Česká škola: Na „olympiádu“ vědeckých talentů Intel ISEF 2016 jede sedm českých středoškoláků

Revitalizace panelového sídliště, zkoumání příčin rakoviny, léčba Alzheimerovy choroby či zpomalení stárnutí rostlin. To jsou některé z projektů, které budou reprezentovat Českou republiku na nejprestižnější světové soutěži v oboru vědy a techniky určené pro středoškoláky – Intel ISEF 2016. Letošní finále proběhne v týdnu od 8. května v americkém Phoenixu za účasti sedmi českých studentů, kteří budou podobně jako v uplynulých ročnících aspirovat na nejvyšší ocenění.

Na finále celosvětové soutěže Intel ISEF 2016 v americkém Phoenixu se připravuje sedm mladých českých vědců, nadějných studentů středních škol. Ve tvrdé konkurenci 1700 studentů na ně čeká obhajoba vlastních vědeckých projektů, s nimiž uspěli v sítu národních vědeckých soutěží AMAVET a SOČ (Středoškolská odborná činnost). Prezentaci jejich pěti individuálních a jednoho týmového projektu bude posuzovat mezinárodní porota za účasti 1200 špičkových vědců včetně několika nositelů Nobelových cen.

„V oblasti středoškolského vědeckého bádání je Intel ISEF nejvyšší meta. Do více než 400 národních a regionálních soutěží se ve více než 75 zemích světa zapojuje přes sedm milionů studentů, z nichž vzejde skutečná špička, proto už jen postup do světového finále je obrovský úspěch. Autoři vítězných projektů a jejich školy letos obdrží finanční prémie v souhrnu přesahující částku 95 milionů korun, kromě toho jakékoli pódiové umístění otevírá dveře ke studiu těch nejprestižnějších univerzit,“ říká Pavel Svoboda ze společnosti Intel, který je za Intel ISEF odpovědný. Soutěž, která je považována za „olympiádu vědeckých talentů“, od roku 1950 organizuje Společnost pro vědu a společnost a od roku 1997 probíhá s podporou společnosti Intel.

Vítězové dvaceti dvou kategorií budou vyhlášeni v pátek 13. května včetně absolutního vítěze, který získá nejcennější trofej Gordona Moorea honorovanou 75 tisíci dolarů. České talenty se v uplynulých letech v konkurenci nejchytřejších mozků své generace neztratily. Z loňského slavnostního dekorování v Pittsburghu si dva středoškoláci z Česka odvezli bronz: biochemik Ondřej Hubálek z Letohradského soukromého gymnázia a elektromechanik Martin Ptáček z brněnského Gymnázia na třídě Kapitána Jaroše. Na pódium šla rovněž chemička Michaela Kajšová ze zlínského Gymnázia - Lesní čtvrť, která získala 4. místo, které je rovněž honorované. V roce 2014 v Los Angeles čeští studenti dokonce získali tři stříbrné medaile.

V minulosti dva projekty získaly nejvyšší ocenění ve své kategorii. V roce 2005 Zuzana Tvarůžková z Kroměříže zvítězila v oboru botanika za práci Fungicidní účinnost rostlinných extraktů na houbové choroby obilnin. V roce 2009 tým z Gymnázia Litomyšl ve složení Marek Votroubek, Petr Bubeníček a Jan Král bral zlato v kategorii týmových projektů za práci EiMSA Robot. „Vítězství na Intel ISEF nám otevřelo brány do skutečného byznysu, a to nejen publicitou této soutěže, ale i pracovními výsledky a zkušenostmi, díky kterým jsme se právě tak dobře umístili. Přechod ze školního projektu k reálnému podnikání tak byl velmi snadný,“ říká Marek Votroubek, který společně s Petrem Bubeníčkem v loňském roce založil startup 3DOID se sídlem v Londýně, který je v současnosti největší 3D produktovou fotobankou na světě.

Paneláky, stárnutí rostlin, léčba rakoviny či Alzheimerovy choroby, hyaluronan či kultivace rakovinných buněk - české vědecké talenty se představují…

Na počátku projektu studentky Barbory Čechové z brněnského Gymnázia Matyáše Lercha stála snaha pochopit, jak na molekulární úrovni vzniká rakovina. Přes Jihomoravské centrum pro mezinárodní mobilitu se dostala k práci v Laboratoři rekombinace a opravy DNA z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity. „Ve své práci se zabývám studiem jednoho lidského proteinu – RECQ4, který má také název Helikáza Rothmund-Thomsonova syndromu. Pomocí biochemických experimentů se snažím odhalit jeho přesnou funkci v lidském organismu,“ říká Barbora Čechová. Pokud tento protein nefunguje tak jak má, projevuje se u člověka syndrom charakterizovaný kosterními defekty či predispozicemi k rakovině. Její výsledky by mohly být prvním krůčkem k pochopení podstaty syndromu a výhledově i k jeho úspěšné léčbě. Zkoumaný protein má velký potenciál v antirakovinné terapii. Na Intel ISEF 2016 bude Barbora soutěžit v kategorii biochemie a po návratu ji čeká, stejně jako všechny ostatní české reprezentanty, maturita. Hlásí se ke studiu medicíny, protože by chtěla být u toho, jak vědecké objevy pomáhají léčit lidské nemoci.

Ke zdraví má rovněž blízko projekt talentované chemičky Kateřiny Valentové z Gymnázia Aloise Jiráska v Litomyšli, která na největší středoškolskou vědeckou soutěž jede se svým výzkumem hyaluronanu, látky, která tvoří jednu z hlavních složek mezibuněčné hmoty a má mnoho výjimečných biologických funkcí. Vyhraněný zájem o chemii studentku přivedl ke stáži ve firmě Contipro v Dolní Dobrouči. „Když jsem se poprvé ocitla v laboratoři fyzikální chemie, bylo mi patnáct let a vůbec jsem netušila, jaká tajemství je možné s trochou úsilí a zápalu odhalit,“ říká Kateřina, kterou zájem o přírodní vědy provázel od dětství. „Cílem mé práce bylo připravovat polymerní filmy z hyaluronanu, studovat jejich vlastnosti a především se zaměřit na ty, které jsou důležité pro využití v medicíně. Podílela jsem se také na optimalizaci několika měřících metod. Moje výsledky pomohly porozumět tomu, jak závisí vlastnosti filmu na použitém typu hyaluronanu. Výzkum dále pokračuje, dá se však očekávat, že za pár let budou pomáhat pacientům,“ shrnuje Kateřina Valentová, jež se se svým projektem vypracovaným ve firmě Contipro Group již zúčastnila soutěže I-SWEEEP v Houstonu a byla nominována na soutěže BYSCC v Pekingu. Kateřina se ve volném čase věnuje mimo jiné skautingu a dobrý výkon chce předvést nejen v Phoenixu, ale také u maturity a přijímaček na farmacii. Láká ji výzkum v oblastech biochemie či farmakologie.

V centru pozornosti práce Terezy Kadlecové stojí panelák. Pro studentku z brněnského Gymnázia Vídeňská se architektura stala největší výzvou, ve svém projektu se zabývá ekologickou rekonstrukcí území s panelovými domy. „Vycházela jsem z toho, že paneláky není výhodné zbourat a zavrhnout. Právě naopak - co takhle pracovat s polohou sídlišť v rámci celého města a efektivně, za co nejnižší náklady je přetvořit v kvalitní, zdravé bydlení? Je totiž velkou výzvou nabídnout v lokalitě, jako je sídliště, vyžití všem jeho obyvatelům. Chtěla jsem vytvořit prostředí pro komunitní život každé věkové skupiny - skloubit hřiště pro děti, tréninkové centrum pro teenagery, mateřské centrum, komunitní zahradu a louku na cvičení pro všechny,“ dodává Tereza, které se díky progresivní starostce městské části Brno-Jundrov podařilo projekt přiblížit k realizaci - její nápady byly zakomponovány do zadání architektonické soutěže. Své nápady nadále rozvíjí a upravuje podle potřeb obyvatel a těší se, až se lokalita bude měnit před očima. Od Intel ISEF očekává, že se tam seznámí s novými parťáky se zájmem o vědění. „Nejen proto pro mě bude květnový týden strávený v Phoenixu unikátním zážitkem,“ dodává studentka, jež se ve volném čase vedle architektury zabývá přírodními vědami, hraje na nástroje nebo tancuje swing.

O přízeň poroty se dále bude ucházet Renata Štaffová z Gymnázia v Moravské Třebové. Její projekt pod názvem Senescence zkoumá vliv rostlinných hormonů (cytokininů) na průběh stárnutí rostlinných listů ječmene setého a huseníčku rolního. Zaznamenávala obsah chlorofylů v jejich mutantech pomocí přístroje SPAD a pomocí fotosyntetického aparátu měřila změnu vnímavosti. „V experimentu jsem vycházela z toho, že cytokininy jsou schopny stárnutí listů zpomalit. Za nejdůležitější na své práci považuji zjištění, jaký je největší pozitivní efekt na zpomalení stárnutí ve vybraných světelných podmínkách a za různých koncentrací cytokininů. Výsledky mého zkoumání mohou mít uplatnění například v zemědělství, kde se mohou projevit zejména ve vyšších výnosech zemědělských plodin,“ vysvětluje Renata Štaffová, která chce po maturitě svůj výzkum skloubit se studiem medicíny.

Členy jediného týmového projektu, který bude letos reprezentovat Česko v Phoenixu, jsou Jakub Červinka a Matěj Hlaváč z Gymnázia Tišnov. Oba už v kvintě začali chodit “na zkušenou” do Ústavu experimentální biologie (UEB) na Masarykově univerzitě. Po dvou letech praxe v laboratoři a přednášek molekulární biologie dostali prostor začít s metodou 3D kultivace rakovinných buněk. Substrátem pro ně byla agaróza, polysacharid izolovaný z mořské řasy, který je dobře dostupný a poměrně levný. „Naše práce potvrdila, že 3D buněčné kultury založené na agarózovém gelu mohou reálně simulovat prostředí nádoru. Většina substrátů/ gelů, které se nyní v 3D kultivaci používají, mají živočišný původ a jsou výrazně dražší. Díky cenovému rozdílu by mohl být agarózový model řešením pro pracoviště s nižším rozpočtem a využití zmíněného modelu by mohlo přinést úspory pro mnoho laboratoří na celém světě,“ shrnuje Matěj Hlaváč praktický přínos jejich projektu. V jeho průběhu spolupracovali s renomovanými vědeckými pracovišti Mayo Clinic a John Hopkins University a svou budoucnost oba vidí ve vědě a v buněčné biologii. Jakub, který je mimochodem prvoligovým volejbalistou, pokračuje ve spolupráci s Ústavem experimentální biologie a triatlonista Matěj pracuje na dalším projektu ve Fakultní nemocnici u sv. Anny a po prázdninách plánuje stěhování do Londýna.

Lukáš Janecký, student SPŠCH v Pardubicích se zaměřením na analytickou chemii, se od svých šestnácti let zabývá moderní organokovovou a koordinační chemií na Univerzitě Pardubice. „Od experimentování pod dozorem jsem se zanedlouho dostal k vlastní práci a časem se dostavily i první výsledky,“ říká student plánující pokračovat po maturitě ve studiu na Univerzitě Pardubice. Se svým projektem úspěšně reprezentoval na Vernadského soutěži vědeckých talentů v Moskvě, kde mu bylo uděleno nejvyšší ocenění ruské akademie věd a zlatá medaile s potiskem hlavy Vernadského, podle kterého tato soutěž nese jméno. Jeho výlet „z laborky do Ameriky“ pro něj hodně znamená, nejvíce se těší na vědeckou atmosféru, přítomnost nositelů Nobelových cen a předních zástupců světových firem. Nově syntetizované sloučeniny, na nichž pracuje Lukáš, mají potenciál potlačit činnost enzymů rozkládajících neutransmittery a způsobující neurodegenerativní nemoci. Jednalo by se tak o výrazný příspěvek k léčbě Alzheimerovy choroby. Preparát se nachází ve druhé fázi klinických testů.

Autoři o svých projektech píší také na technologickém blogu Intel iQ: