Ve světě atomové a subatomové fyziky občas přicházejí do módy staré představy. Téměř sto let poté, co fyzikové ukázali, že elektrony se nepohybují po jednotlivých drahám kolem jádra atomu jako planety kolem Slunce, ale chovají se jako vlny, vstoupila původní představa znovu na scénu. Podle kvantové teorie elektron kolem atomu zaujímá oblast vymezenou elektronovým orbitem, který popisuje hustotu pravděpodobnosti výskytu elektronu. Výzkumníci však v dubnu 2004 donutili elektron, aby se pohyboval kolem atomového jádra jako planeta kolem Slunce po doby několika tisíc oběhů. Tento výsledek mimo jiné znamená, že lze přesně ovládat pohyb elektronu v atomu po libovolně dlouhou dobu. Tento úspěch zřejmě umožní vývoj technicky dokonalejších laserů.

V počátcích atomové teorie Ernest Rutherford a Niels Bohr navrhli model atomu, který zobrazoval elektrony jako částice obíhající po určitých drahách atomové jádro. Později však byl tento model vyvrácen, když fyzikové usoudili, že lepší smysl má popisovat elektron jako vlnu, která zaujímá kolem elektronu určitou oblast s určitou pravděpodobností. Přestože byl vlnový popis elektronu všeobecně přijat, někteří fyzikové byli nadále přesvědčeni, že elektron musí mít také částicovou povahu. Erwin Schrödinger, autor vlnové rovnice, která popisuje elektronové orbity, odvodil kombinaci vln pohybující se jako částice. Jiní fyzikové však tvrdili, že jde pouze o umělou situaci, která v reálných atomech nemůže nikdy nastat.

V dubnu 2004 Haruka Maeda a Thomas Gallagher z Univerzity ve Virginii v Charlotesvilleu ukázali, že Erwin Schrödinger měl pravdu. Manipulací s atomem lze elektron donutit, aby se kolem atomového jádra pohyboval jako částice. Nejprve soustava laserů ozařovala atom lithia tak, aby jeho vnější elektron získal velmi vysokou energii. Pak působili na atom pulsujícím mikovlnným polem tak, aby pole resonovalo s pohybem elektronu. Resonance donutila elektron se pohybovat po dráze se stejnou frekvencí, jakou mělo mikrovlnné pole. Elektron oběhl jádro atomu po elipse 15000 krát, než výzkumníci experiment ukončili. Svůj výsledek publikovali 2. dubna 2004 ve Physical Review Letters.

Předchozí podobné experimenty dosáhly je několika desítek oběhů elektronu kolem atomu. Dominique Delande z Univerzity Pierra a Marie Curie v Paříži je přesvědčen, že není pochyb tom, co výzkumníci pozorovali. Ovládání elektronů mikrovlnami umožní zkonstruovat lasery s velmi čistým světlem určité frekvence.

Čistokrevné kočky mají zřejmě delší historii, než se doposud myslelo. V dubnu 2004 byl oznámen objev kostry kočky na severním Kypru. Tento objev posunul stáří kočky jako průvodce člověka o více než 5000 let. Úplná kostra kočky byla nalezena v hrobě člověka starém 9500 let.

Kolem krku kočky byl nalezen zvonek, který je důkazem, že kočka měla zvláštní postavení v životech tehdejších lidí, tvrdí zooarcheologička Melinda Zeder ze Smithsonova národního muzea přírodní historie ve Washingtonu D.C., která se na výzkumu také podílela. Až dosud nejstarší důkazy kočky jako průvodce člověka pocházely z Egypta ze starověkých kreseb o stáří asi 4000 let.

V 90. letech 20. století archeolog z Muzea přírodní historie v Paříži Jean-Denmis Vigne se svými kolegy analyzoval zvířecí kosti z archeologických vykopávek v městě zvaném Shillourokambos na Kypru. Toto místo podalo podrobný důkaz prvního osídlení ostrova, neolitických zemědělců, kteří na ostrov přišli zřejmě z Turecka před asi 10 tisíci lety. Během let Vigne a další nalezli kosterní zbytky psů, krávy, hus, ovce, lišek, prasat a jelena.

Vigne také nalezl kosti koček, avšak neměl důkazy, že kočka měla nějakou souvislost s lidmi. V roce 2001 jeho kolega pracoval na 9500 let starém hrobě asi třicetiletého muže, kde nalezl také kosterní pozůstatky kočky. Oba kosterní pozůstatky byly nalezeny asi půl metru od sebe ve stejné hloubce a stejném sedimentu a ve stejném stupni rozkladu kostí. Tento objev prokázal, že člověk a kočka byli pohřbeni společně. Objev byl publikován 9. dubna v časopise Science.

Kostra kočky byla nalezena v poloze, která naznačovala, že zvíře bylo úmyslně pohřbeno s člověkem. Zřejmě šlo o domácí zvíře, protože v hrobech lidí se nacházejí pouze jednotlivé kosti divokých zvířat. Pokud je tato interpretace nálezu správná, pak domestikace koček proběhla asi o 3000 let později než psů.

Tvrzení, že nízkokalorická dieta žen omezuje riziko rakoviny prsu, je často uváděna v populárních knihách o prevenci rakoviny. Avšak krátký a náhlý nedostatek jídla může působit přesně opačně, jak prokázala nová studie. Podle této studie byl zjištěn vyšší podíl rakoviny prsu u dánských žen, které byly během druhé světové války vystaveny několik měsíců dlouhému hladomoru.

Když se spojenecké síly na podzim roku 1944 pokusily přiblížit konec války postupem k mostu přes řeku Rýn u Arnhemu v Holandsku, německá okupační správa uvalila potravinové embargo na Dánsko. Asi šest měsíců lidé v Dánsku hladověli. Průměrný příjem potravin u dospělých lidí prudce poklesl z 1500 na 700 kilokalorií denně. Nedostatek potravin skončil až osvobozením Holandska 5. května 1945.

Aby epidemiolog Sjörd Elias a jeho kolegové ze Střediska pro zdravotní vědy a primární péči v Utrechtu zjistili, zda hladomor měl nějaký vliv na výskyt rakoviny prsu, analyzovali data výskytu rakoviny prsu získaná od roku 1974. V letech 1983 až 1986 jako součást výzkumné studie skupina 15396 lidí, kteří žili v Dánsku během hladomoru, vyplnila podrobný dotazník. Z jejich odpovědí Eliasova skupina vypočetla "skóre hladomoru" jako odhad stupně podvýživy každého účastníka studie. Pak náhodně vybrali 2352 žen a zkoumali jejich zdravotní stav v různých registrech výskytu rakoviny.

Výzkum prokázal, že dánské ženy, které byly nejvíce postiženy hladem, měly 1,5 krát vyšší riziko rakoviny prsu. Až 2 krát vyšší rakoviny prsu měly ženy, které v době hladomoru byly ve věku 2 až 9 let. Výzkumníci proto usuzují, že dočasný nedostatek jídla následovaný plnohodnotnou stravou může u mladých dívek trvale narušit rovnováhu hormonů, jako jsou insulinu podobný růstový faktor I a pohlavní hormony, které souvisejí s rakovinou prsu. Výsledky byly publikovány 7. dubna 2004 v časopise Národního ústavu pro rakovinu.

Tento překvapivý výsledek mimo jiné znamená, že badatelé by se měli s otevřenou myslí zabývat problémem nedostatku potravy a rizika rakoviny.

Po více než 30 let vědci zkoumají, jakým způsobem ústřice a ostatní měkkýši vytvářejí své vápenité schránky. Nové výzkumy prokázaly, že ústřice vytvářejí své vápenité schránky ze zcela překvapivého zdroje, z krevních buněk.

Podle běžných představ ústřice vytvářejí své schránky sekrecí želatinové směsi organických molekul ze svého pláště, vrstvy kožních buněk, které se nacházejí bezprostředně pod schránkou. Tento gel obsahuje drobné krystalky uhličitanu vápenatého, které se spojují do podoby vápenité schránky. Výzkumníci pod vedením zoologa Andrewa Mounta z Clemsonovy Univerzity v Jižní Karolině zkoumali tkáň ústřice pod mikroskopem a zjistili, že schránka vzniká z jiného zdroje. Objevili krystalky uhličitanu vápenatého uvnitř pohyblivých, amorfních krevních buněk v těle ústřice [Crassostrea virginica]. Krystalky odrážejí charakteristickým způsobem světlo, což umožnilo rozlišit krevní buňky, které byly jejich nositelem a které nikoliv.

Aby výzkumníci prokázali, že krevní buňky skutečně dopravují krystalky uhličitanu vápenatého na místo tvorby schránky, udělali do schránky ústřice zářez, aby vyvolali její obnovu. Po 48 hodinách zjistili v místě tvorby schránky asi 10 procentní vzrůst množství krevních buněk obsahujících krystalky. Bližší pozorování rastrovacím elektronovým mikroskopem ukázalo, že krevní buňky nesoucí krystalky se shlukovaly kolem poškozeného místa. Zpráva o tomto výsledku byla publikována 9. dubna 2004 v časopise Science. Výzkumníci se domnívají, že stejný mechanismus tvorby vápenité schránky působí u všech měkkýšů včetně ústřic, šneků a škeblí.

Odhalení role krevních buněk při tvorbě schránky je důležitým objevem, tvrdí biolog Dave Brushek z Rutgersovy univerzity v New Jersey. Protože krevní buňky také souvisejí s imunitní reakcí organismu, tento objev může změnit přístup ke studiu odolnosti ústřic vůči různým onemocněním. Výsledek však může mít také praktický význam, například pro producenty pravých perel.

Téměř deset let trvající výzkum mezinárodního vědeckého týmu vyvrcholil objevem nových dvou genů souvisejících s astmatem. Genetikové dosud nevědí, jakou roli tyto geny hrají. Astmatem trpí jen ve Spojených státech amerických asi 16 miliónů lidí. Vědci tvrdí, že jejich práce odhalí nejdůležitější genetické souvislosti této nemoci.

Existují ještě další tři geny, které souvisejí s náchylností k astmatu, avšak slaběji. První stopy vedoucí k těmto genům se objevily v polovině 90. let 20. století, když molekulární genetik Juba Kere z Univerzity v Helsinkách a jeho kolegové objevili souvislost se zvýšenou náchylností k asmatu a velkým chromosomem 7, který obsahuje asi 20 miliónů bází DNA. Juba Kere, jeho kolega Tarja Laitinen a další odebrali zhruba 900 vzorků krve zdravých a nemocných členů rodin postižených astmatem. Vybraní Finové byli pro tento výzkum ideální skupinou, protože jsou geograficky izolováni od ostatních národů a geneticky jsou značně jednotní. Genetické rozšíření astmatu v takové populaci lze lépe studovat než v různorodých populacích.

Nové geny byly nejprve hledány pomocí delších sekvencí DNA označovaných jako haplotypy, které mohou představovat genetickou dispozici k určitému onemocnění. Juba Kere, který nyní působí v Karolinska Institute ve Stockholmu ve Švédsku, se svým týmem objevil sedm haplotypů v chromosomu 7. Tři z těchto haplotypů se vyskytovaly u více než poloviny astmatických pacientů a pouze u třetiny zdravých pacientů. Tento výsledek byl publikován 9. dubna 2004 v časopise Science.

Juba Kere dále spolupracoval s Thomasem Hudsonem, odborníkem na haplotypy z McGillovy univerzity v Montrealu v Kanadě, aby prokázal, že nalezené haplotypy nejsou omezeny pouze na finskou populaci. Thomas Hudson a jeho tým odebrali asi 400 vzorků DNA od astmatických pacientů a zdravých lidí v Quebecu. Hlubší analýza prokázala, že nalezené tři haplotypy se vyskytují u poloviny nemocných astmatem v Quebecu. Výskyt těchto haplotypů v genomu zvyšuje riziko onemocnění astmatem asi 2,5 krát.

Porovnáním těchto haplotypů Juba Kere a jeho tým odhalili dva geny s mutacemi, které odpovídají rizikovým haplotypům. Jeden z nalezených genů nekóduje žádný protein a vědci dosud neznají jeho význam. Avšak druhý gen, označovaný jako GPRA, vytváří tzv. proteinově vázaný receptor G, který náleží ke třídě molekul používaných jako receptory určitých léčiv. Zřejmě díky tomu bude možno vyvinou účinná léčiva působící přímo na tento receptor.

Odkazy:

[X0]  Science Now.

[X1] Kim Krieger: Old Electron Model Resurrected. Science Now. 7 April 2004.

[X2] Elizabeth Pennisi: Early Origin for the Purrfect Pet. Science Now. 8 April 2004.

[X3] Erica Goldman: Brief Famine May Boost Cancer Risk. Science Now. 9 April 2004.

[X4] Megan Mansell Williams: Blood Cells Build Seashells. Science Now. 9 April 2004.

[X5] Jennifer Couzin: The Genetics of Wheezing. Science Now. 8 April 2004.

[N1] Americká asociace pro rozvoj vědy, AAAS. Natura 12/1998.