Mezinárodní konference Applied Natural Sciences 2019

Na konci září se sejdou na konferenci na Slovensku odborníci a budou se věnovat chemii, biologii, biotechnologii a informatice. Zájemci z řad vědců a především těch mladých jsou srdečně zváni k účasti. 

Ve dnech 25. – 27. září 2019 se bude konat 7. ročník mezinárodní vědecké konference Applied Natural Sciences 2019, který se uskuteční ve městě Tále na Slovensku. Organizátorem konference je Fakulta přírodních věd Univerzity sv. Cyrila a Metoděje v Trnavě.

Konference se orientuje převážně na doktorandy a mladé vědecké pracovníky. Všichni účastníci mají možnost předložit v rámci konference své odborné příspěvky, které budou publikovány ve speciálních vydáních vybraných časopisů, jako je například International Journal of Environmental Science and Technology.

Účastníci konference

Klíčová sympozia

Chemie a biomedicínská chemie
Symposium zahrnuje všechna odvětví čisté chemie (analytická, anorganická, fyzikální, organická). V letošním roce bude sekce rozšířena o biochemii, lékařskou a farmaceutickou chemii, která nabízí zajímavé diskuse o screeningu – léčbě zvláště náročných nemocí, biochemické farmakologii, enzymologii a o nových přístupech k objevování léčiv.

Biologie a molekulární biologie
Tradičními tématy této sekce jsou současné poznatky a metody biologické a biochemické analýzy, biologicky aktivní látky mikroorganismů a rostlin, biochemie a enzymologie, molekulární biologie a genetika, genomika, proteomika a bioinformatika. Tato sekce slibuje poutavou prezentaci technik a experimentů vědců.

Biotechnologie a environmentální technologie
Sympozium se zaměřuje na konvenční a moderní mikrobiální a biochemické technologie. Vytváří platformu pro prezentaci nedávných úspěchů a pokroku v technologii rekombinantní DNA a genetické modifikaci mikroorganismů a rostlin se zlepšenými vlastnostmi. Zvláštní pozornost bude věnována technologiím a přístupům (bio) sanace kontaminovaných prostředí. Témata zahrnují: modelování toxických prvků v půdně-rostlinných systémech; dopravu a přeměnu toxických a radioaktivních znečišťujících látek v životním prostředí; analýzu vody a atmosféry; analýzu půdy, pevných látek a odpadů; nukleární a elektro-analytické metody; monitorování životního prostředí.

Aplikovaná informatika
Toto sympózium je zaměřeno na teoretický a aplikovaný výzkum v oblasti aplikované a teoretické informatiky, distribuovaných a paralelních počítačů, počítačového zpracování jazyků, informačních a komunikačních systémů, internetu a multimédií, databázových systémů, softwarového designu a objektově orientovaného programování, vzdělávání a výuky a ostatní oblasti aplikované informatiky.

Mladí vědci
Konference poskytuje fórum pro mladé výzkumné pracovníky (především doktorandy a postdoktorandy) pracující v různých vědních oborech, včetně chemie, biologie, biotechnologie, fyziky a informatiky. Všichni budou mít možnost prezentovat svou práci v animovaných ústních nebo e‑posterových prezentacích. Studenti s nejlepšími prezentacemi a ti s nejlepšími e-postery budou oceněni. Konference podporuje interdisciplinární a mezinárodní komunikaci mezi mladými výzkumnými pracovníky s cílem usnadnit společný výzkum, vytváření sítí a přenos znalostí.

Návštěvy zahraničních expertů na UJEP

UJEP dlouhodobě aktivně spolupracuje se zahraničním. V rámci projektu STUVIN navštívilo ústeckou univerzitu hned několik zahraničních expertů. Pro Univerzitu to bylo velkým přínosem, protože díky tomu měli jak pracovníci, tak studenti i veřejnost možnost pro vzájemná setkání a diskuse na různorodá témata. Zároveň jsou tak sdíleny zkušenosti, které jsou zúročeny při tvorbě nových studijních oborů.

Během řešení projektu STUVIN, jež je koordinován z Fakulty životního prostředí, bylo zprostředkováno mnoho stáží pracovníků FŽP a PŘF a zároveň na UJEP přijeli velmi zajímaví a ve svých oborech významní hosté. Přinášíme přehled těch nejzajímavějších návštěvníků.

Mezi tyto experty patří:

Dr. CAMPBELL G. FLEMING působí v EnviroCentre ve Velké Británii (navštívil UJEP v listopadu roku 2017)

  • výkonný ředitel společnosti EnviroCentre
  • zkušenosti v oboru minerálů, environmentálního poradenství a čtyřletého výzkumu v oblasti hydrogeologie; zkušenosti v oblasti hydrogeologického hodnocení, od výpočtového hydrogeologického modelování a hodnocení až po praktické projektové šetření
  • jeho návštěva proběhla v rámci přípravy programu Obnovy krajiny
  • přednášel pro české studenty a studenty Erasmu i veřejnost na téma revitalizace krajiny a vodních toků

prof. LAWRENCE C. DAVIS působí v Kansas State University, USA (navštívil UJEP v listopadu roku 2017)

  • expert v oboru fytoremediací, environmentálních fytotechnologií, rostlinné biochemie, molekulární biologie, rostlinné bioremediace, fixace dusíku a vědeckého vzdělávání
  • návštěva v rámci přípravy programu Environmentální chemie a technologie
  • přednášel zde pro akademiky i studenty na téma fytomediací s využitím energetických plodin

Profesor Davis na UJEPu.

MARCELA BILEK, PhD, MBA působí na The University of Sydney v Austrálii (navštívila UJEP v prosinci roku 2017)

  • vedoucí výzkumné skupiny Aplikované a plazmatické fyziky
  • zkoumá fyziku materiálů, ukládání a zpracování plazmatu, materiály s tenkými vrstvami, vakuové zasklení, obnovitelné a udržitelné energie a vede mezioborový výzkum v oblastech biointerfaces a medicíny
  • navštívila univerzitu v rámci přípravy programu Aplikovaná fyzika materiálů

prof. LUDVIK MARTINU, PEng., PhD působí v Polytechnique Montréal v Kanadě (navštívil UJEP v prosinci roku 2017)

  • ředitel výzkumné skupiny Thin-Film Physics and Technology Research Group
  • výzkum provádí především ve strojírenství povrchů a tenkých vrstev (optické, mechanické, tribologické a elektrické vlastnosti)
  • odborné znalosti v oblasti nátěrů (optických, ochranných a multifunkčních), inteligentních materiálů, optických filtrů (návrh a výroba) a povlaků na plastových podkladech
  • navštívil univerzitu v rámci přípravy programu Aplikovaná fyzika materiálů

prof. STEVEN S. RIPP působí na University of Tennessee v USA (navštívil UJEP v dubnu roku 2018)

  • expert na konstrukci a využití tzv. bioreportérů – geneticky modifikovaných buněk, které jsou schopné reagovat na přítomnost vnějších faktorů produkcí snadno měřitelného signálu (např. bioluminiscence nebo fluorescence)
  • návštěva v rámci přípravy programu Environmentální chemie a technologie
  • v dubnu 2018 se zúčastnil semináře Academic Writing pořádaného Univerzitou J. E. Purkyně

Profesor Ripp při diskuzi na semináři Academic Writing.

Pro každého z těchto zahraničních kapacit byl připraven program na celou dobu jejich pobytu. Byla jim představena Univerzita a měli možnost prohlédnout si například specializované laboratoře. Každý z těchto expertů přinesl na půdu školy své znalosti a zkušenosti, o kterých zde přednášeli a diskutovali. S každým z nich byla vedena konzultace na témata, jako je například porovnání aktuálního stavu přípravy programů s ohledem na průběh výuky v zahraničních institucích, výměna informací o principech doktorských studií a jejich financování nebo konzultace zkušeností se vzděláváním doktorandů na zahraničních institucích.

Mezi domácí instituce návštěvníků patří:

  • EnviroCentre, Velká Británie – společnost zaměřená na environmentálně orientované poradenství; zabývá se provozem a vývojem lodních přístavů, vývojem a dodávkami energií, ochranou životního prostředí a dodržováním předpisů, a s tím souvisejícími stavebními činnostmi
  • Kansas State University, USA – komplexní výzkumná grantová instituce, založena v roce 1863
  • The University of Sydney, Austrálie – australská univerzita založena v roce 1850, její výzkumné týmy pracují na vytváření čistších paliv, rychlejšího internetu, léčby chronických onemocnění a udržitelnějších způsobů života
  • Polytechnique Montréal, Kanada – je vlajkovou lodí strojírenství v Québecu, jedna z předních kanadských institucí v oblasti strojírenství a výzkumu, založena roku 1873
  • University of Tennessee, USA – je vlajkovou lodí grantových univerzit v Tennessee, veřejná výzkumná instituce, založena v roce 1794

Mezinárodní návštěvy, jak zahraničních expertů na půdě naší univerzity, tak stáže našich pracovníků na půdě zahraničních univerzit, jsou přínosné jak k získávání informací, tak k budování dobrých vztahů. Přispívá to k rozvíjení spolupráce Univerzity J. E. Purkyně se zahraničními univerzitami, což má ve výsledku pozitivní vliv jak na zkvalitňování studijních oborů, tak na rozvoj kvalifikace univerzitních pracovníků, což se vše zúročí v úrovni výuky a schopnosti dosahovat stále zajímavějších výsledků na poli vědy tak na poli spolupráce firmami a dalšími institucemi.

Projekt STUVIN (Studium, výzkum a inovace) má několik ambiciózních úkolů spočívajících v přípravě doktorských programů, a to vytvořit dva nové studijní programy a rozšířit dva stávající. Vedle toho je řešen komplementární projekt INVUST (Rozvoj přístrojového vybavení pro přírodovědné a technické doktorské programy) zajistí nezbytnou infrastrukturu a přístrojové vybavení laboratoří, díky kterým se výzkumné kapacity zkvalitní, rozšíří a bude tak možno dostát cílů STUVINU.

Nanovlákenné struktury pro medicínské aplikace

Tenká jako tisícina lidského vlasu, taková jsou nanovlákna. Zmínky o nanovlákenných materiálech, vrstvách a membránách se v posledních letech postupně objevovaly stále častěji a dnes se již jedná o oblíbenou technologii poutající značnou pozornost. To má ovšem velmi dobrý důvod…

Obr. 1: Nanovlákenná struktura (průměry vláken ∼ 600 nm)

Nanovlákenné materiály jsou v myslích lidí spojeny především s filtrací a v dnešní době se  pravděpodobně jedná o hlavní z řady perspektivních aplikací této technologie. Za výjimečné filtrační schopnosti vděčí nanovlákenné vrstvy především své jedinečné struktuře. Ta díky systému pórů mezi jednotlivými nanovlákny tvoří velmi jemnou síť, která mechanicky filtruje i drobné částice s rozměry menšími než jeden mikrometr, navíc při zachování relativně vysoké prodyšnosti materiálu. Nanovlákna lze také modifikovat a docílit tak vázání těžkých kovů či jiných škodlivých látek, které chceme z filtrovaného média odstranit. Při vhodné kombinaci materiálů a jejich správné modifikaci tak mohou být nanovlákenné struktury ideálním kandidátem pro poslední fázi filtračního procesu vody či vzduchu a přispět tak k řešení jednoho z aktuálních globálních problémů lidstva.

Zmiňované vlastnosti lze však využít také jinak. Jemnými nanovlákennými materiály neprojdou vlivem svých rozměrů ani mikroorganismy. Nanovlákenné membrány tak mohou tvořit klíčovou složku třeba ústních roušek. Připočteme-li skutečnost, že nanovlákna dokážeme vyrobit i z přírodních polymerů, jež propůjčují strukturám své unikátní vlastnosti, získáme ideální materiál i pro další medicínské aplikace. Například nanovlákenné obvazy z chitosanu brání průniku mikroorganismů, zachycené mikroby aktivně usmrcují, podporují hojení rány a umožňují jí “dýchat” při zachování sterilních podmínek.

Obr. 2: Buněčná kultura rostoucí na nanovlákenném substrátu (vitálně barvené buňky)

Další z řady biomedicínských aplikací je využití nanovlákenných materiálů jakožto substrátů při buněčných kultivacích. Morfologie nanovlákenných struktur je podobná mezibuněčné hmotě (tzv. extracelulární matrix – ECM), která uvnitř těl živočichů poskytuje rostoucím buňkám strukturní a biochemickou podporu. Pomocí vhodných nanovlákenných vrstev tak lze docílit vyšší efektivity buněčných kultivací a vhodným designem substrátu též řídit charakter růstu kultur. Díky tomu jsou nanovlákenné struktury cenným nástrojem tkáňového inženýrství.

Obr. 3: Přístroj InoSPIN MINI pro tvorbu nanovláken od firmy InoCure s.r.o.

Nanovlákna jsou vytvářena pomocí tzv. elektrostatického zvlákňování (angl. “electrospinning”). Během tohoto procesu dochází k formování nanovláken z polymerního roztoku vlivem silného elektrostatického pole. Elektrostatické zvlákňování existuje v řadě variant. Například cestu efektivní průmyslové výrobě nanovlákenných materiálů otevřel až známý český patent NanospiderTM. Mimo výzkumné infrastruktury umožňující kompletní fyzikálně-chemickou i biologickou analýzu vzorků disponuje Univerzita J. E. Purkyně též plně vybavenou laboratoří elektrostatického zvlákňování.

Kontakty:
Mgr. Jan Malý, Ph.D., jan.maly@ujep.cz, PřF UJEP – KBI
Mgr. David Poustka, davidpoustka@seznam.cz, PřF UJEP – KBI

LIGMIG – nový projekt podpoří ve výzkumu mladé vědce

Tým složený z pracovníků a studentů FŽP a PřF uspěl ve výzvě Technologické agentury ČR v rámci programu ZÉTA na podporu aplikovaného výzkumu. Cílem programu je propojení akademické sféry a podniků a podpora mladých vědců do 35 let.

Tým pod vedením Dr. Hany Malinské, Ph.D. komisi zaujal plánem na optimalizaci procesu produkce energetické biomasy s ohledem na její chemické složení. Projekt navazuje na několikaletý výzkum pěstování energetické plodiny Miscanthus x giganteus na kontaminovaných a neúrodných půdách realizovaný na FŽP ve spolupráci s pracovníky dalších fakult.

Ilustrační foto: nádobový pokus s Miscanthus x giganteus na FŽP z předchozího výzkumu

Inovativní myšlenkou je to, že v novém projektu pod zkratkou LIGMIG (LIGnin MIscanthus x Giganteus) se nebudeme soustředit na optimalizaci podmínek pěstování (hnojení, závlaha, doba výsadby, sklizně apod.), ale na úpravu rostliny samotné. Vedle množství vyprodukované biomasy bude hlavním záměrem úprava poměru celulózy a ligninu jakožto hlavních složek biomasy ovlivňujících její vlastnosti a možnosti pro další zpracování. Zatímco pro přímé energetické využití (spalování) je žádoucí co nejvyšší podíl ligninu, při technologické přeměně např. na bioethanol nebo bioplyn je požadavek zcela opačný.

Ilustrační foto: autofluorescence řezu listem Miscanthus x giganteus

Miscanthus x giganteus je specifická rostlina, neboť se jedná o hybrid neschopný pohlavního rozmnožování pomocí semen. Rozmnožování tak probíhá pouze pomocí podzemních oddenků, kdy rostlina tvoří vlastní klony. To je výhoda pro životní prostředí, které není ohroženo invazivním šířením nepůvodního druhu, komplikuje to ale jinak zavedené postupy použitelné pro práci s rostlinami. Proto i navržený přístup k její „úpravě“ je specifický. Principem tzv. „plant primingu“ je aplikace vybraných stresových faktorů na mladou rostlinku. Očekávaným efektem je „otužení“ rostliny, která je pak odolnější proti dalšímu stresu, a zároveň její reakce změnou množství ligninu, který tvoří tvrdou dřevitou část biomasy. Dle předchozích zkušeností s jinými rostlinami může vést aplikace různých typů stresu (sucho, teplota, různé chemikálie aj.) k různým výsledkům. Protože požadavky různých průmyslových odvětví se liší, žádoucí je vytipovat vlivy vedoucí jak ke zvýšení, tak ke snížení množství ligninu. Máme na to jen dva roky a práce je před námi spoustu, tak nám držte palce!

Řez koncem listu, barvení fluoroglucinol-HCl, červeně lignifikovaný xylem

Řešitelský tým:

Hlavní řešitel: Mgr. Hana Malinská, Ph.D. (PřF)

Mentor: Doc. Ing. Josef Trögl, Ph.D. (FŽP)

Další členové týmu (studenti): Ing. Diana Nebeská (FŽP), Bc. Martin Vaněk (PřF), Barbora Severová (PřF), Ing. Jiří Štojdl (FŽP)

Partner (aplikační garant) firma Wekus spol s r.o. je provozovatelem bioplynové stanice zpracovávající biomasu a bude se podílet na ověření výsledků v reálných podmínkách.

HR Excellence in Research Award na UJEP

Naše univerzita splnila náročné podmínky Evropské komise a dne 3. 6. 2019 získala prestižní evropské ocenění „HR Excellence in Research Award“. Je tak teprve čtvrtou univerzitou v ČR, která získala tento certifikát kvality jako celek.

Pro UJEP představuje ocenění mezinárodní atraktivitu a viditelnost, propojení s celoevropskou sítí výzkumných organizací, zvýšení její atraktivity při oslovování vědeckých pracovníků ze zahraničí či zvýhodnění při získávání finančních prostředků na výzkum z evropských a tuzemských programů na podporu výzkumu.

Informace o procesu HRS4R, jeho realizaci na UJEP a Akčním plánu UJEP.

HR Award představuje pro jak pro začínající, tak pro zkušené výzkumníky záruku evropského standardu péče o zaměstnance, otevřenost a transparentnost výběrového řízení, rozvoj profesního růstu či vytvoření podmínek na přitažlivější kariéru v oblasti výzkumu a vývoje na UJEP.

Strategické řízení lidských zdrojů ve výzkumu (HRS4R) doporučuje Evropská komise již od roku 2005. Před dvěma lety se k tomuto procesu připojila také UJEP prostřednictvím projektu s názvem U21-Kvalitní výzkum a vývoj pro konkurenceschopnost v rámci Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání. Při řešení stěžejní klíčové aktivity byly vytvořeny strategické dokumenty, které pracují s principy Charty pro výzkumné pracovníky a Kodexu chování pro přijímání výzkumných pracovníků.

Získání ocenění HR Award považuji za mimořádný úspěch. Obdržení evropského certifikátu kvality v tak náročném procesu a do tak lukrativní společnosti si vysoce považuji. Uvědomuji si, že se jednalo o administrativně velice náročný proces, a děkuji všem zaměstnancům univerzity za skvěle odvedenou práci,“ uzavírá rektor UJEP doc. Martin Balej.

Zdroj informací: Tisková zpráva UJEP

Nová řešení starých problémů: Smart City v Brně

V rámci veletrhu URBIS SMART CITY FAIR dne 5. 6. 2019 se uskuteční seminář, na kterém se sejdou odborníci, vědci, zástupci vysokých škol a municipalit a budou usilovat o posun řešení problémů v konceptu Smart city. Heslem akce je: „posuňme společně obce a města správným směrem“. Všichni, kdo se o téma zajímají, jsou srdečně zváni. Účast na semináři je i vstupenkou na veletrh.

Organizátoři usilují o to, aby “smart” nebyla jen města, ale také vesnice, chtějí SMART ČESKO. To znamená hledat pro chronické i okamžité problémy, které obce a města mají, nová řešení – v dopravě, v zásobování pitnou vodou a nakládání s odpadními vodami a odpady, v energetických úsporách, ale také v chodu radnice a obecních rozpočtech, zdravotnických a sociálních službách nebo v tom, jak zajistit dobré školy pro děti v obci nebo ve městě. Nové recepty mohou připravit lidé z vysokých škol nebo jiných výzkumných pracovišť. Je jen třeba, aby si starostové a výzkumníci k sobě našli cestu. K tomu má seminář přispět.

Přijďte se inspirovat diskusí s odborníky, vědci a zástupci vysokých škol, kteří spolupracují s obcemi a městy.  Na seminář Smart City – najděme nová řešení starých  problémů za pomoci (nejen) odborníků z vysokých škol je možné se registrovat prostřednictvím tohoto registračního formuláře. Seminář je zdarma, po registraci obdrží registrovaní také kód k získání bezplatné vstupenky na veletrh URBIS SMART CITY FAIR.

Více informací o semináři a aktuálním programu najdete na webu Svazu měst a obcí České republiky (prozatímní pozvánku a přehled přednášejících zasílám v příloze).

Program semináře:

Ing. Rut Bízková
Jaké jsou výzvy současnosti – nové technologie dávají nové možnosti pro rozvoj České republiky ve prospěch jejích občanů

Ing. Jan Brabec
Energetické hospodářství a obce: Odpadní teplo jako příležitost k úsporám

RNDr. Jiří Schlanger
Chytrá řešení pro lidi

Bc. Roman Dostál
Jak vnímáme koncepce dopravy ve Smart City

Ing. Filip Hrůza, Ph.D.
Smart City jsou i o chytrém a aktivním finančním řízení

Ing. Filip Kučera
Behaviorální ekonomie pro města: jak se lépe rozhodovat a šetřit výdaje

Ing. Jan Macháč, Ph.D.
Zelená a modrá infrastruktura jako účinný nástroj v rámci Smart City konceptu

Mgr. Tomáš Vácha
Město jako živá laboratoř: Participativní design a pilotní projekty v městských inovacích

Video pozvánka

Smart region fórum Ústeckého kraje

Na konci roku 2017 byl vytvořen Koncepční dokument Smart Region Ústecký kraj. V tomto dokumentu si vzala Komise Smart region za cíl, aby města a kraje spolupracovaly na rozvoji Smart konceptů. Po více než roce působení pracovní skupiny jsou vytvářeny konkrétní dílčí koncepty, prováděny datové inventury. To vše směřuje k tomu, jak propojovat nejen data, ale také lidi, občany a návštěvníky Ústeckého kraje. Pro lepší rozvoj se rozhodli členové Komise uspořádat diskuzi s mnoha odborníky a jedním z nich byl i zástupce Univerzity Jana Evangelisty Purkyně.

Smart Region Fórum Ústeckého kraje, tak zněl název akce, jehož organizaci si vzal na starost Ústecký kraj. Událost se uskutečnila 25. dubna 2019 v Chomutově a byla složena ze tří částí. Jednou z nich byla konference Smart Region, která se zabývala koordinací konceptů Smart Region a Smart Cities. Druhou částí byla konference Smart Voda, která se zaměřila na řešení pro udržitelný rozvoj Ústeckého kraje a poslední částí byl veletrh Technodays. V rámci Technodays proběhla prezentace firem technických a řemeslných oborů.

Konferenci Smart Voda zahájil radní Ústeckého kraje Mgr. Ing. Miroslav Andrt a předsedkyně krajské tripartity a národní manažerka programu RE:START Gabriela Nekolová, DiS. Za Univerzitu Jana Evangelisty Purkyně zde vystoupil Ing. Jiří Louda, Ph.D., který představil zelenou a modrou infrastrukturu, ve které se konkrétně zaměřil na to, jak vrátit krajinu do měst a tím tak snížit teplotu ve městech. Nebyl však jediným odborníkem, který zde vystoupil.

Další odborníci:

 

Komise Smart region

SMART
SMART projekty

Toxicita látek a rybí embrya Danio Renio

Současný rozvoj technologií zabývajících se vývojem nových materiálů používaných v průmyslu či v biomedicinských aplikacích přináší potenciální riziko pro zdraví či životní prostředí. Na Přírodovědecké fakultě umíme testovat toxicitu látek související s vývojem organismu nebo životním prostředím prostřednictvím embryí Danio rerio.

Výsledky testů toxicity prováděných v podmínkách in vitro (na buněčných kulturách) nenesou potřebné informace o komplexním mechanismu toxického účinku testovaných látek, tudíž je často nezbytné přistoupit také k testování v podmínkách in vivo (na živých modelech). Běžně bývá toxicita nových materiálů a látek testována na hlodavcích. Nejvíce využívaným modelovým organismem je myš. Nicméně toxikologické testování savců je drahé, časově náročné a často vyvolává vážné etické otázky, je tedy nutné věnovat se alternativním modelům. Používání savců pro pokusy také nese velmi komplikovanou administrativu v rámci ochrany zvířat (Evropská směrnice 2010/63/EU). [1] Díky našemu chovu jedinců Danio rerio a potřebnému vybavení jsme na našem pracovišti schopni relativně levně, rychle a nezávisle testovat toxicitu nejrůznějších druhů látek a analyzovat, kromě účinků čistě toxických a mutagenních, také účinky teratogenní.

Embrya Danio rerio jsou stále častěji používána jako modelový organismus v biomedicíně a toxikologii. Podle zásad tří R (Replacement, Reduction and Refinement), jsou rybí embrya považována za náhradu nebo doplnění ostatních metod. Použití embryí Danio rerio poskytuje alternativní přístup k testování celého organismu, který umožňuje řešit systémovou toxicitu a komplexní mechanizmus (např. chování). Podle OECD TG 236 není FET test považován za experimentování na zvířatech. Podle již zmíněné směrnice EU pro ochranu zvířat, brzká životní stádia ryb, která jsou charakterizována nezávislým krmením, nespadají do regulačních rámců zabývajících se pokusy na zvířatech. I tento fakt činí z ryb Danio rerio účinný nástroj pro velmi efektivní testování toxicity široké škály materiálů a látek. Standardizovaný Fish Embryo Test (FET) využívající embrya Danio rerio je levná a časově velmi efektivní alternativa pro zhodnocení potenciální toxicity související s vývojem organismu nebo životním prostředím. Postup pro testování chemických látek byl optimalizován, standardizován a validován studií OECD (TG 236). [2]

 

Obrázek 1: Fotografie reprezentující letální a sub-letální znaky toxicity u embryí Danio rerio. Zaznamenávána byla koagulace vajíčka, otok perikardu, retardace a malformace. Embrya 48 hodin po expozici: (A) Kontrola; (B) Embryo vykazující deformaci hlavy, ocasu a otok perikardu; (C) Embryo vykazující těžké vývojové vady; (D) Koagulace embrya 

V průběhu FET testu je sledováno několik parametrů, ze kterých následně vyplývá závěr o toxicitě dané látky. Oplozená vajíčka jsou inkubována v podmínkách optimálních pro jejich vývoj. Po této inkubaci, kdy jsou vajíčka ve stádiu blastuly (velmi rané stádium mnohobuněčných organismů sestávající pouze z několika desítek buněk), jsou vložena do roztoků testované látky o několika různých koncentracích. Přímo v těchto látkách poté probíhají nejdůležitější momenty ontogeneze (embryonálního vývoje). Všechna embrya jsou sledována každých 24 hodin a pomocí binokulárního mikroskopu je detailně hodnocen jejich vývoj. Obrázek 2: Embrya 72 hodin po expozici: (E) Výrazný otok perikardu; (F) Deformace hlavy; (G) Těžký vývojový defekt; (H) Otok perikardu, nedostatečné oddělení ocasního pupenu. Černé šipky: deformace hlavy; Přerušované šipky: deformace ocasu; Bílé šipky: otok perikardu.  Měřítko: 500 μm.

Sledovanými znaky, prozrazujícími odklon od běžného vývoje je například otok perikardu (osrdečník), nesprávná tvorba somitů (zakládající se svalové svazky), nedostatečné oddělení ocasního pupenu od žloutkového vaku, celková vývojová retardace, tělesné malformace, koagulace oplozených vajec či neuspokojivý (arytmický, nedostatečný) srdeční tep. Pomocí invertovaného mikroskopu jsou také pořizovány po celou dobu experimentu. Z těchto snímků a také přímým pozorováním jedinců je možné analyzovat toxicitu látek s různými mechanismy účinku.

Kontakty:

Mgr. Jan Malý, Ph.D., jan.maly@ujep.cz, PřF UJEP   https://www.researchgate.net/profile/Jan_Maly3

Mgr. Michaela Liegertová, Ph.D., michaela.liegertova@gmail.com, PřF UJEP www.linkedin.com/in/michaelaliegertova

Mgr. Zuzana Nejedlá, nejedla.z@email.cz, PřF UJEP http://www.linkedin.com/in/zuzana-nejedlá-384002166/

Mgr. Regina Herma, hermaregina@gmail.com, PřF UJEP https://www.researchgate.net/profile/Regina_Herma https://www.linkedin.com/in/reginaherma/

Projekty MATEQ
MATEQ

Fytotechnologie FŽP na mezinárodní konferenci v Polsku

Úspěchy týmu MATEQ v oblasti výzkumu fytotechnologií byly diskutovány s odborníky z celé Evropy v březnu na konferenci v Polsku. Zaměstnanci a studenti FŽP se s kolegy podělili zejména o výsledky prvních třech let řešení mezinárodního projektu na obnovu a využití půdy  bývalých vojenských lokalit kontaminovaných těžkými kovy a o závěry z prvních terénních pokusů založených v ČR hned na třech lokalitách.

Obr. 1: Řez listem Miscanthus x giganteus

O tom, že výzkum fytoremediací s produkcí biomasy (fytotechnologií) na kontaminovaných a dalších marginálních půdách na UJEP je úspěšný, svědčí i fakt, že byli zástupci týmu v březnu 2019 pozváni na konferenci “Multiple benefits of biomass crops on marginal land” v polských Katowicích projektu MISCOMAR zabývajícího se obdobnou problematikou. Na konferenci se sešli přední odborníci ve výzkumu produkce energetických plodin na marginálních půdách společně se zástupci firem zabývajících se zpracováním biomasy. Téma je velmi aktuální vzhledem ke stále větší poptávce po energiích z obnovitelných zdrojů a současnému nedostatku kvalitní zemědělské půdy, která by měla být využívána primárně k produkci potravin.

Obr. 2: Diskutující prof. V. Pidlisnyuk

Na konferenci vystoupila prof. Pidlisnyuk s přednáškou shrnující výsledky projektu NATO za první tři roky řešení a současně se zúčastnila panelové diskuze na téma možností a budoucnosti produkce biomasy na marginálních půdách. Doktorandi D. Nebeská, J. Černý a H. Burdová a postdoc K. Pranaw v rámci posterové sekce představili formou krátkých prezentací nejnovější výsledky z terénních pokusů na lokalitách v České republice a na Ukrajině. Zároveň jsme měli možnost navštívit výzkumné plochy Institute for Ecology of Industrial Areas Katowice a odebrat vzorky pro další výzkum. Největším přínosem však byla výměna informací se zahraničními kolegy a zástupci firem, které jsou nezbytné pro úspěšné řešení projektů. Děkujeme organizátorce Dr. Martě Pogrzebě za pozvání!

Obr. 3: Doktorandi H. Burdová, D. Nebeská a J. Černý

Výzkum fytoremediací byl na FŽP započat s příchodem prof. Valentiny Pidlisnyuk v roce 2015 a stal se součástí tradičního výzkumu na fakultě v oblasti biotechnologií se zaměřením na odstraňování znečištění ze životního prostředí. Základem pro úspěšné řešení této problematiky bylo získání mezinárodního několikaletého grantu programu The NATO Science for Peace and SecurityNew Phytotechnology for Cleaning Contaminated Military Sites“. Cílem projektu je sestavení metodiky pro využití energetické plodiny Miscanthus x giganteus (ozdobnice obrovská) pro pěstování na lokalitách kontaminovaných vojenskou činností.

Obr. 4: Ozdobnice obrovská

Dílčími tématy projektu jsou:

  • optimalizace postupu pro dosažení co nejvyššího množství biomasy pro další využití (energetické nebo materiálové)
  • sledování fytoremediace těžkých kovů, ropných látek a dalších kontaminantů
  • hodnocení parametrů půdních mikrobních společenstev v průběhu fytoremediace
  • sledování fyziologických parametrů rostlin a úrovně stresu
  • ekonomické zhodnocení procesu a jeho různých variant

Obr. 5: Příprava sadby

Takto široká problematika vyžaduje spojení mnoha odborníků a specializací. UJEP není jediným řešitelem projektu. Partnery jsou Kansas State University (USA), National University of Life and the Environment (UA), National University “Lvivska Polytechnika” (UA) a Institute of Plant Biology and Biotechnology (KZ). Současně i složení řešitelského týmu na UJEP je velmi pestré. Kromě ředitelky projektu prof. Pidlisnyuk jsou to:

  • Doc. Ing. Josef Trögl, PhD (FŽP): fytoremediace, půdní mikrobiologie
  • Ing. Diana Nebeská (doktorandka FŽP): fytoremediace, půdní mikrobiologie
  • Mgr. Hana Malinská, PhD (PřF): fyziologie rostlin
  • Mgr. Bc. Jan Černý (doktorand FSE): ekonomické hodnocení, legislativní rámec

Obr. 6: Rhizomy (oddenky) kterými se miscanthus rozmnožuje

V průběhu let se podařilo získat další granty (TAČR, SGS UJEP, IGA UJEP) spojené s touto problematikou a rozšířit tým o důležité posily v podobě nových doktorandů (Ing. Hana Burdová) a studentů nižších forem studia (Bc. Martin Vaněk a Barbora Severová) i zahraničních mladých vědců (Karim Al Souki, PhD a Kumar Pranaw, PhD). Výzkum na vojenských lokalitách se tak mohl rozšířit na další marginální (postižené, neúrodné, nevhodné pro zemědělství) půdy a nová témata.

Obr. 7: Diana Nebeská

Projekty MATEQ
Výzkumné týmy MATEQ

Voda ve městech: Organica Water a my

Smart a voda? Čištění vody může vypadat různě, my se byli inspirovat tam, kde čistička nemusí být před obyvateli měst schovaná a může se stát platnou součástí rekreačních zón.

5. – 6. března 2019 se konala dvoudenní studijní návštěva v Budapešti, která byla organizována Svazem zakládání a údržby zeleně v rámci projektu „Smart and Green – On the Spot in Visegrad Cities“. Tento projekt je tematicky spřátelený projektu „Smart city – Smart region – Smart community“, do jehož řešení je zapojen také řešitelský tým z UJEP, za který se návštěvy zúčastnil Marek Hekrle.

Studijní návštěva se zaměřila na úspěšně realizované příklady chytrého nakládání s odpadní vodou a modrou a zelenou městskou infrastrukturou. Důležitým účelem návštěvy bylo také mezioborové čerpání podnětů a znalostí o chytrých technologiích a navázání mezinárodní spolupráce mezi účastníky z visegrádských zemí.

Obrázek 1: Exteriér ČOV Organica water. Budapešť.

První den byl věnován chytrému nakládání s odpadními vodami ve městě na příkladu společnosti Organica Water. Tato společnost vytvořila v Budapešti moderní čistírnu odpadních vod založenou na využívání přírodních procesů a čištění vody za využití kořenů rostlin a biofiltrů. Jedná se o inovativní a udržitelný přístup k čištění odpadů, který oproti tradičním ČOV má menší prostorové nároky, je využitelný lokálně a svojí podobou přináší možnost rekreačních a estetických užitků.

Obrázek 2: Interiér ČOV Organica water, Budapešť. Kořeny rostlin jsou využívány v procesu zachytávání odpadních látek.

Druhý den studijní návštěvy byl zaměřen na projekty společnosti The City and the River Association (VALYO), která se zaměřuje na kultivaci příbřežních zón a veřejného prostoru obecně v okolí Dunaje.

Obrázek 3: Jeden z příkladů projektu k oživení břehu Dunaje. Voda z městských lázní je přiváděna do Dunaje.

Marek: „V průběhu studijní návštěvy jsme si na zhlédnutých projektech ověřili, že tyto „SMART projekty“ mohou skutečně přinést pozitivní změny jak pro životní prostředí, tak pro jejich uživatele. Z diskusí s projektanty i ze zkušeností ostatních účastníků však jednoznačně vyplynulo, že důležitým faktorem k úspěšné realizaci a akceptaci jednotlivých SMART i přírodě blízkých opatření je nezbytné, aby do celého procesu byla kromě odpovědných autorit zahrnuta i odborná veřejnost, včetně např. architektů a designérů. Neméně důležité je správně zvolený způsob mediace a komunikace směrem k občanům.  Výrazným způsobem tak lze zvýšit kvalitu realizovaných projektů ale i dosáhnout vyšší míry jejich akceptace širokou veřejností. Nejenom tyto poznatky si kromě kontaktů na odborníky z Maďarska, Polska a Slovenska odnášíme pro naši další práci.“

Obrázek 4: Ukázka experimentálního ochranného povrchu, který chrání kořeny stromů a je voděpropustný.

 

Projekty SMART
Výzkumný tým SMART
Smart city – Smart region – Smart community