Student World

***tisková zpráva projektu Česká hlava
Nečekané objasnění vývoje zubů, odhalení dosud neznámých příčin těžkého postižení mozku a srdce – i tyto projekty se letos úspěšně ucházely o nejprestižnější ocenění pro vědce Česká hlava. Nominováno bylo více než sto předních českých vědkyň a vědců, a laureáti získali finanční odměny za více než dva milióny.

Národní cenu vlády ČR získal letos prof. Ing. Pavel Hobza z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR. Profesor Hobza se věnuje výpočetní a teoretické chemii a mezinárodní uznání sklidil jako objevitel nepravé vodíkové vazby.

Cenu Invence, cena Škody Auto a. s. získal prof. Ing. Miroslav Šťastný, který významně přispěl ke spuštění prvního bloku Jaderné elektrárny Temelín, když odhalil a posléze i odstranil chvění v potrubí sekundárního okruhu parní turbíny.

Kategorie Patria, cena Unipetrol a. s. oceňuje české vědce, kteří dosáhli úspěchu v zahraničí. Letos cenu Česká hlava v této kategorii získal profesor Josef Paldus, působící od roku 1968 na univerzitě v kanadském Waterloo. Ten se řadí ke světovým špičkám v oblasti teoretické a kvantové fyziky a jeho výpočtové metody jsou dnes považovány za jedny z nejpřesnějších. Jako jeden z mála českých vědců obohatil i vědeckých slovník, protože řada jeho metod je pojmenována jeho jménem např. Paldus tableau, Weylův-Paldusův vzorec nebo Gouldův-Paldusův vzorec.

Soutěž Česká hlava v kategorii Industrie, cena Kapsch s. r. o. oceňuje firmy, které vyvinuly v posledním roce novou unikátní technologii nebo výrobek. Letos si toto ocenění odnese společnost Optaglio za projekt Angeles. Tým pod vedením Ing. Libora Kotačky vyvinul novou metodu pro výrobu bezpečnostních prvků pro bankovky, ceniny či jiné dokumenty na bázi holografie. V porovnání s běžně používanými bezpečnostními prvky jsou tyto znaky mnohem hůře napodobitelné, ale zároveň jejich pravost lze prokázat bez složitých zařízení a falzifikát odhalí běžný uživatel. O novou technologii je velký zájem v zahraničí.

V kategorii Doktorandus, cena Vítkovic a. s., udělila odborná porota cenu Mgr. Aleně Čížkové za objevení poruchy genu, která způsobuje závažné onemocnění projevující se těžkým postižením mozku a srdce, fyzickými deformacemi a mentálním postižením. Vzhledem k řadě různých symptomů byla dosud diagnostika velmi obtížná.

Českou hlavu v kategorii Gaudeamus, cena Poštovní spořitelny, získal český zoolog a biolog Bc. Vladimír Soukup, který objasnil vývoj zubů u obratlovců. Světová vědecká obec pokládala tuto otázku za jednoznačně objasněnou, o to větší rozruch Vladimír Soukup se svou prací vyvolal. Zjistil totiž, že zuby se u obratlovců vyvíjejí nejen z vnější zárodečné vrstvy, jak se dosud všeobecně předpokládalo, ale také z vnitřní zárodečné vrstvy, a prokázal, že klíčový pro vývoj zubů je úplně jiná část embrya – neurální tkáň. Základním způsobem tím změnil např. dosavadní úvahy o možnosti růstu třetích zubů u lidí.

Cenou předsedy Rady pro výzkum a vývoj, kterou uděluje na návrh Rady pro výzkum a vývoj, letos vláda ocenila proslulého českého psychiatra prof. MUDr. Cyrila Höschla, a to za jeho dlouhodobé úsilí o popularizaci vědy.

Odborná porota také rozhodla o udělení Zvláštní ceny Všeobecné zdravotní pojišťovny České republiky, a to MUDr. Radimovi Šrámovi, DrSc. za jeho dlouhodobý projekt sledování a hodnocení rizika vlivu znečištěného prostředí na zdravotní stav populace.

***

MEDAILONKY LAUREÁTŮ

Národní cena – prof. Ing. Pavel Hobza, DrSc., FRSC

Národní cenu Česká hlava za rok 2008 získal prof. Ing. Pavel Hobza, DrSc, FRSC za jeho celoživotní vědecký přínos v oblasti výpočetní a teoretické chemie. Proslulost si profesor Hobza získal především díky objevu nepravé vodíkové vazby. Tím vzbudil ve světové vědecké obci velký ohlas, neboť do té doby se předpokládalo, že v oblasti vodíkových vazeb není možné dojít k novým poznatkům. Profesor Hobza zpochybnil do té doby nejzákladnější dogma vodíkové vazby, a jeho teorii brzy potvrdily i laboratorní experimenty. K jeho dalším významným vědeckým počinům patří také objasnění role patrových interakcí v DNA a proteinech a také vysvětlení úlohy disperní energie v biomakromolekulách.

Profesor Pavel Hobza promoval v roce 1969 na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. Tématem jeho disertační práce, které dostal od svého školitele, prof. Rudolfa Zahradníka, byly nekovalentní interakce a jejich úloha v přírodních vědách. Tématu, jež předběhlo svou dobu, se profesor Hobza věnuje celou svoji vědeckou kariéru. Po absolvování vědecké aspirantury v Ústavu fyzikální chemie ČSAV musel z politických důvodů Akademii opustit a více než 10 let strávil na Institutu hygieny a epidemiologie v Praze. Do ČSAV se mohl vrátit až v roce 1986.

V současné době působí v Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR, v. v. i. a zabývá se výpočetní a teoretickou chemií. Věnuje se nekovalentním interakcím a vazbám a jejich rolím v přírodních vědách. Nekovalentní vazby totiž určují strukturu všech biomakromolekul – ať už DNA, RNA nebo proteinů a dalších – a ovlivňují jejich funkci. Jejich výzkum je tak klíčem k pochopení základních biologických pochodů – například objasnění struktury a vzhledu molekuly DNA, která je základem genetické informace všech živých organismů.

V roce 2000 se stal vedoucím Centra komplexních molekulových systémů a biomolekul a v roce 2005 vedoucím Centra biomolekul a komplexních molekulových systémů. Obě Centra slouží jako střediska bádání v oblasti výpočetní chemie a molekulového modelování nejen v ČR. Pavel Hobza vytvořil v Centru vědeckou školu zabývající se nekovalentními interakcemi a tento obor je mezi studenty – a nejen v ČR – velmi atraktivní. Je profesorem na Univerzitě Karlově v Praze a Universitě Palackého v Olomouci a byl hostujícím profesorem na Université de Montréal a Technische Universität München. Byl a je školitelem 20 doktorandů a 5 postdoktorálních pracovníků. Přednáší na mezinárodních konferencích a univerzitách po celém světě.

Kromě 290 publikací a dvou knih se jako editor podílel na sestavení několika svazků prestižního vědeckého časopisu Chemical Reviews (1988, 1994, 2000) věnovaných nekovalentním interakcím. Jeho práce byly citovány více než 10 000x (patří mezi 2 nejcitovanější české vědce) a Hirschův index má hodnotu 57 (nejvyšší mezi českými vědci). Je členem Učené společnosti ČR a britské Královské společnosti chemické a redakčních rad 5 evropských a českých chemických časopisů.

Invence, cena Škody Auto a. s., 2008 – prof. Ing. Miroslav Šťastný, DrSc.

Rodák z Bělé pod Bezdězem prof. Ing. Miroslav Šťastný, DrSc. absolvoval České vysoké učení technické, Fakultu strojní. Od roku 1970 vedl řadu let Oddělení výzkumu proudění v tehdejším závodě ŠKODA – Turbíny, kde se podílel na vývoji parních turbín různých typů. Šlo zejména o zdokonalování turbín tak, aby mohl růst jejich výkon z 55 MW až na 1000 MW a jejich účinnost z 83 na téměř 92 procent.

Na cenu Česká hlava v kategorii Invence byl profesor Šťastný nominován za úspěšné vyřešení problémů parní turbíny prvního bloku Jaderné elektrárny Temelín. Při uvádění tohoto zařízení do provozu v roce 2001 byly při nízkých výkonech turbíny zaznamenány vysokofrekvenční vibrace na vysokotlakém potrubí v sekundárním okruhu bloku. Tento závažný nedostatek zařízení, které bylo zároveň prototypem, přitom ohrožoval uvedení elektrárny do trvalého provozu. Dodavatelem nejaderné části prvního temelínského bloku byla společnost Škoda Power, která na vyřešení tohoto problému spolu s provozovatelem elektrárny, společností ČEZ, sestavila tým odborníků v čele s profesorem Šťastným.

Po důkladné analýze problému dospěl profesor Šťastný k závěru, že nežádoucí vibrace způsobuje nevhodná struktura proudění páry v regulačních ventilech, a navrhl konstrukční změnu těchto ventilů a následnou rekonstrukci celé jejich průtočné části. Úpravy vedly ke stabilizaci proudění páry tak, že již nedocházelo k nežádoucímu pulzujícímu proudění a významně se snížily nejen vibrace, ale také hlučnost zařízení. Následný dvouletý zkušební provoz prvního bloku temelínské elektrárny dostatečně prověřil, že navržené řešení bylo správné. Návrhy profesora Šťastného byly využity i při budování druhého bloku Jaderné elektrárny Temelín.

V současné době pracuje profesor Šťastný s odborníky z ČVUT na řešení výzkumu nové generace turbostrojů pro moderní elektrárny s vysokým využitím hnědého uhlí. Se společností ČEZ také spolupracuje na řešení problému optimalizace provozu parních turbín ve stávajících elektrárnách v České republice.

Profesor Šťastný se věnuje i činnosti pedagogické. Pro ČVUT zpracoval odborné texty Paroplynová zařízení pro elektrárny a teplárny a pod stejným názvem vedl i na této škole přednášky. V současné době přednáší studentům Fakulty aplikovaných věd a Fakulty strojní na Západočeské univerzitě v Plzni předmět Průmyslová aerodynamika. Kromě toho je také školitelem zdejších doktorandů.

V roce 1998 byl jmenován na Fakultě strojní ČVUT profesorem v oboru Energetické stroje a zařízení. Dlouhodobě se věnuje propagaci a popularizaci oboru, kterému zasvětil svůj profesní život, jak v České společnosti pro mechaniku, tak zejména v Asociaci strojních inženýrů.

Patria, cena Unipetrol a. s. – prof. RNDr. Josef Paldus, DrSc., FRSC

Profesor Josef Paldus patří k mezinárodně nejuznávanějším českým vědcům v oblasti teoretické a kvantové chemie a aplikované matematiky. Vystudoval chemii na Univerzitě Karlově a poté se stal aspirantem v Ústavu fyzikální chemie Československé akademie věd. Po úspěšném absolutoriu získal postdoktorandský grant od National Research Council of Canada, díky kterému mohl pracovat dva roky v laboratoři doktora D. A. Ramsaye. Po návratu do Prahy pokračoval v úspěšně započaté práci, kterou přerušila až jeho emigrace po srpnových událostech 1968 v Československu. Profesor Paldus odešel do Kanady, kde dodnes působí na Fakultě aplikované matematiky ontarijské univerzity ve Waterloo. Zde také vytvořil svá stěžejnější vědecká díla.

Společně se svým kolegou Jiřím Čížkem vytvořili novou výpočtovou metodu, jak počítat chemické vlastnosti molekul a jejich chování na základě prvotních kvantových principů. Tento postup je již řadu let považován za jednu z nepřesnějších a nejefektivnějších metod pro výpočty vlastností molekul v oblasti kvantové chemie. Myšlenka nové metody a zrod prvních pokusů o její matematickou formulaci však spadají ještě do období před odchodem do emigrace. Pokračování ve vývoji a propracovaní metody v Kanadě pak znamenalo významný mezník ve vývoji oboru teoretické chemie a přineslo užitečný nástroj výzkumu v nejrůznějších oblastech chemie.

I po svém odchodu z Československa profesor Paldus zůstal, pokud to podmínky dovolily, v kontaktu s odborníky v oblasti kvantové chemie ve své vlasti jako konzultant a českým a slovenským odborníkům, kterým se podařilo vycestovat na studijní pobyty do Kanady, ochotně pomáhal a podporoval je. Po sametové revoluci se mohla spolupráce naplno obnovit.

Profesor Paldus získal řadu mezinárodních ocenění, v roce 2004 mu byla udělena Zlatá medaile Univerzity Karlovy a v roce 2008 čestná medaile Akademie věd České republiky „De Scientia et Humanitate Optime Meritis“.

Industrie, cena Kapsch s. r. o. – Optaglio, s. r. o., ing. Libor Kotačka, Ph.D.

Cenu Česká hlava v kategorii Industrie získala společnost Optaglio s. r. o. a její tým pod vedením ing. Libora Kotačky za projekt Angeles – Achromatic NanoGravure Eletron-beam Lithography Elements for Security. Libor Kotačka vyvinul se svými kolegy novou metodu výroby bezpečnostních prvků na bázi holografie – Nanogravure. „Cílem bylo vytvořit takový bezpečnostní element, který by i laikovi umožnil potvrdit pravost dokumentu, ceniny nebo bankovky na první pohled a jednoznačně za běžných podmínek bez jakéhokoli speciálního přístroje,“ říká ing. Libor Kotačka. Technologie Nanogravure je určena primárně pro označení pravosti státních dokumentů – pasů, průkazů totožnosti – a také bankovky. První měna s tímto ochranným prvkem by měla být uvedena do oběhu již v příštím roce. Vzhledem k citlivosti projektu i z bezpečnostních hledisek ovšem podle Kotačky nelze nyní upřesnit, o jakou státní měnu se bude jednat.

Při využití klasické holografie má výsledný prvek barevné odstíny, které se mění při změně úhlu dopadu světla. Nová metoda Nanogravure pracuje s neholografickými prvky, které na rozdíl od klasických holografických obrazců umožňují zobrazovat libovolný reliéf plasticky (např. portrét osoby). Zobrazený motiv se jeví plně plasticky a kovovým zjevem připomíná mincovní reliéf, ovšem třetí rozměr je jen optický a nelze ho nahmatat. Celý ochranný prvek lze navíc doplnit o řadu skrytých bezpečnostních prvků, identifikovatelných až při hlubší kontrole. Složitý výrobní proces ochranného prvku, při kterém je zapotřebí přístrojů s vysokou přesností a citlivostí, navíc podle Kotačky minimalizuje riziko padělání.

Výzkumníci společnosti Optaglio s. r. o. vycházeli z již po desetiletí využívané metody holografie. Ta v posledních letech prošla řadou vylepšení a zdokonalení, nicméně díky rozvoji technologií a zejména jejich dostupnosti je stále častěji terčem napodobování a zneužívání. Holografická metoda spočívá v použití jemné technologie zápisu jednotlivých čar obrazce ve velmi vysokém rozlišení, často méně než jednoho mikrometru. Společnost Optaglio s. r. o. již před několika lety patentovala technologii zápisu s vysokou hustotou hologramů pomocí elektronové litografie a tento postup využila i při nově vyvinuté metodě Nanogravure.

Společnost Optaglio s. r. o. je členem skupiny Optaglio Group. Specializuje se na výrobu špičkových bezpečnostních optických prvků a hologramů, podpořenou vlastním intenzivním vývojem a výzkumem.

Doctorandus, cena Vítkovic a. s. – Mgr. Alena Čížková

Postgraduální studentka biochemie a patobiochemie 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy Mgr. Alena Čížková zvítězila v kategorii Doctorandus, cena Nadačního fondu Česká hlava. Alena Čížková odhalila podstatu závažného onemocnění – poruchy tzv. mitochondriální ATP syntézy. To se velmi často vyskytuje v romské populaci a projevuje se řadou symptomů hned po narození – těžkým postižením mozku a srdce, fyzickými deformacemi různých částí těla a také různou úrovní mentálního postižení. Řada pacientů některým z projevů nemoci může podlehnout brzy po narození, jiní se s následky potýkají celý život. Alena Čížková objevila, že onemocnění způsobuje zmutovaný gen TMEM70, a otevřela tak možnost cílené diagnostiky již v prenatálním období a také dlouhou cestu k hledání možností léčby.

Alena Čížková využila různých metodických postupů technologie DNA čipů na objasnění molekulární podstaty vybraných dědičně podmíněných onemocnění, zejména poruch v jedné z buněčných organel – mitochondriích. DNA čipy slouží k analýze a vyhodnocení daného genetického vzorku.

Některé další nežádoucí mechanismy spojené s tímto defektem, které práce Aleny Čížkové pomohla objasnit, významně přispívají k rozvoji v oblasti klinické a laboratorní diagnostiky, genetického poradenství, prevence mitochondriálních onemocnění a bioenergetiky. O své práci informovala Alena Čížková i ve světově uznávaných odborných periodikách – BMC Genomics a Nature Genetics.

Mgr. Alena Čížková vystudovala Přírodovědeckou fakultu Univerzity Karlovy, obor molekulární biologie. Od roku 2004 je postgraduálním studentem v Ústavu dědičných metabolických poruch 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy. Současně od roku 2003 spolupracuje s Oddělením bioenergetiky Fyziologického ústavu Akademie věd ČR.

Gaudeamus, cena Poštovní spořitelny – Bc. Vladimír Soukup

Vladimír Soukup studuje zoologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. V oceněné práci "Oral morphogenesis in the Mexican axolotl: developmental origin of tooth germs in evolutionary contexts" se věnoval vývoji zubů.

Vývoj zubů byl z hlediska jejich embryonálního původu dlouho vědci považován za jednoznačně objasněnou záležitost, o to větší zájem práce Vladimíra Soukupa vzbudila. Pomocí metod experimentální embryologie se mu totiž podařilo prokázat, že zuby se mohou u živočichů vyvíjet nejen z vnější zárodečné vrstvy, tzv. ektodermu (jak se donedávna předpokládalo), ale překvapivě i z vnitřní zárodečné vrstvy, tzv. entodermu. Vývoj zubu tedy zřejmě nezávisí ani na jedné z těchto zárodečných vrstev, ale spíše na třetí embryonální tkáni, tzv. neurální liště. Jedná se o klíčovou buněčnou populaci, z níž se vyvíjí řada dalších tělních tkání, část nervové soustavy, chrupavky a kosti.

Data z tohoto základního výzkumu jsou klíčová hned z několika pohledů. Práce objasňuje vývojový a evoluční původ zubu. „Dnes, kdy vědci studují vývoj zubu především z pohledu regulačních molekulárně-genetických faktorů s možnou lékařskou aplikací vedoucí k tvorbě třetí generace lidských zubů, by nikdo nepředpokládal, že tak zásadní věc, jakou je jejich embryonální původ, nebyla dosud uspokojivě vyřešena. Přitom příspěvek entodermu může mít za následek, že se zuby budou vyvíjet pod vlivem jiných faktorů a tedy naprosto odlišným způsobem, než je doposud známo,“ říká Vladimír Soukup. Výsledky této práce mají tedy dalekosáhlé důsledky pro evolučně-vývojovou biologii zubu jakožto celku.

Vladimír Soukup se svými kolegy z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy spolupracoval na experimentech s Technickou univerzitou v Drážďanech.

Zvláštní cena Všeobecné zdravotní pojišťovny České republiky – MUDr. Radim Šrám, DrSc.

Odborná porota soutěže Česká hlava udělila Zvláštní cenu Všeobecné zdravotní pojišťovny MUDr. Radimovi Šrámovi, DrSc., a to za jeho dlouhodobý projekt hodnocení rizika vlivu znečištěného prostředí na zdravotní stav populace.

MUDr. Radim Šrám se od roku 1992 věnuje využití metod molekulární epidemiologie pro hodnocení vlivu znečištění ovzduší na zdravotní stav populace. Ve svém výzkumu se zaměřil především na prachové částice obsahující karcinogenní látky (polyaromatické uhlovodíky a další) a jejich působení na lidskou DNA. Unikátní práci vytvořil MUDr. Šrám při dlouhodobém studiu vlivu znečištění ovzduší na výsledky těhotenství v okresech Teplice a Prachatice. Zjistil, že znečištěné ovzduší může nepříznivě ovlivnit plod již v prvním měsíci těhotenství tak, že novorozenci mají nízkou porodní váhu a ve středním věku je u nich zvýšené riziko výskytu kardiovaskulárních chorob, hypertenze nebo diabetes. Vliv znečištěného ovzduší byl monitorován také v Praze, kdy se ho účastnili městští strážníci a řidiči autobusů Dopravního podniku. Měření prokázalo jednoznačný vztah mezi dlouhodobým pobytem sledovaných osob v ovzduší znečištěném polyaromatickými uhlovodíky a poškozením chromozomů, a také mezi výskytem jemných prachových částic a poškozením částí DNA. Výsledky podle MUDr. Šráma naznačují, že úroveň současného znečištění ovzduší bude u populace, která v něm žije, povede k vyššímu výskytu kardiovaskulárních onemocnění. Nový projekt bude prof. Šrám koordinovat v Ostravě, kde bude sledována dětská populace s cílem zjistit, jaký podíl na nemocnosti dýchacích cest u dětí má znečištěné ovzduší a jak významné je genetické poškození těmito vlivy u dětské i dospělé populace.

MUDr. Radim Šrám vystudoval lékařskou fakultu Univerzity Karlovy v Praze. Od poloviny šedesátých let až do roku 1982 byl vedoucím Laboratoře genetiky a Národní laboratoře pro genotoxicitu na Institutu hygieny a epidemiologie v Praze. Poté působil až do roku 1991 jako vedoucí oddělení biologické psychiatrie ve Výzkumném ústavu psychiatrickém. Od té doby pracuje na Ústavu experimentální medicíny Akademie věd, nejprve jako vedoucí Laboratoře genetické ekotoxikologie (společné pracoviště s Krajskou hygienickou stanicí Středočeského kraje), do roku 2007 jako vedoucí Laboratoře genetické ekotoxikologie (společné pracoviště se Zdravotním ústavem) a nyní jako vedoucí Oddělení genetické ekotoxikologie. Jako pedagog působil například v Centru pro otázky životního prostředí při Univerzitě Karlově, na Přírodovědecké fakultě UK nebo na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity, Fakultě životního prostředí UJEP v Ústí nad Labem.

Cena předsedy Rady pro výzkum a vývoj – prof. MUDr. Cyril Höschl, DrSc., FRSCPsych.

Česká hlava 2008, Cena předsedy Rady pro vědu a výzkum byla udělena prof. MUDr. Cyrilu Höschlovi, Dr.Sc., FRSCPsych.

Profesor Höschl patří k našim nejpřednějším psychiatrům. Aktivně se zasloužil o vymezení hranic oboru psychiatrie a především její destigmatizace v očích široké veřejnosti. Přispěla k tomu i jeho aktivní dlouhodobá popularizace psychiatrie i vědy jako takové v neodborných médiích – je autorem téměř sedmi stovek článků a statí v denním tisku a společenských časopisech. Již řadu let například spolupracuje s týdeníkem Reflex nebo Lidovými novinami či Mladou frontou Dnes. Podobně také vystupoval ve více než čtyřech stovkách rozhlasových relací na různých stanicích veřejnoprávního Českého rozhlasu (především ČRo 1 a ČRo 2 nebo ČRo 6) i na vybraných komerčních stanicích.

Vedle činnosti pedagogické, které se věnuje na 3. lékařské fakultě Univerzity Karlovy, je ředitelem Psychiatrického centra Praha a Centra neuropsychiatrických studií (klinické pracoviště 3. lékařské fakulty UK) v pražských Bohnicích. V roce 2007 byl zvolen prezidentem Asociace evropských psychiatrů.

autor