Významné objevy světově uznávaného prof. MUDr. Jiřího Forejta, DrSc., z Ústavu molekulární genetiky AV ČR, v. v. i., a jeho dlouholetá práce v oblasti funkční genomiky a molekulární genetiky (zejm. laboratorní myši), byly oceněny Národní cenou vlády v 15. ročníku soutěže pro české vědce a inovativní firmy Česká hlava. Je autorem nebo spoluautorem více než stovky odborných publikací, laureátem řady významných ocenění a členem mezinárodních vědeckých panelů.

Zaměřil se mimo jiné na vznik samčí neplodnosti mezidruhových kříženců. Se svým týmem popsal první gen u obratlovců, který zajišťuje reprodukční bariéru mezi příbuznými druhy – jinými slovy brání předávání dědičných informací mezi nimi. Tento gen přečetli a ukázali, jak je regulován. Studie na toto téma, publikované, hojně komentované a citované v prestižních světových časopisech, jsou dnes považovány za základní pro další výzkum vzniku druhů: Jelikož samčí hybridní sterilita představuje překážku v přenosu genů mezi příbuznými druhy, což je významným předpokladem pro vznik nových druhů, přispěl Jiří Forejt svými výzkumy i k osvětlení největší Darwinovy záhady – proč jsou mezidruhoví hybridi neplodní a jak vznikají samostatné druhy.

Výzkumy profesora Forejta šly však po objevu prvního genu hybridní sterility ještě dál a i nyní pokračuje novým směrem, protože podle jeho slov vědci od začátku věděli, že dědičnost je komplexní: „Podle našeho současného modelu existují dva hlavní geny pro hybridní sterilitu. Jedním je onen Prdm9, který jsme vyklonovali a o němž už víme velmi mnoho, a pak je zde ještě gen na chromozomu X, který jsme už zaměřili do asi čtyř megabází, což je v genomu poměrně malý úsek obsahující asi šest známých genů – my ale ještě nevíme, který z nich je ten hledaný. Oba dva geny musí mít určité alely, aby podmiňovaly hybridní sterilitu. To však stále nestačí, ještě je nutné přidat heterozygotnost genomu. Jedná se o nový aspekt, který nyní prosazujeme, ale který ještě není úplně akceptován vědeckou komunitou. My se totiž domníváme, že s tím, jak se poddruhy rozrůzňují, diverzifikují nejen geny kódující bílkoviny, které ovšem tvoří jen asi dvě procenta genomu, ale vyvíjí se a také diverzifikuje i těch zbývajících 98 % genomu. Při vzniku gamet – pohlavních buněk – přitom existuje určitý kritický moment: na samém začátku tvorby pohlavní buňky se musí najít otcovský i mateřský chromozom a musí se spolu spárovat. A my jsme zjistili, že právě toto párování je u neplodných hybridů výrazně poškozeno. Vysvětlujeme si to tím, že příslušné chromozomy se už nerozpoznávají: celková sekvence daného chromozomu, kde jen malinkou část představuje gen, ale většina je nekódující, se natolik rozrůznila, že příslušné chromozomy mají problém se najít. Problém mají proto, že mechanismy umožňující toto hledání jsou velice přísné. Kdyby totiž nebyly, mohlo by se stát, že chromozom 1 by se mohl párovat s chromozomem 3, jelikož tam jsou určité podobnosti. Výsledkem by ovšem byl absolutní chaos a daná buňka by zahynula. Z toho důvodu je mechanismus hlídající párování nesmírně vybíravý, a když najde nějaké chyby, kdy si sekvence navzájem neodpovídají, celý proces zastaví. Tudíž chromozomy jednoho a druhého poddruhu se jakž takž najdou, ale zmíněný „hlídací mechanismus“ spustí poplach, že je něco v nepořádku, protože najde spoustu rozdílů, které by zde neměly být. No a my si myslíme, že naše výše zmíněné dva geny plus uvedený mechanismus, který hlídá párování chromozomů, dávají dohromady celý mechanismus hybridní sterility. Tuto poslední část ale stále ještě musíme dopracovat, dokázat a přesvědčit ostatní, že tomu tak skutečně je. Na tom teď pracujeme a právě píšeme jednu docela zásadní práci na toto téma,“ objasňuje profesor Jiří Forejt.

Další úspěch zaznamenala Akademie věd ČR i díky Mgr. Heleně Reichlové, Ph.D., z Fyzikálního ústavu AV ČR, v. v. i., která si odnesla Cenu Nadačního fondu Česká hlava v kategorii Doktorandus za přírodní vědy, již získávají nadaní mladí vědci za inovativní přístup, nejvýraznější počin, odbornou nebo vědeckou činnost studenta doktorandského studia, obzvláště pak v matematice, fyzice, chemii, biologii a medicíně. Získala ji za práce ve velmi mladém oboru zvaném antiferomagnetická spintronika, konkrétně za manipulaci antiferomagnetických spinů. Připomeňme, že spintronika využívá kvantové vlastnosti elektronu – spinu – k vylepšení současných elektronických součástek, naráží však přitom na určité limitující faktory. Právě ty se snaží překonat antiferomagnetická spintronika využitím unikátních vlastností antiferomagnetických materiálů. Helena Reichlová vysvětluje:

„Antiferomagnety jsou materiály, které jsou magneticky uspořádané, toto uspořádání však není navenek viditelné, takže jde o materiál potenciálně velmi zajímavý, ovšem není snadné vnitřně uspořádané momenty manipulovat. Termín ,manipulovat antiferomagnet´ znamená ovlivňovat magnetické momenty, aby se jakýmkoliv způsobem vychýlily ze své polohy, čímž dochází k zápisu informace. A tématem mé dizertační práce bylo přesně toto: hledat různé způsoby, jak antiferomagnetické momenty manipulovat. Zabývala jsem se konkrétně tenkými kovovými vrstvami a snažila jsem se najít nějaké metody, jimiž lze antiferomagnetický pořádek manipulovat. Během pěti let, kdy jsme se touto problematikou zabývali, jsme nalezli tři různé metody. Důležitá je především skutečnost, že se nám povedlo ukázat, že antiferomagnet lze manipulovat i bez přítomnosti jakékoliv feromagnetu. Poslední bod, jejž jsem studovala v dizertaci, bylo naznačení, že antiferomagnety lze manipulovat dokonce i bez použití magnetického pole, pomocí elektrického proudu, což je z hlediska aplikací v budoucnu velmi zajímavé. Antiferomagnetická spintronika je velmi mladý obor, kde se dá určitě zkoumat spousta věcí. Ve Fyzikálním ústavu AV ČR se tomu věnuje celá skupina Tomáš Jungwirta, získávají se neuvěřitelně zajímavé výsledky a je skutečně radost na tomto poli pracovat.“

Zdroj: Česká hlava
Zleva zástupce firmy Netcope Technologies, Helena Reichlová z Fyzikálního ústavu AV ČR, Jiří Forejt z Ústavu molekulární genetiky AV ČR, Radim Chmelík a Jan Kraček. Slavnostní předání cen se uskutečnilo 22. 11. v industriální budově Staré čističky odpadních vod v Praze Bubenči (více zde).

Cenu společnosti Kapsch v kategorii Invence soutěže Česká hlava, která oceňuje objev či mimořádný počin uskutečněný v posledních několika letech v oblasti základního nebo aplikovaného výzkumu, či za technologickou inovaci, obdržel letos kolektiv autorů ve složení prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D., Ing. Pavel Kolman, Ph.D., Ing. Martin Antoš, Ph.D., Ing. Zbyněk Dostál a Ing. Tomáš Slabý, Ph.D. z Ústavu fyzikálního inženýrství Fakulty strojního inženýrství a CEITEC Vysokého učení technického v Brně. Tohoto ocenění se jim dostalo za vynález koherencí řízeného holografického mikroskopu, který umožňuje kromě jiného kvantitativní zobrazování živých buněk bez použití kontrastních látek.

Cena Industrie Ministerstva průmyslu a obchodu udělovaná za nejvýznamnější inovační technologii či výrobek realizovaný na území České republiky v posledních několika letech putovala do firmy Netcope Technologies a.s., kterése podařilo vyvinout první programovatelnou síťovou kartu na světě pro zpracování 100G Ethernetu, tedy pro zpracování toků dat na těch nejrychlejších páteřních sítích.

Cenu Skupiny ČEZ v kategorii Doctorandus za technické vědy, oceňující inovativní přístup, nejvýraznější počin, odbornou nebo vědeckou činnost studenta doktorandského studia především v oblasti inženýrství, biotechnologie, systémového inženýrství a kybernetiky převzal Ing. Jan Kraček, Ph.D., z Katedry elektromagnetického pole Fakulty elektrotechnické Českého vysokého učení technického v Praze.

Připravila: Jana Olivová, Odbor akademických médií SSČ AV ČR
Foto: Stanislava Kyselová, AV ČR