Poranění očí, zpoždění porodu a nedostatek materiálů: to, co vede k vědeckým průlomům

Některé vědecké studie se mohou na první pohled zdát matoucí, vtipné nebo dokonce hloupé. Jiný -

byly koncipovány s jedním cílem, ale náhodou vyšlyse vymkly kontrole a vedly k nepředvídatelným výsledkům. Někdy, často díky štěstí, vedly k vědeckému průlomu. Právě pro takové objevy byla vymyšlena cena Zlatá husa.

Například tvorba tamoxifenu -protinádorový lék – začal experimenty, při kterých se vědci „bavili“ tím, že ukázali, jak tato látka zapíná a vypíná určité části těla samic laboratorních myší. Toto dílo získalo v roce 2021 jedno z ocenění Zlatá husa. 

Ve stejném roce vědci ocenili šťastnépodíl. Ukázalo se, že vývoj léků a vakcín s mRNA začal kvůli setkání dvou profesorů na univerzitní kopírce. Zatímco pomalý stroj dělal svou práci, měli vědci spoustu času prodiskutovat své problémy a přijít na to, že by je společně mohli vyřešit.

Jistě, mnoho vědeckých, a nejen to,objevy by byly nemožné bez nehod a incidentů. Za 11 let nasbíralo ocenění Zlatá husa již 33 úspěšných příběhů. Zde jsou tři dokumenty, na které letos upozornila Americká asociace pro rozvoj věd.

Jak trauma v laboratoři zlepšilo oční mikrochirurgii

Před téměř 30 lety Detao Du, doktorand v CentruUltrafast Optical Research University of Michigan (CUOS), náhodně utrpěl laserové poranění oka v laboratoři. Zranění naštěstí příliš neovlivnilo jeho zrak. Ale poté, co studovali účinek femtosekundového laseru na rohovku, vědci z centra dospěli k závěru, že nízkoenergetické laserové pulsy lze použít k vytvoření ultratenkých řezů bez poškození překrývajících se nebo přilehlých tkání.

Byla vyvinuta myšlenka laserové mikrochirurgieo pár let dříve. Tato technologie však využívala pikosekundový laser, který využíval vysokou energii pulzu. To vedlo ke špatné kvalitě řezů tkání. 

Vědci z Centra pro ultrarychlou optikuvýzkum začal testovat jejich technologii v letech 1996 a 1997 na zvířatech. Výsledky byly ohromující: testování ukázalo nízkou úroveň poškození po operaci. Procedura, která je známá také jako celolaserový LASIK, je dnes považována za standard v oboru a ke korekci zraku ji každoročně využívají miliony lidí.

Zlatou husu za objev nové metody korekce náhodného zranění dostali Ron Kurz, Tibor Juhas, Detao Du, Gerard Mouroux a Donna Strickland.

Chirurg provádí laserovou operaci očí

Jak sestavit papírový mikroskop

Při práci v odlehlých oblastech Indie aThajský vědec ze Stanfordské univerzity Manu Prakash čelil problému. Moderní mikroskopy nebyly v tomto regionu dostupné a jejich dodávky byly příliš drahé kvůli dopravním a technickým překážkám. Výsledkem bylo, že na stanici, kde vědec pracoval, byl pouze jeden velmi drahý mikroskop. Zároveň se ho výzkumníci báli používat, protože je křehký a stojí víc než plat většiny zaměstnanců. 

Vědec se rozhodl, že se pokusí vyrovnat s tím svýmsil a vytvořit levný mikroskop z dostupných materiálů, který lze použít v polních pokusech. Nejoblíbenější z nich byl papír. Spolu s postgraduálním studentem Jimem Cybulskim začal vědec navrhovat papírové mikroskopy. Za tímto účelem aplikoval principy origami na papír do tiskáren, krabičky od sirek a složky se soubory.

Foldoskop. Obrázek: Sockenpaket, CC BY-SA 4.0, prostřednictvím Wikimedia Commons

V důsledku toho vědec vynalezl Foldscope.Jedná se o optický mikroskop, který lze sestavit z děrovaného archu lepenky, kulové skleněné čočky, světelné diody (LED) a difuzorového panelu a hodinkové baterie, která napájí LED. Po sestavení není zařízení rozměrově větší než záložka a váží pouhých 8 g. 

Při použití běžné čočky se 140násobným zvětšenímmůžete sestavit zařízení, které vám umožní zvážit většinu oblíbených bakterií. Vědci tvrdí, že kdokoli může vytisknout Foldscope na list A4 a sestavit jej za 7 minut. Za 10 let po celém světě byly distribuovány 2 miliony papírových mikroskopů do více než 160 zemí a byly použity k diagnostice infekčních onemocnění, detekci padělaných léků a mnoha dalších oblastech.

Sestavení Foldoskopu. Video: James S. Cybulski a kol., PLoS One

Manu Prakash a Jim Cybulsky obdrželi GoldenGoose“ za „způsob, jak vytvořit levný, vysoce výkonný papírový mikroskop, který vědci mohou používat k diagnostice nemocí a rozšíření vědeckého vzdělání v odlehlých oblastech, čímž se věda stane dostupnou po celém světě“.

Co zkoumat, když není co dělat?

Skupina vědců vedená Lourdes Cruz aBaldomero Olivera dělal výzkum DNA na konci 60. let. Kvůli problémům s dodavatelským řetězcem nedorazily materiály potřebné k práci a vědci se rozhodli soustředit na studium místních druhů.

Jejich pozornost přitahovali draví žaludeční měkkýšiz čeledi šišticovitých (Conidae). Pobřežní vody země obsahovaly velké množství šneků Conus Magus. Inspirováni místními příběhy o smrtelných účincích toxinů těchto zvířat na lidi se vědci pustili do experimentu.

Ukázalo se, že jed těchto zvířat obsahujevíce než tisíc chemikálií s různými účinky. O několik let později na začátku 80. let mezi nimi Michael McIntosh, který právě dokončil školu a pracoval v Oliverině týmu, objevil zikonotid.

Сonus Magus. Obrázek: Richard Parker, CC BY 2.0, prostřednictvím Wikimedia Commons

Tato látka, známá také pod obchodním názvemPrialt se ukázal jako jeden z nejúčinnějších neopioidních léků proti bolesti. Je tisíckrát silnější než morfin. Po letech výzkumu byl zikonotid schválen v USA v roce 2004, v Evropě v roce 2005 a později v mnoha dalších zemích po celém světě.

Kromě své léčivé hodnoty se zikonotid a další látky izolované z jedu Conus Magus aktivně používají ke studiu fungování centrálního nervového systému.

Craig Clark (posmrtně), Lourdes Cruz, MichaelMcIntosh a Baldomero Oliver obdrželi Zlatou husu za „neopioidní lék proti bolesti nalezený v jedu malých šiškových hlemýžďů, který významně snižuje bolest u chronicky nemocných pacientů a pomáhá výzkumníkům vyvinout nové způsoby, jak zmapovat nervový systém těla“.

Příběhy úžasných objevů ukazují, že neexistují beznadějné situace a skutečný vědec si vždy najde místo pro experimenty a objevy. Problémy s dodavateli nebo nedostatek vybavení možná nejsou překážkou, ale šancí vytvořit něco nového.

Přečtěte si více:

Fyzici vysvětlují Hawkingův „kosmický nesoulad“: jak to změní vědu

Podívejte se na fotografie Slunce v rekordním rozlišení

Kosmické letadlo dopraví náklad na ISS a přistane na běžném „letišti“