Během loňského ročníku Czech Space Weeku měla veřejnost vůbec poprvé možnost poznat třináct českých vědeckých experimentů. Všechny vznikají v rámci příprav národní mise Aleše Svobody na Mezinárodní kosmickou stanici. Novináři tehdy získali detailní a velmi hodnotné informace o jednotlivých projektech. Právě z těchto podkladů vychází seriál Experimenty pro Aleše Svobodu na ISS. Každý týden vychází nový díl zaměřený vždy na jeden konkrétní experiment. Texty nesou můj podpis, nejde však o autorské články v pravém smyslu slova. Základem jsou oficiální tiskové materiály, které prošly jazykovou a stylistickou úpravou, aby byly čtivější. Jednotlivé díly jsou publikovány v abecedním pořadí. Jedenáctý díl seriálu se věnuje projektu PROTOCELL. Ten je doplněn podtitulem Vznik života na Zemi a možná i jinde ve vesmíru. Na projektu spolupracují Ústav organické chemie a biochemie AV ČR a společnost Yuri GmbH.

Je život ve vesmíru výjimkou, nebo naopak běžným jevem? Touto otázkou se zabývá projekt PROTOCELL vedený Dr. Klárou Hlouchovou z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR. Experiment se soustředí na takzvané protobuňky, tedy předchůdce dnešních buněk. Pokud se potvrdí, že protobuňky mohou vznikat i v prostředí mikrogravitace, posílí to představu, že zárodky života mohly vzniknout i mimo Zemi.

Protobuňky představují mezistupeň mezi neživou hmotou a skutečným životem. Vědcům a vědkyním slouží jako model pro studium toho, jak se z jednoduchých chemických látek na rané Zemi mohla zformovat první živá buňka. V praxi jde o drobné kapky kapaliny obsahující RNA a malé bílkoviny, tedy látky zásadní pro vznik života. Tyto struktury se už podařilo vytvořit v pozemských laboratořích. Zatím ale není jasné, zda mohou vznikat také ve stavu mikrogravitace. Právě tuto otázku má zodpovědět experiment na Mezinárodní kosmické stanici.

Je známo, že buňky dokážou přežít vystavení kosmickým podmínkám. Stejně tak bakterie existují v hluboké zemské kůře nebo v trvale zmrzlém ledu. Nová data však umožní lépe posoudit, zda se prebiotické procesy, tedy vznik organických molekul známý ze Země, mohly odehrávat i jinde. Například na Marsu, na měsících planet nebo v prachových oblacích kolem hvězd. Jedna z hypotéz dokonce předpokládá, že mikrobiální život či jeho zárodky, například bakteriální spory, mohly být z těchto prostředí dopraveny na ranou Zemi, kde se následně vyvíjely až do dnešní podoby života.

Tým Kláry Hlouchové ve spolupráci se společností Yuri GmbH vyšle na oběžnou dráhu malé inkubátory označované jako Science Shells, které lze přirovnat k miniaturním laboratořím. Uvnitř se automaticky smísí roztoky RNA a peptidů a vytvoří se kapky připomínající protobuňky. Vestavěný mikroskop je bude v prostředí mikrogravitace, při teplotě blízké lidskému tělu, sledovat po dobu několika hodin. Poté dojde ke zmrazení vzorků, aby mohly být po návratu na Zemi detailně analyzovány.

Uvnitř protobuněk se z RNA a peptidů formuje takzvaný protoribosom, tedy předchůdce ribosomu, organely zodpovědné v našich buňkách za syntézu bílkovin. Analýzu reakcí protoribosomu zajistí kolega Kláry Hlouchové z ÚOCHB, Dr. Tomáš Pluskal, spolu se svým týmem. K měření využijí moderní a velmi citlivý hmotnostní spektrometr. Cílem je ověřit, zda v kapkách došlo ke chemickým reakcím vedoucím ke vzniku nových peptidů, tedy základních stavebních kamenů života. Experiment tak může napovědět, zda a jak gravitace ovlivňuje vznik a chování elementárních živých systémů.

Zkoumání protobuněčných struktur v prostředí mikrogravitace má zároveň výrazný popularizační a vzdělávací potenciál. Atraktivní a srozumitelnou formou totiž umožňuje přiblížit široké veřejnosti výzkum původu a šíření života ve vesmíru a obecně posílit zájem o vědu.

Na závěr si ještě představíme dva zástupce řešitelského týmu:

Dr. Tomáš Pluskal
Dr. Tomáš Pluskal vystudoval softwarové inženýrství na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Doktorské studium v oboru molekulární biotechnologie absolvoval na Okinawa Institute of Science and Technology v Japonsku, kde strávil deset let. Následně téměř pět let působil na prestižním Whitehead Institute for Biomedical Research při MIT v americkém Cambridge. Od roku 2020 pracuje v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, kde vede výzkumnou skupinu zaměřenou na biosyntézu rostlinných metabolitů.

Ve své práci propojuje molekulární biologii, biochemii a umělou inteligenci. Jeho tým vyvíjí nové výpočetní postupy pro interpretaci metabolomických dat a pro objevování dosud neznámých molekul, především v rostlinách. Získané poznatky lze následně využít například při vývoji nových léčiv. Dr. Pluskal je členem představenstva Mezinárodní společnosti pro metabolomiku a stojí také za softwarovou platformou mzmine určenou k analýze dat z hmotnostní spektrometrie, která má tisíce citací. Společně s kolegy v Německu založil firmu mzio GmbH, jež vyvíjí komerční verzi tohoto softwaru. Je držitelem Ceny Neuron pro mladé nadějné vědce a vědkyně v oboru chemie, členem prestižního programu pro mladé vědce Evropské organizace pro molekulární biologii (EMBO) a nositelem významného evropského grantu ERC Consolidator Grant.

Dr. Klára Hlouchová
Dr. Klára Hlouchová vystudovala biochemii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Jako postdoktorandka působila na University of Colorado Boulder pod vedením profesorky Shelley Copleyové a také na NASA Astrobiology Institute ve Spojených státech. Zde se věnovala studiu evoluce metabolických drah, což ji postupně přivedlo k otázkám vzniku života. Tyto výzkumné zájmy se přirozeně propojily s její dlouhodobou fascinací astrobiologií a hledáním života ve vesmíru. Původně medicínsky zaměřená biochemička tak tímto směrem postupně přesměrovala svou profesní dráhu.

I nadále udržuje úzké pracovní vazby s Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR, kde mimo jiné vznikl také projekt PROTOCELL. Současně působí na Katedře buněčné biologie Přírodovědecké fakulty UK a vede vlastní Laboratoř syntetické biologie. Svůj výzkum rozvíjí díky významnému grantu ERC Consolidator Grant, kterým Evropská výzkumná rada podporuje projekty s potenciálem zásadně posunout hranice lidského poznání. Dr. Hlouchová je rovněž laureátkou Ceny Neuron pro mladé nadějné vědce a vědkyně v oboru biologie.

Zdroje informací:
Tisková zpráva

Zdroje obrázků:
https://images.newscientist.com/wp-content/uploads/2025/07/01110953/SEI_257078710.jpg
Tisková zpráva