak, místo aby se stále zlepšovalo pátrání po jehlách, tj. metabolitech (cukry, mastné kyseliny, aminokyseliny a další organické sloučeniny), začali vědci vymýšlet matrice, které by si jednak zachovaly svou funkci, ale zároveň by nedávaly vzniknout iontům rušícím měření metabolitů; jinými slovy, snažili se odstranit onu kupku sena a učinit jehly viditelnými. Pomoc našli v aplikaci a spojení základních konceptů fyzikální a organické chemie a v tomto svém úsilí autoři uspěli.

Výzkum ve spolupráci s MPI for Chemical Ecology, Jena, Německo

Shroff, R. – Rulíšek,– Doubský, J. – Svatoš, A.: Acid-base-driven matrix-assisted mass spectrometry for targeted metabolomics. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., Roč. 106, č. 25 (2009), s. 10092–10096.

AILD (Matrix-Assisted Ionization/Laser Desorption) – nová metoda pro cílenou metabolomiku. Hmotnostní spektra získaná metodou MAILD z rozličného biologického materiálu: (a) listu huseníčku (Arabidopsis thaliana), (b) samečka a samičky octomilky (Drosophila melanogaster) (c) křídla mšice kyjatky hrachové (Acyrthosiphon pisum) (d) kapky lidské krve (foto: archiv ÚOCHB)

Nové materiály na bázi vodivých polymerů

(Ústav makromolekulární chemie)

Výzkum vodivých polymerů, zejména polyanilinu, se v roce 2009 v ústavu orientoval do dvou směrů. V rámci prvého, reprezentovaného přípravou materiálů s vysokou elektrickou vodivostí, pracovníci zjistili, že pokud se film vodivého polymeru, polyanilinu, nalézá v roztoku kyseliny, jeho vodivost vzrůstá až tisíckrát a přibližuje se tak z hlediska vodivosti kovům, jako je rtuť. Vzrůst vodivosti je vysvětlován smíšenou elektronovou a protonovou vodivostí polyanilinu; druhý typ vodivosti nabývá účinnosti právě ve vodných prostředích. Dále zjistili, že reakcí dvou nevodivých látek, anilinu a dusičnanu stříbrného, vzniká kompozit dvou vodivých komponent, polyanilinu a stříbra. Reakce běžně vyžaduje několik měsíců; novým postupem ji lze provést během minut až hodin. Výsledné materiály mají vodivost až 103 S cm^–1, tj. o tři řády vyšší než samotný polyanilin. Druhý směr se týkal přípravy nových nanostruktur vytvářených vodivými polymery. Byly optimalizovány reakční podmínky, při kterých vznikají polyanilinové nanotrubky. Ty pak byly karbonizovány na uhlíkové nanotrubky obohacené dusíkem. Vzniká zcela nový materiál vhodný k použití v aplikacích, kde se dosud uplatňují mnohostěnné uhlíkové nanotrubky. Aplikační oblast materiálů na bázi polyanilinu zahrnuje heterogenní organickou katalýzu, elektrody palivových článků, antikorozní ochranu kovů, senzory, vysoce vodivé materiály pro elektroniku a další.

Stejskal, J.– Bogomolova, O. E. – Blinova, N. V.– Trchová, M. – Šeděnkov, I. – Prokeš, J. – Sapurina, I.: Mixed electron and proton conductivity of polyaniline films in aqueous solutions of acids: beyond 1000 S cm^–1 limit. Polymer International. Roč. 58, č. 8 (2009), s. 872–879.

Trchová, M. – Konyushenko, E. N. – Stejskal, J. – Kovářová, J. – Ćirić-Marjanović, G.: The conversion of polyaniline nanotubes to nitrogen-containing carbon nanotubes and their comparison with multi-wall carbon nanotubes. Polymer Degradation and Stability. Roč. 94, č. 6 (2009), s. 929–938.

Blinova, N. V. – Stejskal, J. – Trchová, M.– Sapurina, I. – Ćirić-Marjanović, G.: The oxidation of aniline with silver nitrate to polyaniline-silver composite., Polymer. Roč. 50, (2009), s. 50–56.

Konyushenko, E. N. – Trchová, M. – Stejskal, J.: The Role of Acidity Profile in the Nanotubular Growth of Polyanilin., Chem. Pap. Roč. 64 (2009), s. 56–64.

Polyanilinové nanotrubky. Měřítko znázorňuje délku 200 nm (foto: archiv ÚMCH)

Katalyzátory pro likvidaci NOx a N₂O v procesních plynech

(Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)

Kombinace multinukleárních MAS NMR experimentů s QM/MM výpočty, ve spojení s UV-Vis spektry iontů přechodových kovů, umožnily autorům přejít od identifikace poloh a distribuce Al atomů ve skeletu zeolitů k vývoji originálních syntéz zeolitů s řízenou distribucí negativního náboje ve skeletu, které jsou předmětem patentové přihlášky. Tyto postupy dále vedly k přípravě aktivních kationových a oxo-kationových komplexů v zeolitech vykazujících vysokou selektivní aktivitu v reakcích transformace NO, NO₂ a N₂O na dusík. Výsledky vycházející ze základních strukturních analýz definovaných krystalických pevných látek byly dále podnětem k optimalizaci Cu-zeolitického katalyzátoru pro selektivní redukci NOx amoniakem, vycházejícího z vlastního staršího patentovaného postupu přípravy. V kombinaci s Fe-zeolitickým katalyzátorem, připraveným také podle vlastního patentovaného postupu a optimalizovaným pro reakci rozkladu N₂O, tak vznikl dvoustupňový systém pro současnou likvidaci NOx a N₂O. Vysoká efektivita obou katalyzátorů byla v roce 2009 ověřena na testovací jednotce při likvidaci NOx a N₂O v reálných koncových plynech výrobny kyseliny dusičné.

Spolupracující subjekt: Euro Support Manufactoring Czechia, s r. o., a Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s.

Dědeček, J. – Sklenák, S. – Li, C. B.– Gao, F. – Brus, J .– Zhu, J. Q.– Tatsumi, T.: Effect of Al/Si Substitutions and Silanol Nests on the Local Geometry of Si and Al Framework Sites in Silicone-Rich Zeolites: A Combined High Resolution Al-27 and Si-29 NMR and Density Functional Theory/Molecular Mechanics Study. J. Phys. Chem. C. Roč. 113, (2009), s. 14454–14466.

Dědeček, J. – Sklenák, S. - Li, C.B.– Wichterlova, B.– Gabova, V. – Brus, J. – Sierka, M. – Sauer, J.: Effect of Al-Si-Al and Al-Si-Si-Al Pairs in the ZSM-5 Zeolite Framework on the Al-27 NMR Spectra. A Combined High-Resolution Al-27 NMR and DFT/MM Study. J. Phys. Chem. C. Roč. 113, (2009), s. 1447–1458.

Nováková, J. - Sobalík, Z: N₂O Decomposition over Fe-Ferrierite: Primary and Secondary Reactions with Reducing Agents. Catalysis Letters. Roč. 127, (2009), s. 95-100.

Sklenák, S. – Andrikopoulos, P. - Boekfa, B. – Jansang, B. – Nováková, J.– Benco, L. – Bucko, T. – Hafner, J. – Dědeček, J. – Sobalík, Z.: N₂O decomposition over Fe-zeolites: Structure of the active sites and the origin of the distinct reactivity of Fe-ferrierite, Fe-ZSM-5, and Fe-beta. A combined periodic DFT and multispectral study. J. Catal., v tisku.

Sobalík, Z. et al.: Process for preparing a catalyst for selective catalytic reduction of nitrogen oxides based on Cu-zeolites. Patent CZ284749.

Sobalík, Z. et al.: Process for preparing a zeolite-based catalyst for removing nitrogen oxides from exhaust gases by reduction with hydrocarbons. Patent CZ293917.

Testovací jednotka likvidace NOx a N₂O v koncových plynech výrobny kyseliny dusičné (foto: archiv UFCH)

Nová generace fotokatalyticky aktivních pigmentů pro aplikace v ultrafialové a viditelné oblasti světla

(Ústav anorganické chemie)

Fotokatalytická aktivita materiálů na bázi oxidu titaničitého je dobře známá a v současnosti využívaná v řadě aplikací. Pro posun aktivity z ultrafialové do viditelné oblasti světla se používá dopování dalšími prvky v kationtové i aniontové podmřížce. Využívá se modifikace např. oxidy zirkonia, železa, hliníku, neodymu, ceru a nebo sulfidy zinku, kadmia, india a ruthenia. Hydrolýzou peroxokomplexů titanu se autorům podařilo připravit fotokatalytický oxid titaničitý se stejnorodou morfologií a velikostí částic (obr. a, d), materiály dopované neodymem (obr. b, e) a poprvé i wolframem (c, f), neboť dosud používaná metoda homogenní hydrolýzy síranu titanylu močovinou pro dopování wolframem není vhodná. Jak ukazuje analýza, dopování kovy do krystalické mřížky mění morfologii částic z vřetýnek na tvar s obdélníkovým nebo čtvercovým průřezem (obr. a, b, c). Analýza pomocí vysokorozlišovacího transmisního elektronového mikroskopu ukázala, že částice mají dobře vyvinutou krystalickou strukturu s mezirovinnou vzdáleností atomů d = 0.354 až 0.387 nm (obr. d, e, f), což svědčí o tom, že přítomnost dopantů v krystalické struktuře částic způsobuje rozšíření krystalické mřížky. Jednoduchou modifikací reakčního postupu lze získat oxid titaničitý buď ve formě prášku, nebo ve formě stabilního sólu, který je možno použít jako výchozí materiál pro přípravu vysoce aktivních průhledných fotokatalytických vrstev. Rozklad peroxokomplexů má oproti jiným reakčním postupům jednu velkou výhodu, a sice, že reakce probíhá v jednom kroku a reakčním zbytkem je čistá voda. Další velkou výhodou tohoto postupu je jeho snadné převedení do výroby nízkonákladového fotokatalytického pigmentu.

Černý, Z. – Štengl, V.: Způsob výroby fotokatalyticky aktivního monodispersního oxidu titaničitého, udělený patent 301 006 (2009).

Murafa, N. – Štengl, V. – Houšková, V.: Monodispersed spindle-like particles of titania. Microscopy and Microanalysis. Roč. 15, (2009), s. 1036–1037.

Morfologie částic TiO₂ připravených z peroxokomplexů. Obrázky z vysokorozlišovacího transmisního elektronového mikroskopu ukazují, že hydrolýzou peroxokomplexů titanu vzniká monodisperzní oxid titaničitý (a, d). Dopováním se mění tvar i velikost částic (dopování neodymem - b, e; dopování wolframem – c, f) (foto: archiv ÚACH)

Další významné výsledky:

Rychlá a selektivní separace a citlivá detekce mikrobiálních kmenů a biopolymerů zónovou elektroforézou a izoelektrickou fokusací (Ústav analytické chemie)
Rozpustnost tuhých organických neelektrolytů ve stlačené horké vodě (Ústav analytické chemie)
Systémové efekty v kapilární zónové elektroforéze se self-stackováním vzorku: štěpení píků analytů ve vzorcích s obsahem soli (Ústav analytické chemie)
Izoelektrická fokusace v divergentním toku: rychlá a účinná metoda pro přípravu vzorků pro hmotnostní spektrometrii (Ústav analytické chemie)
Chemické generování těkavých forem kovů s detekcí atomovou absopční spektrometrií: stanovení účinnosti generování pomocí radioindikátoru a charakterizace těkavých forem (Ústav analytické chemie)
Studium teplotní denaturace nespecifického lipid transfer proteinu (ns-LTP1b) z ječmene pomocí nukleární magnetické rezonance a diferenciální skenovací kalorimetrie (Ústav analytické chemie)
Světlem regulované syntetické přenašeče plynných molekul na bázi boranových klastrů (Ústav anorganické chemie)
Nová metoda chemostratografické korelace jezerních a jemných říčních sedimentů (Ústav anorganické chemie)
Dopování jednostěnných uhlíkových nanotub (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
Časově závislý Stokesův posuv v oblasti ústí tunelu vedoucího k aktivnímu místu enzymů haloalkan-dehalogenáz (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
Elektrochemická alkoxylace (Ústav chemických procesů)
Pokročilé materiály pro aplikace v životním prostředí (Ústav chemických procesů)
Nová metoda syntézy helicenů cykloizomerací (Ústav chemických procesů)
Nové typy polymerních nanokompozitů s výbornými mechanickými vlastnostmi (Ústav makromolekulární chemie)
6-Hetaryl-7-deazapurin ribonukleosidy – nový typ nanomolárních cytostatik (Ústav organické chemie a biochemie)
Syntéza a vlastnosti dlouhých helikálních aromátů (Ústav organické chemie a biochemie)

5) SEKCE BIOLOGICKÝCH A LÉKAŘSKÝCH VĚD

Sekce sdružovala osm pracovišť, jejichž výzkum je zaměřen na procesy v živých systémech na různých úrovních jejich organizace. Zvláštní pozornost je věnována rozvoji genomiky, proteomiky a systémové biologie jako základů budoucí biomedicíny a biotechnologií. Biomedicínský výzkum je zaměřen zejména na poznání biofyzikálních vlastností živých systémů, mechanizmy funkce a onemocnění nervového, imunitního, kardiovaskulárního a reprodukčního systému, jejich ovlivnění vnějšími faktory, studium genové exprese a její signální dráhy, genetických základů onemocnění a vývoje člověka, na výzkum nádorových a kmenových buněk, na vývoj nových léčiv, na působení civilizačních faktorů na zdraví obyvatelstva a na biologii mikroorganizmů a mikrobní biotechnologie; důraz je kladen na získávání poznatků využitelných při prevenci, diagnostice a terapii závažných chorob a v moderních biotechnologiích. V biologii živočichů výzkum zahrnuje zejména fyziologii a patologické procesy u zvířat. Další výzkum je soustředěn na genetické základy vývoje rostlin a interakci genomu rostlin s prostředím a na biodegradaci xenobiotik ve vodě a půdě.

Z výsledků roku 2009 uvádíme:

Nový mechanismus regulace hladiny klíčového hormonu auxinu v buňkách rostlin

(Ústav experimentální botaniky)

Pro správný vývoj rostliny je nutné, aby v každém jejím místě byla vhodná hladina hormonu auxinu, proto rostlina přesně reguluje jeho množství. Řízena je nejen tvorba a odbourávání tohoto hormonu v jednotlivých buňkách, ale také jeho transport mezi buňkami.

V toku auxinu rostlinou mají rozhodující úlohu bílkoviny PIN. V modelové rostlině huseníčku (Arabidopsis thaliana) má proteinová rodina transportérů PIN osm členů a jejich struktura vymezuje v této rodině dvě podskupiny. Bílkoviny PIN z větší podskupiny jsou součástí plazmatické membrány na povrchu buněk a přenášejí hormon ven z buňky; jejich funkce je známa již několik let. Dvě bílkoviny PIN (PIN5 a PIN8) se ale od ostatních členů rodiny stavbou molekul výrazně odlišují a jejich funkce dosud nebyla objasněna. Autoři zjistili, že tyto dvě bílkoviny jsou umístěny uvnitř buněk a přenášejí auxin mezi cytoplazmou a endoplazmatickým retikulem. V endoplazmatickém retikulu je pak auxin přeměňován na látky bez hormonálních účinků. Tím byl objasněn dosud neznámý způsob, jak může rostlina regulovat množství auxinu v buňkách, a tedy i svůj následný vývoj. Toto zjištění může být v budoucnu využito i v praxi – např. při kontrole růstu zemědělsky významných plodin a při jejich cíleném šlechtění.

Spolupracující subjekt: Vlámský ústav pro biotechnologie při univerzitě v Gentu (VIB), Belgie

Petrášek, J. – Friml, J.: Auxin transport routes in plant development. Development. Roč. 136, č. 16 (2009), s. 2675–2688.

Křeček, P. – Skůpa, P. – Libus, J. – Naramoto, S. – Tejos, R. – Friml, J. – Zažímalová, E.: The PIN-FORMED (PIN) protein family of auxin transporters. Genome Biology. Roč. 10, č. 12 (2009), s. 249.1–249.11.

Mravec, J. – Skůpa, P. – Bailly, A.– Hoyerová, K.– Křeček, P.– Bielach, A. – Petrášek, J. – Zhang, J. – Gaykova, V. – Stierhof, Y. D. – Dobrev, P. – Schwarzerová, K. – Rolčík, J. – Seifertová, D. – Luschnig, Ch. – Benková, E. – Zažímalová, E. – Geisler, M. – Friml, J.: Subcellular homeostasis of phytohormone auxin is mediated by the ER-localized PIN5 transporter. Nature. Roč. 459, č. 7250 (2009), s. 1136–1140.

Schéma polárního toku auxinu rostlinnou buňkou. Schéma rostlinné buňky s vyznačenými přenašeči typu PIN s naznačenou funkcí (foto: archiv UEB)

Nové možnosti pro využití lipidů z mořských ryb v prevenci a léčbě obezity a doprovodných onemocnění

(Fyziologický ústav)

Oddělení biologie tukové tkáně Fyziologického ústavu AV ČR systematicky zkoumá mechanizmy, kterými omega-3 vícenenasycené mastné kyseliny (omega-3 kyseliny) z mořských ryb brání vzniku chorob spojených s obezitou. V pokusech na myších autoři prokázali, že příjem omega-3 kyselin: 1. částečně chrání proti obezitě vyvolané dietou s vysokým obsahem tuku; 2. stimuluje tvorbu mitochondrií a spalování lipidů specificky v tukové tkáni a tenkém střevě, což omezuje nepříznivé dopady ukládání lipidů v jiných tkáních; a 3. indukuje vyplavování hormonu tukové tkáně adiponektinu, který zvyšuje citlivost k inzulinu. Ve spolupráci s norskou firmou PronovaBiopharma byly vyvinuty a patentovány chemické deriváty omega-3 kyselin se silnými antidiabetickými účinky. Přestože omega-3 kyseliny neovlivňují rezistenci k inzulinu u diabetiků, v pokusech na myších se podařilo prokázat, že omega-3 kyseliny posilují účinek thiazolidindionů (TZD), léků zvyšujících citlivost k inzulinu. Pouze kombinované podávání omega-3 kyselin a TZD rosiglitazonu snižovalo ukládání tuku v těle. Zlepšení citlivosti k inzulinu bylo výsledkem synergistického působení omega-3 kyselin a rosiglitazonu na sval. Kombinované použití n-3 PUFA a TZD by mohlo snížit léčebné dávky TZD u pacientů s cukrovkou, a omezit tak nežádoucí účinky i náklady léčby. Nový terapeutický postup je nyní testován v Centru diabetologie (IKEM, Praha).

Spolupracující subjekt: PronovaBiopharma, AS a EPAX, AS, Norsko

Van Schothorst, E. M. – Vlacha, P.– Franssen-van Hal, N. L. – Kuda, O. – Bunschoten, A. – Molthoff, J. – Vink, C. – Hooiveld, G. J. – Kopecký, J. – Keijer, J.: Induction of lipid oxidation by polyunsaturated fatty acids of marine origin in small intestine of mice fed a high-fat diet. BMC Genomics. Roč.10 (2009), s. 110, doi:10.1186/1471-2164-10-110.

Rossmeisl, M. – Jeleník, T. – Jilková, Z. – Slámová, K. – Kůs, V. – Hensler, M. – Medníková, D. – Povýšil, C. – Flachs, P. – Mohamed-Ali, V. – Bryhn, M. – Berge, K. – Holmeide, A. K. – Kopecký, J.: Prevention and reversal of obesity and glucose intolerance in mice by DHA-derivatives. Obesity. Roč. 17, č. 5 (2009), s. 1023–1031.

Bryhn, M. – Holmeide, A. K. – Kopecký, J.: New DHA derivaties and their use as medicaments . Patent v USA (US 7,550,613 B2), rok 2009.

Kopecký, J.– Rossmeisl, M. – Flachs, P. – Kuda, O. – Jílková, Z. – Staňková, B. – Tvrzická, E. – Bryhn, M.: N-3 polyunsaturated fatty acids: bioavailability and modulation of adipose tissue function. Proceedings of the Nutritional Society. Roč. 68, č. 4 (2009), s. 361–369.

Kuda, O. – Jeleník, T. – Jílková, Z. – Flachs, P. – Rossmeisl, M. – Hensler, M. –Kazdová, L. – Obstoj, N. – Baranowski, M. – Gorski, J. – Janovská, P. – Kůs, V. – Polák, J. – Mohamed-Ali, V. – Burcelin, R. – Sensitivity through additive stimulatory effects on muscle glycogen synthesis in mice fed a high-fat diet. Diabetologia. Roč. 52, č. 5 (2009), s. 941–951.

n-3 nenasycené mastné kyseliny zlepšují citlivost k inzulinu. Vliv dlouhodobého podávání n-3 PUFA (cHF+F), rosiglitazonu (cHF+TZD), nebo jejich kombinace (cHF++F+TZD), ve srovnání s kontrolní skupinou myší krmených vysokotukovou dietou (cHF), na hmotnost epididymálního tukového tělesa v břiše (A) a celotělovou citlivost k inzulinu (B) hodnocené velikostí „glucose infusion rate“v průběhu euglykemického-hyperinzulinemického zámku) (foto: archiv FGÚ)

Identifikace prvního genu hybridní sterility u obratlovců

(Ústav molekulární genetiky)

Nezbytnou podmínkou vzniku nových živočišných i rostlinných druhů je ustavení mezidruhové reprodukční bariéry mezi vznikajícím druhem a příbuznými taxony. Existenci takové bariéry předpokládal již před sto padesáti lety Darwin, který dobře věděl o neplodnosti hybridů vzniklých například křížením osla a koně, nicméně svou teorií o vzniku druhů ji nemohl vysvětlit. Autoři prezentované práce před 35 lety geneticky mapovali první gen, který takovou reprodukční bariéru působí u kříženců mezi blízkými poddruhy myši domácí (Mus musculus). Tento gen se jim po mnohaletém úsilí podařilo identifikovat jako Prdm9, gen kódující enzym trimethyl transferázu histonu H3 na lysinu 4. Vedle řady biochemických a cytologických průkazů se podařilo získat i funkční důkaz. Samčí neplodnost autoři odstranili přenesením „plodné“ formy Prdm9 genu pomocí bakteriálních umělých chromozomů do genomu mezidruhového hybrida, který následně začal produkovat funkční spermie.

Spolupracující subjekt: prof. John C. Schimentim, Cornell University, Ithaca, NY, USA

Mihola, O. – Trachtulec, Z. – Vlcek, C. – Schiment, J. C. – Forejt, J.: A mouse speciation gene encodes a meiotic histone H3 methyltransferase. Science. Roč. 323, č. 5912 (2009), s. 373–375.

Predikované alternativní formy bílkoviny kódované genem hybridní sterility Prdm9. KRAB, PR/SET a Zn jsou proteinové domény. Sterilní a fertilní alelické formy proteinu se liší počtem zinkových prstů (Zn). Tato část molekuly vykazuje silnou pozitivní selekci v průběhu evoluce (foto: archiv ÚMG)

Oligomery bakteriálních toxinů tvoří v buněčné membráně póry

(Mikrobiologický ústav)

Byl proveden první přímý fyzikální důkaz, že bakteriální toxin z rodiny RTX proteinů tvoří v buněčné membráně oligomery. Bylo prokázáno, že oligomerizace je podmínkou tvorby pórů adenylát-cyklasového (AC) toxinu v buněčné membráně. Průnik enzymatické AC domény toxinu membránou buněk je pak zajištěn monomery toxinu, které do oligomerů nevstupují. Mechanismus působení toxinu na buněčné membráně tedy zahrnuje dvě paralelní a navzájem nezávislé aktivity, tvorbu pórů a dopravu AC enzymu přes buněčnou membránu. Tento prioritní výsledek je významný pro konstrukci nových typů nástrojů pro dopravu antigenů do buněk imunitního systému, pro účely navození ochranné imunity proti infekcím a pro vývoj nových postupů pro imunoterapii nádorů.

Spolupracující subjekt: doc. J. Černý, PřF UK Praha, a prof. R. Benz, University of Würzburg, SRN

Vojtova-Vodolanova, J. – Basler, M. – Osicka, R. – Knapp, O. – Maier, E. – Cerny, J. – Benada, O. – Benz, R. – Sebo,P.: Oligomerization is involved in pore formation by Bordetella adenylate cyclase toxin. FASEB J. Roč. 23 (2009), s. 2831–2843.

Tvorba membránových výběžků na erytrocytech, vyvolaná působením membránových pórů vytvářených adenylát cyklázovým toxinem. Obrázek z rastrovacího elektronového mikroskopu (zvětšeno 10 000 krát) (foto: archiv MBÚ)

Studium dynamiky ribozomálního A-site fingeru pomocí molekulově dynamických simulací a kryo-elektronové mikroskopie

(Biofyzikální ústav)

A-site finger (Helix 38) velké ribozomální podjednotky je důležitý funkční a dynamický element ribozomu, který se účastní regulace translokace ribozomu a přenosu signálu mezi oběma podjednotkami ribozomu. Autoři provedli molekulově dynamické simulace ohnutých segmentů A-site fingeru z velké podjednotky archeálního ribozómu a ze třech velkých podjednotek ribozomů bakteriálních. Studie ukázala, že ačkoli mají studované ribozomální segmenty nekonzervované sekundární struktury, mají téměř identické prostorové uspořádání a vykazují podobné stochastické fluktuace. Porovnání geometrie segmentů ze simulací se strukturami získanými z kryo-elektronové mikroskopie ve spolupracující laboratoři ukázalo, že experimentální struktury i struktury ze simulací vykazovaly stejný směr fluktuací. Na základě získaných výsledků autoři navrhli, že dynamika ohnutých segmentů je spjata s funkčním pohybem A-site fingeru v průběhu syntézy proteinů. Získané výsledky ukázaly, že ačkoliv příslušné oblasti ribozomu na první pohled nevykazují zdánlivě žádnou konzervaci na úrovni sekvencí a sekundárních struktur, jejich topologie a elasticita jsou jednoznačně konzervovány a jsou klíčové z hlediska funkce. Během studia flexibilních segmentů ribozomu byl dále pozorován častý výskyt přímých intermolekulárních vodíkových vazeb mezi fosfátovými skupinami RNA a bázemi. Ve spolupráci se zahraničními partnery byla provedena detailní analýza těchto interakcí v celém ribozómu, která vedla k významnému rozšíření klasifikace základních molekulárních interakcí v RNA. V širším kontextu tak tento výzkum jasně prokázal, že moderní teoretické metodiky mohou dodat žádané fyzikálně-chemické informace o strukturní dynamice RNA, jež nelze zjistit standardními metodami strukturní biologie a bioinformatiky.

Spolupracující subjekt: J. Frank, Dept. of Biochemistry and Molecular Biophysics, and Dept. of Biological Sciences, Columbia University, New York, USA, Neocles B. Leontis, Department of Chemistry, Bowling Green State University, Ohio, USA, Nils G. Walter, Department of Chemistry, University of Michigan, Ann Arbor, USA

Réblová, K .– Rázga, F. – Li, W. – Gao, H.– Frank, J. – Šponer, J.: Dynamics of the base of ribosomal a-site finger revealed by molecular dynamics simulations and cryo-EM. Nucleic Acids Research, v tisku.

Zirbel, C. L. – Šponer, J. E. – Šponer, J. – Stombaugh, J. – Leontis, N. B.: Classification and energetics of the base-phosphate interactions in RNA. Nucleic Acids Research. Roč. 37, č. 15 (2009), s. 4898–4918.

Ditzler, M.A. – Otyepka, M. – Šponer, J. – Walter, N.G.: Molecular dynamics and quantum mechanics of RNA: Conformational and chemical change we can believe. Accounts Chemistry Research, v tisku.

Struktura a dynamika úpatí helixu 38 velké podjednotky bakteriálního ribosomu (A-site fingeru). Nahoře: Kryo-elektronová mapa ribozómu s vyznačeným A-site fingerem (reprezentovaný stuhou), který vede z velké podjednotky (zobrazena modře) do malé podjednotky (zobrazena žlutě). Obrázek ukazuje pohyb konce A-site fingeru v rozsahu asi 10 Å v průběhu translačního cyklu. Uprostřed: Detail dvou struktur z kryo-elektronové mikroskopie (zobrazeny světle a tmavě růžově) a krystalové struktury (zobrazena zeleně). Přeložení struktur přes jedno rameno ukazuje výrazný pohyb v druhém rameni. Dole: Mechanismus pohybu A-site fingeru navržený na základě simulací. (A) Schématické zobrazení A-site fingeru (zobrazen oranžově) vzhledem k 5S rRNA a malé (30S) a velké podjednotce (50S). Další dva obrázky (B a C) ukazují možné pohyby A-site fingeru v ribozómu. B ukazuje pohyb nahoru a dolů, zatímco C ukazuje pohyb dopředu a dozadu (foto: archiv BFÚ)

Další významné výsledky:

Uspořádání kvadruplexů lidské telomerní DNA ve fyziologicky relevantních draselných roztocích (Biofyzikální ústav)
Epigenetická regulace chromatinu a význam SUV39h histonových metyltransferáz (Biofyzikální ústav)
Potlačení růstu nádoru in vivo mitokanem α-tokoferylsukcinátem vyžaduje respirační komplex II (Biotechnologický ústav)
Sestavení a zavedení guidelines pro optimalizaci RT-qPCR analýz a zpracování jejich výsledků (Biotechnologický ústav)
Ztráta disperzní energie ovlivňuje folding/unfolding rovnováhu Trp-Cage proteinů (Biotechnologický ústav)
Exprese a lokalizace inhibitoru akrosinu v kančím reprodukčním traktu (Biotechnologický ústav)
Diabetes mellitus matky ovlivňuje transkripční programy ve vyvíjejícím se embryu (Biotechnologický ústav)
Detekce a molekulární charakterizace nového typu nekonvenčních paměťových B lymfocytů u lidí (Biotechnologický ústav)
Úloha inhibičních G proteinů v hypertenzi: spřažení noradrenergní hyperaktivity a zvýšeného vápníkového influxu (Fyziologický ústav)
Signalizace přes purinergní P2X receptory a jejich úloha v hypofýze (Fyziologický ústav)
Stresové granule u kvasinek (Mikrobiologický ústav)
Antiradikálová aktivita flavonidu silybinu (Mikrobiologický ústav)
Biodegradce endokrinně aktivních látek a potlačení estrogenní aktivity ligninolytickými houbami (Mikrobiologický ústav)
Expanze aktivovaných naivních CD8⁺ T buněk a NK buněk komplexy IL-2 a anti-IL-2 monoklonálních protilátek je moderní přístup v nádorové imunoterapii (Mikrobiologický ústav)
Síra a dusík zčásti nahrazuje fosfor ve fosfolipidech fytoplanktonu (Mikrobiologický ústav)
Nová mikroskopická technika využívající dvouelektronovou konfokální mikroskopii (Mikrobiologický ústav)
Vliv mutace v Nod2 genu na patogenezi Crohnovy choroby (Mikrobiologický ústav)
Mutasyntéza derivátů linkomycinu účinných proti rezistentním stafylokokům (Mikrobiologický ústav)
Příprava a imunologické testování dimerních disacharidů spojených linkerem definované délky (Mikrobiologický ústav)
Klinické zkušenosti s polymerními konjugáty doxorubicinu a HPMA kopolymeru, který byl směrován lidským imunoglobulinem (Mikrobiologický ústav)
Fytopatogenní houby působící chorobu ořešáku (Mikrobiologický ústav)
Spolupráce hormonů při vývoji rostliny (Ústav experimentální botaniky)
Částice z pylových zrn slouží ke skladování RNA i k produkci bílkovin (Ústav experimentální botaniky)
Hladina 8-oxodeoxyguanosinu v moči dětí exponovaných znečištěnému ovzduší je citlivým biomarkerem pro měření expozice dětí znečištěnému ovzduší (Ústav experimentální medicíny)
Biomarkery expozice tabákovému kouři a environmentálním polutantům u matek a přenos těchto polutantů přes placentu na plod (DNA adukty, oxidační poškození) (Ústav experimentální medicíny)
Ischemické prostředí rozdílně ovlivňuje vznik teratomů a tumorů po transplantaci neurálních prekurzorů derivovaných z lidských embryonálních kmenových buněk (Ústav experimentální medicíny)
Industáze, promoce nádorů nenádorovými zbloudilými buňkami (Ústav molekulární genetiky)
Mutace v HPRP31, která je spojena s onemocněním retinitis pigmentosa způsobuje nestabilitu mutovaného proteinu a narušuje jeho interakce se sestřihovými komplexy (Ústav molekulární genetiky)
Problematika výzkumu rakoviny a možnosti studia nádorových biomarkerů (Ústav živočišné fyziologie a genetiky)
Účinek redukovaného glutathionu, povrchově aktivních látek a iontové síly na detekci metalothioneinů stanovených Brdičkovou reakcí (Ústav živočišné fyziologie a genetiky)
Britský Keltský lem: nové poznatky fylogeografie drobných savců (Ústav živočišné fyziologie a genetiky)
Bifidobacterium bombi sp. nov., nová bifidobakterie z trávicího traktu čmeláka (Ústav živočišné fyziologie a genetiky)

6) SEKCE BIOLOGICKO-EKOLOGICKÝCH VĚD

Sekce sdružovala čtyři pracoviště, jejichž výzkum je zaměřen na vztahy mezi organizmy navzájem, mezi organizmy a prostředím a na funkční mechanizmy v ekosystémech s ohledem na antropogenní vlivy. Cílem je poznání klíčových procesů s možností využití výsledků v lékařské, biotechnologické, veterinární, a zemědělské praxi i jako podkladů pro racionální hospodaření v krajině. Výzkum je též zaměřen na biodiverzitu živočichů, na evoluční ekologii obratlovců a adaptace v jejich chování, na zkoumání evoluce, struktury a ekologické role biodiverzity rostlin (od genetické úrovně přes úroveň organizmů a společenstev až po ekosystémy) a na studium hmyzu jako biologického modelu i škodce. Další oblastí zájmu jsou interakce parazitických a symbiotických organizmů, společenstva organizmů v půdních ekosystémech, fungování ekosystémů údolních nádrží a jezer, studium globálního cyklu uhlíku, toky energie a látek ekosystémy a ekologie krajiny ovlivňované člověkem. Významnou složkou výzkumu je využití pokročilých metodologií v ekologii, hlavně metod molekulární biologie, dálkového průzkumu Země a matematického modelování s důrazem na systémový přístup.
Z výsledků roku 2009 uvádíme:

Objev klíštěcího feritinu 2, nového proteinu pro transport železa a kandidátní protiklíštěcí vakcíny
(Biologické centrum)
Při výzkumu klíštěte obecného (Ixodes ricinus), přenašeče klíšťové encefalitidy a lymské boreliózy, a způsobů jeho hospodaření s nadbytkem železa pocházejícím z krve hostitele autoři objevili dosud neznámou bílkovinu označenou feritin 2. Oproti již dříve popsanému klíštěcímu feritinu 1 sloužícímu k vnitrobuněčnému uskladnění železa je nově objevený feritin 2 vylučován do tělní tekutiny (hemolymfy) klíštěte. Funkce feritinu 1, feritinu 2 a železo-regulujícího proteinu (IRP) studovali pomocí metody tzv. RNA interference, která umožňuje specificky zablokovat jejich tvorbu. V případě nově objeveného feritinu 2 se překvapivě ukázalo, že jeho hlavní úlohou je transport železa z trávicího traktu klíštěte do jiných orgánů, zejména do slinných žláz a vaječníků. Narušení metabolismu železa mělo negativní dopad na rozmnožování a další vývoj klíšťat. Nejdůležitějším výsledkem bylo zjištění, že potlačením tvorby feritinu 2 došlo k omezení schopnosti klíšťat sát na hostiteli, přičemž více než polovina klíšťat během sání krve uhynula. Podobného efektu bylo dosaženo i při experimentální vakcinaci králíků rekombinantním feritinem 2, kde protilátky v krvi hostitele zablokovaly feritin 2 ve střevě klíštěte. Tento fakt, spolu se značnou molekulovou odlišností od feritinů savčích hostitelů, činí z nového klíštěcího feritinu 2 slibného kandidáta na účinnou „proti-klíštěcí“ vakcínu, která omezí schopnost sání klíšťat a díky jejich oslabení i sníží riziko přenosu patogenních původců infekčních onemocnění. Možnost veterinárního použití vakcíny na bázi feritinu 2 je chráněno českou^* i mezinárodní^** patentovou přihláškou. V rámci zahraniční spolupráce již proběhlo pilotní testování této vakcíny na hovězím dobytku a získané výsledky velmi podporují další vývoj směrem ke komercionalizaci této vakcíny a jejímu širokému uplatnění zejména v zemích, kde ztráty v chovech hospodářských zvířat způsobené sáním klíšťat jsou obrovské.
Na základě získaných výsledků a práce laboratoře Pedra L. Oliveiry (Rio de Janeiro) autoři předpokládají dvě rozdílné cesty metabolismu hemu (krevního barviva) a nehemového železa z hostitelské krve. Eliminací feritinu 2 dojde k narušení přenosu nehemového železa, které je důležité např. pro funkci enzymů dýchacího řetězce. Navíc dochází k akumulaci toxického železa ve střevě klíštěte. V důsledku toho je výrazně narušena schopnost sání a dalšího vývoje klíšťat.
Hajdušek, O. – Sojka, D. – Kopáček, P. – Burešová, V. – Franta, Z. – Šauman, I. – Winzerling, J. – Grubhoffer, L.: Knockdown of proteins involved in iron metabolism limits tick reproduction and development. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Roč. 106 (2009), s. 1033–1038.
*Česká patentová přihláška: Kopáček, P. – Hajdušek, O.: „Feritin 2 pro imunizaci organismu proti klíšťatům." Úřad průmyslového vlastnictví České republiky, PV 2008–402 (25.6.2008).
**Mezinárodní patentová přihláška: Kopáček, P. – Hajdušek, O.: „Ferritin 2 for the host immunization against ticks." Úřad průmyslového vlastnictví České republiky, PCT/CZ2009/000085 (18.6.2009).

Klíštěcí feritin 2: nový protein pro transport železa a kandidátní protiklíštěcí vakcína. Panel A: Vliv RNA interference na schopnost klíšťat sát na hostiteli. gfp – skupina injikovaná kontrolní (GFP) dvouvláknovou RNA;fer1 KD – vliv umlčení intracelulárního feritinu 1; irp KD – vliv umlčení železo-regulujícího proteinu (IRP); fer2 KD – vliv umlčení sekretovaného feritinu 2. Panel

Modelové schéma metabolismu železa u klíšťat (foto: archiv BC-PAÚ)

Synergismus v rostlinných invazích: rychle rostoucí rostliny se zbavují účinněji nepřátel
(Botanický ústav)
Je známo, že rostlinné druhy si s sebou do nového regionu nepřinesou většinu nepřátel, kteří v oblasti původního rozšíření přirozeným způsobem regulují velikost jejich populací a brání jim tak převládnout nad ostatními rostlinami. Všeobecně je přijímána představa, že tento mechanismus je jedním z důležitých příčin invazí. Provedená studie jako první ukazuje, že to, kolika nepřátel se druh při invazi zbaví, závisí na typu rostliny. Analýza houbových a virových onemocnění 243 rostlinných druhů evropského původu, které jsou invazní ve Spojených státech, odhalila, že dva mechanismy obecně považované za hlavní příčiny invazí nepůvodních rostlin, tedy vysoká hladina zdrojů a únik před nepřáteli, působí v součinnosti. Rychle rostoucí rostliny, adaptované z oblasti původního rozšíření na vlhká a dusíkatými živinami bohatá stanoviště, tedy prostředí s vysokými hladinami zdrojů, jsou náchylnější k houbovým a virovým chorobám (obr 32). Při invazi do nového areálu však tyto druhy ztrácejí mnohem více těchto patogenů než rostliny ze stanovišť na zdroje chudých, což napomáhá jejich šíření. Tento výsledek přispívá k vysvětlení, proč jsou rostlinné invaze nejčastější v prostředí bohatém živinami a dalšími zdroji, které je zpravidla vytvářeno lidskou činností. Invazní, rychle rostoucí druhy tak vlastně získávají dvojitou výhodu – zvýšené množství zdrojů jim umožňuje vytlačit ze společenstev pomalu rostoucí rostliny, ale také rychle rostoucí původní druhy, protože ty jsou ve svém přirozeném prostředí regulovány působením svých přirozených nepřátel. Toto zjištění pomáhá lépe pochopit dramatické invaze některých rostlinných druhů a naznačuje, že současné globální změny, jako je narušování krajiny člověkem a její obohacování živinami, budou nadále doprovázeny masivními invazemi rostlinných druhů v různých částech světa. Výsledky této studie navíc potvrzují, že rozlišování druhů na základě jejich zeměpisného původu (princip, který bývá někdy zpochybňován) je opodstatněno rozdíly v chování a vlastnostech původních a nepůvodních druhů.
Spolupráce s partnery v rámci Research Coordination Network on Integrating the Ecology and Evolution of Invasions (NSF USA)
Blumenthal, D. – Mitchell, C. E. – Pyšek, P. – Jarošík, V.: Synergy between pathogen release and resource availability in plant invasion. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Roč. 106 (2009), s. 7899–7904.
Pyšek, P.– Hulme, P. E.: Invasion biology is a discipline that’s too young to die. Nature. Roč. 460 (2009), s. 324.

Synergismus v rostlinných invazích: rychle rostoucí rostliny se zbavují účinněji nepřátel. Průměrný počet druhů houbových a virových patogenů zjištěných na rostlinách s různými typy životní strategie v původním areálu v Evropě (A, B) a počet těchto patogenních druhů, kterých se rostliny zbavily po zavlečení do Severní Ameriky (C, D). Kompetitivní (C) a ruderální (R) strategie jsou typické pro rychle rostoucí druhy, druhy schopné tolerovat stres (S) rostou pomaleji. (Převzato z Blumenthal et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106: 7899–7904, 2009)

Pohlavní výběr hořavek
(Ústav biologie obratlovců)
Pohlavní výběr vysvětluje mechanismy a procesy, které ovlivňují nerovnoměrnou úspěšnost v rozmnožování jednotlivců v rámci populace. Jeho studium může vysvětlit celou řadu zdánlivě nevýhodných vzorců chování či morfologických adaptací, ale také podat důležité podklady pro ideální párování v chovech hospodářských zvířat, které zvýší produkci (rychlost růstu) a sníží úmrtnost potomstva. Autoři se ve výzkumu zaměřili na čtyři aspekty pohlavního výběru a zjistili, že: (1) Životaschopnost, rychlost růstu a přežívání mláďat je výrazně vyšší, pokud je samicím umožněno vybrat si partnera. Mechanismem je pravděpodobně pachový výběr na základě komplexu imunitních genů. (2) Úspěšnost samců se liší podle typu prostředí. V silně kompetitivním prostředí byli úspěšní samci, kteří investovali do zbarvení signalizující agresi a vyšší produkce spermií. Tito samci ovšem znemožňují samičí volbu partnera. Naopak v prostředí s nižší konkurencí mezi samci měly samice více příležitostí si samy vybrat vhodného partnera. (3) Soupeření mezi samci o oplození jiker může způsobit nedostatek spermií v krátkodobém i dlouhodobém měřítku (hodiny až týdny), a tím významně zvýšit počet neoplodněných jiker. (4) Úspěšnost přirozené reprodukce populace hořavek je primárně ovlivněna průtokovým režimem a teplotou prostředí. Vyšší teplota vody v evropských řekách zaznamenaná v posledních letech společně se silným antropogenním vlivem na charakter řek (jezy, hráze) pravděpodobně způsobuje zvyšování početnosti a invazi hořavek na většině území Evropy.
Spolupracujíví subjekt: University of St Andrews (Británie), University of Leicester (Británie), University of Lodz (Polsko)
Reichard, M. – Ondračková, M. – Bryjová, A. – Bryja, J. – Smith, C.: Breeding resource distribution affects selection gradients on male phenotypic traits via sexual selection: experimental study on lifetime reproductive success in the bitterling fish (Rhodeus amarus). Evolution. Roč. 63, č. 2 (2009), s. 377–390.
Konečná, M. – Jurajda, P. – Reichard, M.: River discharge drives recruitment success of the European bitterling (Rhodeus amarus) in a regulated river in Central Europe. Journal of Fish Biology. Roč. 74, č. 7(2009), s. 1642–1650.
Smith, C. – Pateman-Jones, C. – Zieba, G. – Przybylski, M. – Reichard, M.: Sperm depletion as a consequence of increased sperm competition risk in the European bitterling (Rhodeus amarus). Animal Behaviour. Roč. 77, č. 5 (2009), s. 1227–1233.
Casalini, M. – Agbali, M. – Reichard, M. – Konečná, M. – Bryjová, A. – Smith, C.: Male dominance, female mate choice and intersexual conflict in the rose bitterling (Rhodeus ocellatus). Evolution. Roč. 63, č. 2 (2009), s. 366–376.

Tření hořavky duhové. Samec (vpravo) a samice hořavky duhové u mlže, do jehož žaberní dutiny ryby kladou jikry (foto: archiv ÚBO)

Množství spermií v ejakulátu se mění v závislosti na kompetici spermií. Denní kolísaní průměrného množství spermií v ejakulátu samců hořavek vystavených kompetici spermií (bílý sloupec) a kontrolních samců bez kompetice spermií (černý sloupec). Ráno (9 – 10 hod), poledne (12- 13 hod), odpoledne (15-17 hod) (foto: archiv ÚBO)

Exprese šokových proteinů jako součást adaptivního komplexu chladové odolnosti ploštice Pyrrhocoris apterus
(Biologické centrum)
Tělní teplota přezimujích jedinců hmyzu mírného pásma často a dlouhodobě klesá na podnulové teploty (viz obr. 1_BC-ENTU_2c_Anotace1). Četné druhy hmyzu přežívají teplotní extrémy, při kterých by neobstál žádný obratlovec. Klíčem k úspěšnému přežití je sezonní přechod do diapauzního stavu a aktivizace komplexu adaptací, jež vedou ke zvýšené toleranci chladu a mrazu. Pracovníci ústavu studovali tento komplex na modelovém druhu ploštice Pyrrhocoris apterus. Vstup do diapauzy je příkladem hluboké změny fenotypu, která je založena na změně genové transkripce. Mezi jinými se mění také transkripce genů kódujících šokové proteiny z rodiny Hsp70 kDa. Autoři zkoumali schopnost ploštic reagovat na vystavení jak nízkým, tak také vysokým teplotám zrychlením přepisu genů (transkripce) kódujících tyto proteiny. Zaklonovali a sekvenovali fragmenty genů pro inducibilní a kognátní formu šokového proteinu Hsp70 kDa. Četnost mRNA transkriptů pak sledovali pomocí kvantitativní PCR v reálném čase a četnost proteinových produktů pomocí Western blot analýzy. Četnosti transkriptů i proteinu inducibilní formy se výrazně zvýšily jak po teplotním tak po chladovém šoku. Autoři připravili dvouvláknovou dsRNA o délce 695 bází pro inducibilní formu. Injekce této dsRNA do ploštic před vystavením teplotnímu šoku (metoda RNAi) způsobila eliminaci transkripční odpovědi na oba teplotní šoky. RNAi očekávaně zcela znemožnila reparaci poškození způsobených vysokou teplotou. Nově bylo zjištěno, že eliminace transkripce Hsp70 kDa rovněž významně snižuje schopnost ploštic opravovat poškození způsobená nízkou teplotou. Získané výsledky tak prokázaly, že transkripční aktivace šokového proteinu Hsp70 kDa je důležitou součástí adaptivního komplexu chladové odolnosti u ploštice P. apterus.
Koštál, V. – Tollarová-Borovanská, M.: The 70 kDa heat shock protein assists during the reparation of chilling injury in the insect, Pyrrhocoris apterus. PLoS ONE. Roč. 4 (2009), e4546, s. 1-9.
Tollarová-Borovanská, M. – Lalouette, L. – Koštál, V.: Insect cold tolerance and repair of chill-injury at fluctuating thermal regimes: role of 70 kDa heat shock protein expression. Cryo-Letters. Roč. 30 (2009), s. 312–319.

Přezimující Pyrrhocoris apterus
Tělní teplota diapauzujících ploštic Pyrrhocoris apterus dlouhodobě klesá na podnulové teploty během jejich přezimováni ve vrstvě listové hrabanky (foto: archiv BC-ENTÚ)

Další významné výsledky:

Identifikace peridininu reagujícího na excitaci Chl-a v rekonstituovaném PCP komplexu pomocí krystalografie a spektroskopie (Biologické centrum)
Polyfázická charakterizace a taxonomická revize planktonních sinic Anabaena spp. (Nostocaceae) (Biologické centrum)
Vliv přezimování skotu na strukturu a aktivitu půdního mikrobiálního společenstva, které zajišťuje transformaci dusíku v půdách procesem denitrifikace, s ohledem na vznik emisí N₂O (Biologické centrum)
Biologické invaze: Evropa na rozcestí? (Botanický ústav)
Polyploidní speciace a její ekologické, taxonomické a evoluční důsledky (Botanický ústav)
Doba kvetení je netriviálním výsledkem selekčních tlaků opylovačů a herbivorů (Botanický ústav)
Strategie přežívání rostlin v narušovaném prostředí (Botanický ústav)
Karotenoidní ornamenty, pohlavní výběr a imunogenetika u pěvců (Ústav biologie obratlovců)
Nizkofrekvenční elektromagnetická pole generovaná silnoproudým vedením ruší magnetickou orientaci kopytníků (Ústav biologie obratlovců)
Termální aklimace plovací výkonnosti u larev čolků: vliv denních teplotních fluktuací během embryogeneze (Ústav biologie obratlovců)
Vliv letní povodně na uhlíkovou depozici CO₂ v mokřadu (Ústav systémové biologie a ekologie)
Fotosyntéza in silico. K pochopení komplexního chování od molekul k ekosystémům (Ústav systémové biologie a ekologie)
Magneticky modifikované mikrobiální buňky jako inteligentní celobuněčné biokatalyzátory (Ústav systémové biologie a ekologie)
Poškození porostů kůrovcem má vliv na povrchovou teplotu porostů a lze je detekovat pomocí termálních kanálů satelitních dat (Ústav systémové biologie a ekologie)
Struktura motorové podjednotky restrikčního enzymu typu I (Ústav systémové biologie a ekologie)

7)Sekce sociálně ekonomických věd

Do sekce bylo zařazeno pět pracovišť, jejichž výzkumná činnost se soustředila na aktuální badatelská témata. Výzkum v ekonomii reflektoval měnící se podmínky naší společnosti. Zaměřoval se především na ekonomické aspekty integrace posttransformačních zemí do Evropské unie a Evropské měnové unie a na specifika konvergence ČR ke standardům EU. Výzkum v oblasti práva zkoumal proces institucionálního zajištění požadavků práva ES/EU na vnitrostátní právo členských zemí a vliv tohoto procesu na právní řády členských států v podmínkách informační společnosti, to vše z hlediska právní filozofie, teorie i praxe. Výzkum v sociologii byl zaměřen na analýzu institucionálních, hodnotových a kulturních souvislostí ekonomického, společenského a politického života, lokální a regionální problemtaiky, systému vládnutí, reprezentace zájmů, občanské společnosti, veřejného mínění, genderových identit a nerovností, národní identity a postojů k imigraci a dalších témat v národním kontextu i v mezinárodním srovnání. Pro psychologický výzkum bylo stěžejní studium podmínek optimálního vývoje člověka v celoživotní perspektivě a v kontextu sociálních změn sjednocující se Evropy.
Z výsledků roku 2009 uvádíme:

Dopady privatizace a vlastnictví v tranzitivních ekonomikách
(Národohospodářský ústav)
Studie hodnotí dopad privatizace na základě zkušeností v posledních 20 letech. Ve střední Evropě je tento dopad pozitivní pro domácí vlastníky, a to především v pozdější fázi ekonomické transformace. V zemích bývalého Sovětského svazu je dopad méně významný a pozitivní pouze pro cizí vlastníky. V Číně pak má pozitivní vliv nestátní vlastnictví.
Spolupracující subjekt: London School of Economics and Political Science, Velká Británie
Estrin, S. – Hanousek, J. – Kočenda, E. – Švejnar, J.: The effects of privatization and ownership in transition economies. Journal of Economic Literature. Roč. 47, č. 3, (2009), s. 699–728.

Psychologie katastrofické události
(Psychologický ústav)
Kniha se z různých úhlů pohledu věnuje jedné z největších ničivých pohrom posledního desetiletí – záplavám, které zasáhly značnou část České republiky a celého středoevropského regionu v roce 2002. Jádrem publikace je původní výzkum, koncipovaný a koordinovaný v letech po povodni pracovníky Psychologického ústavu AV ČR. Součástí výzkumu je shrnutí aktuálních poznatků o prožívání situací mimořádné zátěže a traumatizujících událostí. Rozsáhlé studie jsou věnovány zkušenostem zasažených lidí ze všech regionů ČR s celým průběhem povodní včetně fáze obnovy, jejich prožitkům, potřebám i názorům na poskytovanou pomoc. V publikaci je zachycen i širší kontext sdílené zkušenosti – historický a geografický. Výzkum měl i praktické důsledky v podobě formulace principů a modelů psychosociální péče.
Spolupracující subjekt: Charita ČR
Kohoutek, T. – Čermák, I. (eds.): Psychologie katastrofické události. Academia, Praha 2009. 364 s.

Obálka knihy Kohoutek, T. – Čermák, I. (eds.): Psychologie katastrofické události (foto: archiv PSÚ)

Česká společnost na počátku 21. století: zpráva o socio-ekonomických politikách a strukturách
(Sociologický ústav)
Kniha informuje o vývoji v české společnosti za minulá téměř dvě desetiletí v oblastech zaměstnanosti a sociálních politik, mzdových a příjmových rozdílů, dále pak v sociálních strukturách se zaměřením na situaci střední třídy, důchodců a chudých a posléze i v oblasti hodnot se zvláštním zřetelem na hodnoty práce a spotřeby. Cílem je poskytnout dokumentovaný obraz vývoje s využitím statistických a sociologických výzkumů a dalších pramenů, při současném sledování systémových změn za kvantitativními posuny.
Večerník, J.: Czech Society in the 2000s: a report on socio-economic policies and structures. Academia, Praha 2009. 286 s.

Obálka knihy Večerník, J.: Czech Society in the 2000s: a report on socio-economic policies and structures (foto: archiv SOÚ)

Další významné výsledky:

Digitální knihovna AV ČR (Knihovna)
Systém Kramerius 3.3.0 (Knihovna)
Systém Kramerius 4 (Knihovna)
Stanoviska a akce: Veřejné mínění a frekvence mezinárodních teroristických akcí (Národohospodářský ústav)
Dopady privatizace a vlastnictví v tranzitivních ekonomikách (Národohospodářský ústav)
České manažerky a jejich platy (Národohospodářský ústav)
Variace na gender. Poststrukturalismus, diskurzivní analýza a genderová identita (Psychologický ústav)
Jak se vyvíjí osobnost v průběhu životní dráhy: výsledky Brněnské longitudinální studie celoživotního vývoje člověka (Psychologický ústav)
Problémové čtvrti ve městě a politiky k jejich regeneraci – případová studie Prahy (Sociologický ústav)
Ženy a sociální občanství v české společnosti: kontinuita a změna (Sociologický ústav)
Česká republika v Evropské unii (2004–2009): Právní a institucionální aspekty členství (Ústav státu a práva)
Demokracie a otázky právní politiky boje proti terorismu: srovnání (Ústav státu a práva)
První česká federativní ústava z roku 1619 (Ústav státu a práva)

8) Sekce historických věd

Sekce zahrnovala šest pracovišť, jejichž výzkumná činnost se soustředila na badatelská témata z oblasti historických věd a archeologie, která významným způsobem spoluutvářejí kulturní, národní a státní identitu. Historický výzkum se zaměřoval na otázky českého dějinného prostoru od raného středověku po současnost včetně období obou totalitních režimů. Výzkum měl na zřeteli jak evropský kontext z hlediska diverzity, kontinuity a integrace, tak i výzvy a hrozby současného globálního světa. Do evropského kontextu byly důsledně uváděny dějiny výtvarného a hudebního umění v českých zemích. Archeologický výzkum kladl důraz na rozvoj metodologie, především v součinnosti s metodami přírodovědných disciplín. Vzhledem k tomu, že archeologický potenciál českých zemí je stále intenzivněji vnímán jako součást národního kulturního dědictví, rozvíjela se kvalitní informatika oboru společně se zákonnou ochranou archeologických památek. Vývoj a implementace informační infrastruktury pro vědu a výzkum, moderní způsoby zpracování a zpřístupnění pramenné základny a výhledová strategie práce s elektronickými dokumenty se staly prioritami historických a archeologických pracovišť.
Z výsledků roku 2009 uvádíme:
Pavlov VI: Mladopaleolitický sídelní celek
(Archeologický ústav Brno)
Nové sídliště, označené jako Pavlov VI, bylo objeveno v roce 2007. Jde o součást sídelního areálu lovců mamutů mladého paleolitu Dolní Věstonice – Pavlov. Lokalita zahrnovala centrální jámu (snad zbytek obydlí), obklopenou půlkruhem malých jamek, kosterní pozůstatky dvou mamutů, kamenné a kostěné nástroje a ozdobné předměty. Výzkum umožnil bližší pohled do způsobu stravování lovců mamutů. Zvláštní význam mají úlomky keramiky, z nichž některé byly záměrně modelovány jako figurky zvířat, jiné nesou otisky lidských prstů, textilu a zvířecích chlupů. První publikaci z časopisu Antiquity 2009 převzala zahraniční média a měla tak poměrně široký mezinárodní ohlas.
Svoboda, J. – Králík, M. – Čulíková, M. – Hladilová, Š. – Novák, M. – Nývltová Fišáková, M. – Nývlt, D. – Zelinková, M.: Pavlov VI: An Upper Paleolithic living unit. Antiquity. Roč. 83 (2009), s. 282–295.

Hlavička kočkovité šelmy, zřejmě lva, pálená hlína, nový nález z lokality Pavlov VI (foto: archiv ARÚB)

Raně středověká hradiště v Čechách
(Archeologický ústav Praha)
Vyhodnocení zásadních starších výzkumů raně středověkých hradišť vyústilo do jedné monografie a tří studií v hlavním českém a prestižním německém časopise. Práce přinášejí např. historickou interpretaci vývojových etap budečského hradiště, nové datování vzniku hradiště v Libušíně, model hospodářského zázemí centra v Libici nad Cidlinou nebo poznatky o stavebních technikách raně středověkého Pražského hradu. Práce významným způsobem splácejí dluh, který česká archeologie má vůči svým nejvýznamnějším archeologickým památkám a výzkumům uplynulých desetiletí, a přinášejí nové pohledy na historické období vzniku českého státu.
Spolupracující subjekt: Národní muzeum, Praha
Bartošková, A.: Budeč – ein bedeutendes Machtzentrum des frühen tschechischen Staates. Zeitschrift für Archäologie des Mittelalters (Köln) (v tisku).
Boháčová, I.: Dřevo v raně středověkých konstrukcích opevněné centrální lokality. Příklad Pražského hradu. Památky archeologické, ročník CI (v tisku).
Mařík, J.: Libická sídelní aglomerace a její zázemí v raném středověku. Dissertationes Archaeologicae Brunenses/Pragensesque 7, Praha 2009. 283 s.
Varadzin, L.: Libušínské hradiště. Revizní zpracování výzkumů. Památky archeologické, ročník CII (v tisku).

Plán archeologických výzkumů v areálu raně středověkého hradiště Budeč se jmény vedoucích výzkumů (foto: archiv ARÚP)

Akademická encyklopedie českých zemí, sv. A–C
(Historický ústav)
Akademická encyklopedie českých dějin (AEČD) je velkoryse pojaté mnohasvazkové dílo, skýtající souhrn poznatků o české minulosti od období středověku do současnosti. První díl AEČD obsahuje rozsáhlý korpus syntetických statí, charakteristik a přehledů, z nichž mnohé nebyly touto souhrnnou formou dosud zpracovány, jiné se musely opřít o nově provedený výzkum. Jednotlivá hesla jsou zaměřena na události, instituce a procesy, které formovaly život společnosti v českých zemích. Vysvětlují obecné pojmy, organizační struktury, myšlenkové proudy a kulturní směry. Obsah hesel zachycuje stav historického poznání na počátku 21. století a přináší aktuální výsledky výzkumu k tematice dosud opomíjené či systémově nezpracované.
Spolupracující subjekt: externí spoluautoři z různých institucí včetně AV ČR a VŠ
Pánek, J. a kol.: Akademická encyklopedie českých zemí, sv. A–C. Historický ústav, Praha 2009. 384 s.

Obálka knihy Pánek, J. a kol.: Akademická encyklopedie českých zemí, sv. A–C (foto: archiv HÚ)

Dějiny českých zemí
(Historický ústav)
Kniha podává přehledný výklad dějin českých zemí od pravěku do vzniku České republiky v roce 1993. Anglická verze (česky vyšla práce v nakladatelství Karolinum v roce 2008 pod názvem Dějiny českých zemí) je první prací, která v podobném rozsahu a kvalitě zpřístupňuje historii českého státu zahraničním uživatelům. Dějiny českých zemí jsou představeny s důrazem na vývoj české společnosti, národnostních menšin, kultury, náboženství, hospodářství a krajiny v kontextu politických změn. Syntetické dílo skýtá orientaci v historii střední Evropy, reprezentuje současné české dějepisectví a reflektuje českou minulost a kulturu v mezinárodních souvislostech.
Spolupracující subjekt: Ústav pro soudobé dějiny
Pánek, J. – Tůma, O. – Boubín, J. – Cibulka, P. – Gebhart, J. – Ondo-Grečenková, M. – Hájek, J. – Harna, J. – Hlavačka, M. – Kocian, J. – Kučera, M. – Mikulec, J. – Pernes, J. – Polívka, M. – Semotanová, E. – Suk, J. – Třeštík, D. – Žemlička, J. – Šmahel, F.: A History of the Czech Lands. Karolinum, Praha 2009. 639 s.

Obálka knihy A History of the Czech Lands (foto: archiv ARÚB)

Viktor Dyk a T. G. Masaryk. Dvojí reflexe češství
(Masarykův ústav a Archiv)
Monografie poprvé synteticky shrnuje historii vztahu Viktora Dyka a T. G. Masaryka v dobových proměnách českých národních osudů první třetiny dvacátého století. Srovnává různé ideové a politické postoje obou mužů a jejich rozdílná pojetí češství, české a posléze československé státnosti. V příloze otiskuje některé ohlasy těchto sporů v beletristickém díle Viktora Dyka a zásadní dopisy, které si oba protagonisté vyměnili v době vrcholící konfrontace v roce 1929.
Spolupracující subjekt: Nakladatelství Lidové noviny
Tomeš, J.: Viktor Dyk a T. G. Masaryk. Dvojí reflexe češství. Nakladatelství Lidové noviny, Praha 2009. 204 s.

MUA_2b_1.jpg: Obálka knihy Viktor Dyk a T. G. Masaryk. Dvojí reflexe češství (foto: archiv MÚA)

Velké dějiny zemí Koruny české – Architektura
(Ústav dějin umění)
Kniha navazuje na rozsáhlý projekt Velkých dějin zemí Koruny české, který má nová tematická řada doplnit o jednosvazkové souhrnné dějiny jednotlivých oborů. Svazek věnovaný architektuře zahrnuje celé období počínaje stavbami Velkomoravské říše po naši současnost. Soustřeďuje se na klíčová díla a tvůrce, které interpretuje v kontextu širšího kulturního vývoje českých zemí. Takto souborně představené dějiny domácí architektury zde vycházejí poprvé od roku 1961.
Kratochvíl, P. – Muchka, I. P. – Petrasová, T. – Prix, D. – Švácha, R.: Velké dějiny zemí Koruny české – tematická řada: Architektura. Paseka, Praha 2009. 808 s.

Josip Plečnik, Kostel Nejsvětějšího srdce Páně, Praha-Vinohrady, 1928–1932 (foto: archiv ÚDU)

Obyčejní lidé…?! Pohled do života tzv. mlčící většiny. Biografická vyprávění příslušníků dělnických profesí a inteligence
(Ústav pro soudobé dějiny)
Publikace se na základě analýzy a interpretace více než stovky rozhovorů s příslušníky dělnických profesí i profesí tzv. pracující inteligence zabývá klíčovou otázkou, jak prožívali a vnímali dobu před rokem 1989 „obyčejní lidé“ žijící v tehdejším Československu. Interdisciplinární badatelský tým složený ze zástupců několika generací se z různých pohledů zabývá mj. otázkami dějin reprezentací, studiem života jednotlivých profesních skupin či sociálních struktur, problematikou všedního dne a každodennosti, regionálními dějinami nebo tématy ze soudobé historické sémiotiky. Dvanáct interpretačních studií je doplněno souborem čtyř desítek redigovaných rozhovorů.
Vaněk, M. (ed.): Obyčejní lidé…?! Pohled do života tzv. mlčící většiny. Biografická vyprávění příslušníků dělnických profesí a inteligence. Academia, Praha 2009. 1876 s.

Další významné výsledky:

Vývoj opevňovací techniky na Moravě a v českém Slezsku v raném středověku (Archeologický ústav Brno)
Štípaná kamenná industrie kultury zvoncovitých pohárů na Moravě a její středoevropský kontext (Archeologický ústav Brno)
Dva tisíce let od římského tažení proti Marobudovi (Archeologický ústav Praha)
Migrace čadských pastevců na základě analýzy mitochondriální DNA (Archeologický ústav Praha)
Josef Němec. Neobyčejný muž neobyčejné ženy (Historický ústav)
C. k. úředník ve zlatém věku jistoty (Historický ústav)
Zápisy ze schůzí československé vlády v Londýně I (1940–1941) (Masarykův ústav a Archiv)
Institucionální zázemí humanitních a sociálních věd v českých zemích v letech 1848–1952 (Masarykův ústav a Archiv)
Obraz panovníka v sakrálním obraze v době protireformace a baroka. Ikonologický výzkum panovnické reprezentace císaře Ferdinanda II. v Čechách (Ústav dějin umění)
Karel Teige a typografie: Asymetrická harmonie (Ústav dějin umění)
Železná opona: její spouštění, střežení a stržení. Studená válka a středovýchodní Evropa dvacet let poté (Ústav pro soudobé dějiny)
Výkupné za život. Vývozy a vynucené dary uměleckých předmětů při emigraci židů z Čech a Moravy v letech 1938–1942 (Ústav pro soudobé dějiny)

9)Sekce humanitních a filologických věd

Sekce sdružovala šest pracovišť, jejichž výzkumná činnost se soustředila na četná badatelská témata. Humanitně zaměřená pracoviště se zabývala otázkami filozofie, etnologie, jazyka a literatury. V rámci výzkumu v oblasti filozofie byly řešeny i vybrané problémy příbuzných disciplín, zejména logiky, teorie vědy, klasických a medievistických studií. Součástí řešení těchto problémů byl též výzkum zdrojů a tradic evropského myšlení. V oblasti politické a morální filozofie se badatelské úsilí zaměřilo především na filozofické aspekty demokracie a plurality kultur. V oblasti etnologie a sociální antropologie se výzkum soustředil k tématům migrace, menšin a sociálně vyloučených komunit v ČR, k výzkumům Čechů v zahraničí a výběrově také k mimoevropské etnologii. Česká orientalistika se zabývala výzkumem historie, kultur, jazyků a náboženství zemí Asie a Afriky. Lingvistika a literární věda měla těžiště v bohemistickém a slavistickém výzkumu a jeho aplikacích (např. výzkum české slovní zásoby, výzkum české literatury a ostatních slovanských literatur včetně jejich místa v evropském kontextu). Pokračoval i výzkum české knižní kultury od 16. století do současnosti. Podstatnou součástí činnosti humanitních oborů bylo vydávání vědeckých periodik, kritických edic, encyklopedických, lexikografických a hudebních děl zaměřených na zpřístupňování národního kulturního dědictví a také tvorba elektronických datových a informačních zdrojů pro potřeby veřejnosti.
Z výsledků roku 2009 uvádíme:

Domácí postoje k zahraničním Čechům v novodobých dějinách (1918 – 2008)
(Etnologický ústav)
Kniha představuje přehlednou rekapitulaci domácích postojů k emigraci a zahraničním Čechům. Vychází z detailního rozboru vystěhovalecké politiky meziválečného Československa, poukazuje na politické zjednodušení v období 1948–1989 a nabízí shrnutí domácí snahy o sbližování domácího a krajanského světa po listopadu 1989.
Brouček, S. – Grulich, T.: Domácí postoje k zahraničním Čechům. Public History ve spolupráci s Etnologickým ústavem AV ČR, v. v. i., Praha 2009. 231 s.

Obálka knihy Brouček, S. – Grulich, T.: Domácí postoje k zahraničním Čechům (foto: archiv EÚ)

Od jazyka k logice
(Filosofický ústav)
Kniha se snaží zodpovědět otázku, jaká je povaha logiky? Snaží se nalézt kořeny logiky v přirozeném jazyce a v reálné lidské argumentaci. Ukazuje, že cesta, která vede od běžného jazyka a argumentace k logickým symbolům a k umělým jazykům, s jakými pracuje moderní logika, není zdaleka přímočará. Prozkoumání toho, jak fungují umělé jazyky moderní logiky a z nich odvozené logické kalkuly, bezpochyby otevírá cesty k promyšlenějšímu vyjadřování a zejména k lepšímu pochopení našich argumentačních praktik; tyto jazyky však rozhodně nelze vidět jako nějaké vyšší stadium jazyka přirozeného. V knize jsou systematicky probrány jak základy tzv. klasické logiky, tak i hlavní verze jejích neklasických alternativ. Věnuje se i problémům logického modelování významů výrazů přirozeného jazyka, logickým paradoxům či otázce, kde jsou hranice možností pro uplatnění metod logického modelování.
Svoboda, V. – Peregrin, J.: Od jazyka k logice. Filozofický úvod do moderní logiky. Academia, Praha 2009. 428 s.

Obálka knihy Od jazyka k logice (foto: archiv FLÚ)

Přemyslovci, budování českého státu. Historická syntéza
(Filosofický ústav – Centrum medievistickcýh studií)
Kolektivní monografie, která vznikla pod metodologickým vedením předních odborníků, shrnuje vzájemně se doplňující texty 35 autorů. Je zaměřena na vznik raně středověkého českého státu a jeho kultury, christianizaci společnosti a její kulturní i politické kontakty v rámci střední Evropy. Toto hlavní téma sleduje z pohledu širokého spektra medievistických disciplín, zejména historie, archeologie, dějin umění, etnologie, ikonologie a jazykovědy.
Spolupracující subjekt: Archeologický ústav Praha
Sommer, P. – Třeštík, D. – Žemlička J. a kol.: Přemyslovci, budování českého státu. Nakladatelství Lidové noviny, Praha 2009. 497 s.

Obálka knihy Přemyslovci, budování českého státu (foto: archiv FLÚ)

Myšlení Jana Patočky očima dnešní fenomenologie
(Filosofický ústav – Centrum pro teoretická studia)
Kolektivní monografie sestavená z příspěvků předních světových znalců Jana Patočky podává ucelený přehled o jeho filozofii a může sloužit jako kompendium pro každého, kdo by se chtěl jeho myslitelským přínosem vážně zabývat.
Chvatík, I. (ed): Myšlení Jana Patočky očima dnešní fenomenologie. Filosofia, Oikúmené, Praha 2009. 560 s.

Obálka knihy Myšlení Jana Patočky očima dnešní fenomenologie (foto: archiv FLÚ)

Domov a dálava. Kulturní totožnost a obecné lidství v českém myšlení
(Filosofický ústav – Centrum globálních studií)
Kniha shrnuje autorovo celoživotní promýšlení české kulturní totožnosti. Formuluje dvě základní otázky: Co znamená být Čech? Jaký má tato otázka smysl? Kniha sleduje vývoj českého myšlení od obrození po dnešek na pozadí českých dějin. Zvláštní pozornost věnuje T. G. Masarykovi, Emanuelu Rádlovi, Janu Patočkovi a Karlu Kosíkovi.
Kohák, E.: Domov a dálava: Kulturní totožnost a obecné lidství v českém myšlení. Filosofia, Praha 2009. 370 s.

Problematika „Východ – Západ“ v evropských kulturách a literaturách
(Slovanský ústav)
Kolektivní monografie o třiceti kapitolách, dílo autorů z ČR i dalších evropských zemí (Německo, Rakousko, Maďarsko, Rusko, Ukrajina, Polsko, Slovensko), zpracovává z aktuálního literárně-kulturního slavistického diskurzu proměny pojmu „Východ – Západ“ na příkladu vzájemných slovanských a neslovanských (převážně rusko-německých) literárních a kulturních vztahů. Kniha je rozdělena do jednotlivých oddílů, v nichž je problematika „Východ – Západ“ zpracovávána z hlediska teoretické metodologie, z hlediska dějin kultury, z hlediska komparatistického, recepčního i z hlediska filozofické reflexe v literárních dílech.
Spolupracující subjekt: Neisse Verlag Dresden, Detlef Krell
Ulbrecht, S. – Ulbrechtová, H. (Hrsg.): Die Ost-West-Problematik in den europäischen Kulturen und Literaturen. Ausgewählte Aspekte. Problematika Východ – Západ v evropských kulturách a literaturách. Vybrané aspekty. Slovanský ústav AV ČR/Neisse Verlag, Praha/Dresden 2009. 800 s.

Obálka knihy Die Ost-West-Problematik in den europäischen Kulturen und Literaturen (foto: archiv SLÚ)

Soustružníci lidských duší. Lidové knihovny a jejich cenzura na počátku padesátých let 20. století
(Ústav pro českou literaturu)
Kniha mapuje pokus o ovládnutí, radikální proměnu a mocenské využití veřejných knihoven, k němuž došlo v Československu v období stalinismu. Úvodní výklad zachycuje hlavní formu následné cenzury v komunistickém Československu; popisuje cenzuru lidových knihoven, zabývá se tím, jaké typy literatury byly z knihoven vyřazovány, a hledá příčiny tohoto zákazu. Další část pak sleduje pokusy knihovníků ovlivňovat či řídit soudobé čtenářství a tak vychovávat nového čtenáře. Titulní parafráze Stalinova výroku o spisovatelích, inženýrech lidských duší, chce na bázi dobové metafory kulturní práce jako industriální výroby pojmenovat smysl cenzurních aktivit a celé reformy knihoven a knihovnictví. Za pomoci vybraných nástrojů – knih, které vytvořili inženýři-spisovatelé, měli knihovníci opracovat lidský materiál a vytvarovat jej do podoby socialistického člověka budoucnosti.
Šámal, P.: Soustružníci lidských duší: Lidové knihovny a jejich cenzura na počátku padesátých let 20. století. Academia, Praha 2009. 613 s.

Lidové knihovny a jejich cenzura na počátku padesátých let 20. století (s edicí seznamů zakázaných knih). Stránka seznamu zakázaných knih (foto.archiv ÚČL)

Vytváření databáze lexikální zásoby českého jazyka počátku 21. století
(Ústav pro jazyk český)
Budování lexikální databáze Pralex podle typů zpracovávaných jednotek, a to: jednoslovných – zpracovávání substantiv (12 000 lemmat), dokončené základní zpracování zájmen (160), číslovek (662) a citoslovcí (1551); u víceslovných jednotek – zpracovávání frazémů (založeno a propojeno 9 000 lemmat) a přirovnání (založeno 1300 lemmat, zpracováno 380). Pokračuje zpracovávání zkratek/značek (470); postupné doplňování hesláře Pralexu (cca 120 000 záznamů). Dochází k průběžnému programovému zdokonalování lexikografické pracovní stanice Praled. Pro veřejnost byla zprovozněna webová aplikace Lexiko (http://lexiko.ujc.cas.cz).

Další významné výsledky:

Leoš Janáček. Folkloristické dílo (1886–1927) (Etnologický ústav)
Hledání autenticity. Dvořákovy Moravské dvojzpěvy a historie jejich vydávání (Etnologický ústav)
Od jazyka k logice. Filozofický úvod do moderní logiky (Filosofický ústav)
Koncept obecné teorie jednání po Parsonsovi (Filosofický ústa – Kabinet pro studium vědy, techniky a společnosti)
O Egyptě, Arábii, Palestině a Galileji (Filosofický ústav – Kabinet pro klasická studia)
Univerzalismus v etice jako problém (Filosofický ústav – Centrum globálních studií)
Proroci, jejich slova a jejich svět (Filosofický ústav – Kabinet pro klasická studia)
Inovační kultury: výzva a strategie učení (Filosofický ústav – Kabinet pro studium vědy, techniky a společnosti)
Proměny historiografie vědy (Filosofický ústav)
Malá encyklopedie islámu a muslimské společnosti (Orientální ústav)
Bhútán. Stručná historie států (Orientální ústav)
Řecko-staroslověnský index (Slovanský ústav)
Ruská poezie druhé poloviny 20. století (Slovanský ústav)
České dějepisectví v dialogu s Evropou (1890–1914) (Ústav pro českou literaturu)
Slovník české literatury po roce 1945 on-line (Ústav pro českou literaturu)
Elektronický slovník staré češtiny (Ústav pro jazyk český)
Internetová jazyková příručka a jazykové poradenství (Ústav pro jazyk český)

Sekce

Nejbližší akce

Akademický bulletin / Živa

Videa ze světa vědy

RSS

2. Vědecká činnost

Vyhledávání

Sekce

Nejbližší akce

Akademický bulletin / Živa

Videa ze světa vědy

RSS

2. Vědecká činnost