Den otevřených dveří pro školy (Týden Akademie věd)

I v letošním roce jsme pro listopadový Týden Akademie věd (dříve Týden vědy a techniky) připravili Den otevřených dveří pro školy, který proběhne ve čtvrtek 4. listopadu 2021 od 9 do 16 hodin.

(Pokud vás zajímají další akce Týdne Akademie věd v našem ústavu, podívejte se prosím sem.)

Exkurze a přednášky jsou určeny pro studenty od 13 let (od 8. třídy ZŠ) a trvají cca 30 min.

Z bezpečnostních a praktických důvodů se jednotlivých exkurzí může zúčastnit maximálně 13 osob. Pokud plánujete přivést větší počet studentů, musíte je rozdělit do více skupin a pro každou skupinu zvlášť rezervovat vlastní program (jednotlivé exkurze se například mohou mezi skupinami střídat, takže všichni navštíví tentýž program, pouze v jiném pořadí).

Zvažte počet exkurzí, na které se přihlašujete. Vzhledem k tomu, že mezi jednotlivými prezentacemi není žádná přestávka a zpravidla při nich není možné sedět, neměli byste si rezervovat více než 3 exkurze v řadě. Mezi exkurzemi si můžete naplánovat přestávku, kterou můžete strávit v naší šatně nebo v parku před budovou.

• Učitelé mohou své třídy registrovat zde.

Jak poznáte, které bobule jsou zralé a které raději nejíst? Jak na dálku rozeznáte muchomůrku od hřibu? Je to dáno tím, že vidíme barvy. I vědci používají světlo a barvy k vědeckým objevům. V laboratoři Petra Bouře uvidíte chytré chemické sloučeniny, které mění barvu, aby nám ukázaly, co se děje na molekulární úrovni.

Molekula DNA v sobě nese veškeré informace potřebné k tomu, aby mohlo fungovat všechno živé od jednobuněčných organismů až po člověka. Jak ale taková DNA vlastně vypadá a z čeho se skládá? A jak vypadá v prostoru? Přijďte se doslova ponořit do struktury DNA a odhalte s námi taje této známé dvoušroubovice.

Může chemie tikat a kmitat? Může, ukážeme si jak. Může chemie svítit? Může, ukážeme si jak. Může chemie hořet? Každý ví, že může, ale na kolik různých způsobů se nám to povede? A to není všechno. Chemie může předvádět i spoustu dalších kouzel, jak sami uvidíte. 

Každý si umí představit, jak vypadají kuchyňské váhy; umíme odvážit 1 kg mouky nebo 100 g cukru. Jak se ale váží molekuly? Kolik váží ibuprofen a kolik hemoglobin? K takovému vážení používáme přístroje, které se jmenují hmotnostní spektrometry. V laboratoři Hmotnostní spektrometrie vám tyto přístroje ukážeme a vysvětlíme, na jakém principu vážení probíhá. Společně si „zvážíme“ několik sloučenin a podíváme se, jak vypadá hmotnostní spektrum a co z něj můžeme vyčíst.

Vysvětlíme vám, co nám napovídá absorpce světla v ultrafialové, viditelné a infračervené oblasti o pozorované látce. Uvidíte přípravu vzorků a předvedeme vám jednotlivé metody měření.

Poznáte, zda a jak se z křivé čáry, tzv. spektra, dá určit chemická struktura látky nebo tvar biomolekuly, např. proteinu nebo DNA?

Laboratoř Michaela Mareše se zabývá enzymy, které potřebují parazité pro trávení lidské krve. Cílem práce vědkyň a vědců je zjistit, jak tyto enzymy fungují, a připravit účinné molekuly, které blokují jejich funkci a mohou být využity jako antiparazitární léčiva. Vědci studují jednak evropská klíšťata přenášející boreliózu a encefalitidu, jednak tropické krevničky způsobující bilharziózu u 200 milionů lidí.

Pro viry jsou buňky velké asi jako domy z pohledu člověka. Stejně jako lidé mohou do domů vstoupit a opravit je zevnitř, pomocí nanočástic velikosti virů je možné do buněk nejen proniknout a označit je, ale také léčit a případně účinně zabíjet. Na příkladu nanoarchitektur založených převážně na zlatě a diamantu a vyvinutých v laboratoři Petra Cíglera si ukážeme, jak by mohla v budoucnosti vypadat diagnostika některých chorob a léčba rakoviny.

Když se řekne „magnetická rezonance“, možná si vybavíme zařízení, které používají lékaři k zobrazování lidského těla při odhalování nejrůznějších neduhů. Stejná metoda ale s úspěchem slouží i chemikům při odhalování struktury neznámé látky, tedy toho, jak jsou jednotlivé atomy spojeny vazbami a jaké je jejich prostorové uspořádání. V laboratoři nukleární magnetické rezonance (NMR) a elektronové paramagnetické rezonance (EPR) vám vysvětlíme, jak lze magnetických vlastností jader a elektronů využít právě při zkoumání struktury látek.

Ukážeme vám zařízení, které se při takových měřeních využívá – silný supravodivý magnet, jehož magnetické pole je stotisíckrát větší než magnetické pole Země. Do nitra takového magnetu se také podíváme, abychom zjistili, z jakých částí se skládá. Vysvětlíme vám, jak s námi molekuly pomocí magnetického pole komunikují a co nám jsou ochotné ze své struktury prozradit.

Peptidy, které se účastní regulace příjmu potravy, ovlivňují energetickou rovnováhu celého organismu. Některé z nich snižují příjem potravy („vypínají hlad“) a zlepšují glukózovou toleranci. Takové látky by mohly být potenciálními léky při obezitě a diabetu. V laboratoři Lenky Maletínské testujeme stabilní analogy těchto peptidů a snažíme se najít mechanismus jejich účinku na buňkách a na modelech obezity u myší a potkanů. Zkoumáme, co dělají s tukovou tkání i s centrálním nervovým systémem.

Geny zapsané v naší DNA rozhodují o zdraví a nemoci nebo dokonce životě a smrti. Proto řetízek čtyř písmen v podobě deoxyribonukleové kyseliny přitahuje každého, kdo se o živém světě v nás a kolem nás chce něco dozvědět. Ukážeme vám, jak s pomocí jednoduchého vybavení můžeme DNA získat a dále s ní pracovat. Také si ukážeme, že písmena DNA dokážeme nejen číst, ale také přeskupit, smazat nebo dokonce úplně přepsat. Povíme si, jak mohou být takové změny lidstvu užitečné, ale i nebezpečné.

Představíme vám nejnebezpečnější viry minulosti a současnosti a povíme o tom, jak zabezpečit laboratoř a personál při práci s těmito viry. Ukážeme vám video z laboratoře s vysokým stupněm biologického zabezpečení, kde hledáme a testujeme slibné léky na řadu nebezpečných nemocí způsobených viry.

Jak vlastně vypadá práce v laboratoři organické syntézy, kde se složitě připravují různé nové látky, třeba pro léčbu nemocí? Co k tomu vědci potřebují, jak syntéza probíhá a na co vše musí dávat pozor, aby nedošlo k nějakému neštěstí?“

Když se mluví o steroidech, představíme se asi obrovského svalovce. A také nejspíš víme, že steroid známý jako cholesterol je ten největší ďábel a zabiják. Ve skupině Neurosteroidů si povíme, že steroidy umí být i „hodné a léčivé“. Vysvětlíme vám, jak steroidy působí v lidském těle a jak steroidní sloučeniny fungují při stresu, učení, agresi, strachu nebo spánku. Také si popíšeme, jakými metodami se tyto vlivy studují.

Jak využívá buňka své základní mechanismy k boji proti infekčním onemocněním? Molekuly RNA plní v buňce mnoho důležitých rolí. Tou nejznámější je přenos genetické informace z DNA do té části buňky, ve které dochází k syntéze bílkovin. Fungují tedy jako pomyslný recept z obrovské kuchařské DNA knihy. Tyto přírodní molekuly je ale možné snadno připravit i za laboratorních podmínek. Díky tomu, že RNA je tělu vlastní a je možné do ní zapsat vhodný recept na syntézu jakékoli bílkoviny, představuje velikou naději pro vývoj šetrných a účinných vakcín nové generace. Přijďte se o těchto zajímavých molekulách dozvědět více do laboratoře Hany Cahové.

K tomu, abychom zjistili, co vlastně máme ve vzorku, používáme různé chemické reakce a fyzikální interakce. Když hmotu vybudíme („nakopneme“), ať už za studena rentgenovým zářením, nebo za teploty srovnatelné s teplotou na povrchu hvězd pomocí indukčního ohřevu, vysílá charakteristické záření, ve kterém je zakódována informace o přítomnosti a množství jednotlivých prvků. Přijďte porozumět jednomu z jazyků vesmíru, který překládáme v Analytické laboratoři.

Srozumitelnou interaktivní formou vám představíme vývoj tzv. protinádorových nukleosidů. To jsou látky, které mohou proti nádorům bojovat tak, že připomínají stavební součástky DNA. Ukážeme vám několik experimentů ze všedního dne organického chemika a některé z nich si budete moci také sami vyzkoušet.