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Calcul des coûts de plusieurs copies génétiques d’une herbe

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Calcul des coûts de plusieurs copies génétiques d’une herbe

Fréquence documentée de différents modèles cellulaires de panic raide (4X en bleu et 8X en orange) à travers les États-Unis. Un intérêt précoce pour l’exploration du panic raide 8X était la présence observée de 8X dans les écarts de distribution 4X. Crédit : Joseph Napier

Une équipe collaborative dirigée par des chercheurs de l’Université du Texas (UT) à Austin, de l’Institut de biotechnologie HudsonAlpha (HudsonAlpha) et du Joint Genome Institute (DOE) (JGI) du Département américain de l’énergie, un bureau du Département de l’énergie de l’utilisateur scientifique Facility, a découvert que l’herbe changeant de matière première Le candidat bioénergétique peut s’adapter pour étendre son habitat, mais à quel prix ? Dans l’article invité suivant, le chercheur postdoctoral Joseph Napier du Juenger Lab et le biologiste computationnel Paul Grabowski de HudsonAlpha décrivent les questions qu’ils ont posées – et auxquelles ils ont répondu – dans l’étude parue récemment dans Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).


Panicum virgatum, Panicum virgatum, répandu, herbe vivace en Amérique du Nord qui a fait l’objet d’échantillonnages naturels à grande échelle et d’essais sur le terrain en raison de son potentiel de restauration des habitats et comme matière première pour la production de biocarburants à base de biomasse. Comme en témoignent de nombreuses cultures commerciales couramment cultivées telles que le blé, l’arachide, l’avoine, la banane, la pomme de terre, etc., le commutateur est polyploïde. Cela signifie qu’il contient plus de deux copies du génome, ce qui peut avoir des conséquences écologiques et évolutives évidentes.

une Étude précédente menée par notre équipe de recherche pour étudier la diversité génomique et phénotypique dans l’aire de répartition naturelle du panic raide, il a été constaté que la polyploïdie améliorait la capacité d’adaptation du panic raide et est un élément clé pour fournir variance génétique Disponible pour la sélection pour améliorer la production de biocarburants avec un avenir changeant. Le panic raide a de nombreux niveaux de ploïdie naturelle, appelés cytotypes, à travers les espèces. Ce sont principalement des tétraploïdes (4X ou quatre copies du génome) et des octoploïdes (8X ou huit copies du génome).

Lovell et al. Se concentre sur la diversité 4X, en grande partie parce qu’elle a été priorisée dans les efforts de sélection, et aussi parce que l’on pense généralement que le panic raide 8X a moins de diversité génétique et phénotypique (traits visibles). Après que notre équipe ait fini d’analyser la diversité trouvée dans le panic raide 4X, nous avons été surpris par le nombre d’individus 8X collectés sur le terrain. Lors de la visualisation de l’ensemble de la distribution du panic raide sur la carte, ces individus octuples se sont produits dans des parties de la gamme de switch où 4X était significativement absent (voir la figure à droite).

Ce modèle a remis en question l’idée que le panic raide 8X était un groupe homogène banal et a soulevé plusieurs questions importantes. D’où vient la variante 8X ? Sont-ils apparus plusieurs fois ou leur large distribution indique-t-elle plusieurs événements d’origine indépendants ? Les modèles cellulaires réagissent-ils différemment en réponse à l’environnement ? Nous avons entrepris d’explorer ces questions et de résoudre le mystère derrière les schémas de commutation 8X observés. Dans le processus, nous espérions également utiliser cette opportunité unique pour déterminer comment les transitions de niveau supérieur pourraient créer ces modèles observés. Étant donné que de nombreuses autres espèces végétales ont une variabilité naturelle de la ploïdie, nous espérions également que cela nous permettrait d’évaluer plus largement comment la variance de la ploïdie change. diversité génétiqueet forme physique et adaptabilité.

En utilisant une combinaison d’approches génomiques, quantitatives, quantitatives, paysagères et de modélisation spécialisée, nous avons comparé la diversité 4X et 8X du panic raide sur des centaines de génotypes naturels (dans ce cas, la composition génétique complète d’une plante) et 10 jardins communs. Nous avons découvert que les clusters 8X sont apparus plusieurs fois à partir de différents fonds génétiques et que ces clusters 8X contenaient de nouveaux clusters de diversité génétique. Nous avons également constaté qu’une grande partie de la différence dans caractéristiques physiques Comme observé dans le panic raide 4X via le cytotype 8X. Cependant, les modèles cellulaires 4X et 8X divergent dans leur réponse aux changements climatiques parmi les jardins partagés, suggérant un compromis général (8X)-spécialiste (4X). De plus, des modélisations spécialisées indiquent une évolution favorable entre 4X et 8X associée à l’adaptation climatique. Dans l’ensemble, ces résultats indiquent que 8X représente une combinaison unique de variance génétique qui a permis l’expansion du panic raide. standing écologique. Les connaissances acquises sur le switchgrass 8X sont une ressource précieuse pour les efforts visant à générer un gazon électrique résistant au climat pour la production de bioénergie.

En nous appuyant sur le cadre fourni par notre nouveau manuscrit Switchgrass, nous prévoyons d’utiliser les données existantes et de créer des ressources génomiques supplémentaires pour répondre aux hypothèses écologiques de longue date sur la façon dont les graminées vivaces C4 telles que Switchgrass réagissent aux changements climatiques apparents. (Les plantes C4 utilisent une forme de photosynthèse plus efficace qui réduit Perte d’eaupar rapport au processus que la plupart des gens utilisent les espèces végétales.) Comprendre comment l’interaction entre le flux de gènes, les statistiques démographiques et l’adaptation a influencé la réponse du panic raide au changement climatique dans le passé fournira un aperçu sans précédent des mécanismes que les graminées vivaces utiliseront pour répondre aux changements climatiques. Les changements de ploïdie peuvent jouer un rôle majeur dans cette réponse.

La génération de ressources génomiques 8X supplémentaires fournira une rare opportunité d’évaluer la généralité du « petit saut », lorsque les commutateurs (et donc des taxons similaires) subissent des fluctuations environnementales évidentes. Les nouvelles découvertes de cette ligne de recherche combinées aux connaissances antérieures permettront d’identifier de nouvelles combinaisons potentielles de diversité génétique présentes dans le panic raide qui pourraient être liées à l’adaptation au climat et à l’expansion de l’aire de répartition. Cela représentera par la suite une ressource fertile précieuse pour élargir la gamme de conditions de croissance appropriées et améliorer la flexibilité de la production de matières premières de panic raide.


Équipe d’ingénieurs en champignons respectueux de la bioénergie


Plus d’information:
Joseph D . Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2118879119

la citation: Calculating the Costs of Copying Multiple Switchgrass Genes (2022, 13 avril) Extrait le 13 avril 2022 de https://phys.org/news/2022-04-multiple-switchgrass-gene.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

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L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

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L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

La directrice de l’Institut des sciences spatiales et cosmiques, la Dre Jennifer Lutz, a accepté la recommandation principale du groupe de travail sur les initiatives exoplanétaires stratégiques et a décidé de procéder à une étude à grande échelle des exoplanètes naines rocheuses de type M.

Le programme utilisera environ 500 heures du temps discrétionnaire du directeur sur le télescope spatial James Webb pour rechercher l’atmosphère de plus d’une douzaine de systèmes proches.

Près de 250 observations ultraviolettes en orbite avec le télescope spatial Hubble seront utilisées pour déterminer l’activité des étoiles hôtes. Les observations seront effectuées par une équipe de direction du Space Science Institute dirigée par le Dr Nestor Espinosa et soutenue par le Dr Hannah Diamond Lowe en tant qu’équipe adjointe.

L’Institut des sciences spatiales et cosmiques emploie également un comité consultatif scientifique externe pour donner des conseils sur tous les aspects du programme, y compris la sélection des cibles, la vérification des données et les interactions communautaires équitables. Les membres du comité consultatif scientifique seront représentatifs de la communauté exoplanétaire au sens large, couvrant un large éventail d’affiliations institutionnelles et d’étapes de carrière.

Le Space Science Institute annoncera bientôt la possibilité de soumettre des candidatures, y compris des auto-nominations. La contribution de la communauté sera sollicitée sur la liste des cibles ; Les plans d’observation seront publiés bien avant la date limite de GWebb IV.

Rapport du groupe de travail sur les initiatives exoplanétaires stratégiques avec le télescope spatial Hubble et le télescope spatial James Webb

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Astrobiologie

Membre de l’Explorers Club, ancien gestionnaire de charge utile de la Station spatiale de la NASA/biologiste spatial, homme de plein air, journaliste, ancien grimpeur, synesthésie, mélange de Na’vi, Jedi, Freeman et bouddhiste, langue des signes américaine, camp de base de l’île Devon et vétéran de l’Everest, (il /lui) 🖖🏻

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Découvrir les origines des cratères des dômes de Ganymède et Callisto

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Découvrir les origines des cratères des dômes de Ganymède et Callisto
Les articles des éditeurs sont des résumés de recherches récentes publiées par les éditeurs des revues de l’American Geophysical Union.
source: Journal de recherche géophysique : Planètes

le En voyageant Le vaisseau spatial a été le premier à observer les cratères du dôme central sur les lunes glacées Ganymède Et Callisto en 1979. Ces cratères étaient remarquables car ils étaient uniques à ces mondes glacés et étaient susceptibles de révéler des informations importantes sur la formation des lunes glacées et leur évolution interne.

Les dômes centraux sont plus larges, plus lisses et plus arrondis que les cratères centraux traditionnels (tels que ceux que l’on trouve sur la Lune ou sur d’autres corps rocheux). Ils ne se produisent également que dans des cratères de plus de 60 km de long et sont généralement plus grands qu’une autre classe de cratères appelés cratères centraux.

Ces indices ont conduit Kosi et coll. [2024] Nous utilisons un modèle numérique de l’évolution des cratères centraux en cratères à dôme central. La chaleur restante de l’impact lui-même est concentrée sous le cratère central, ce qui rend cette glace plus chaude et plus mobile que la glace environnante. Cette glace centrale en mouvement peut s’écouler et s’élever plus facilement en réponse au champ de pression créé par la topographie du cratère. La modélisation suggère que les dômes centraux pourraient se former relativement rapidement (dans un délai de 10 millions d’années) lorsqu’il y a un flux de chaleur global suffisant en provenance de Ganymède ou de Callisto.

Citation : Caussi, ML, Dombard, AJ, Korycansky, DG, White, OL, Moore, JM et Schenk, PM (2024). Les cratères de dôme sur Ganymède et Callisto peuvent s’être formés par relaxation topographique des cratères aidé par la chaleur d’impact résiduelle. Journal de recherche géophysique : Planètes129, e2023JE008258. https://doi.org/10.1029/2023JE008258

—Kelsey Singer, rédactrice adjointe, JGR : Planètes

Texte © 2024. Les auteurs. CC BY-NC-ND 3.0
Sauf indication contraire, les images sont soumises au droit d’auteur. La réutilisation est interdite sans l’autorisation expresse du titulaire des droits d’auteur.

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Ce ballon à pattes pourrait-il nous aider à explorer Pluton ?

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Ce ballon à pattes pourrait-il nous aider à explorer Pluton ?

Le système BALLET (Floating Legged Rising Lander for Titan Exploration) conçu pour atterrir sur Pluton a suscité l’intérêt de la communauté de l’exploration spatiale. Il comprend un ballon pour ralentir la vitesse lors de l’atterrissage, réduisant la vitesse de 14 km/s à 120 m/s pour un atterrissage en douceur, et des modules détachables pour le mouvement en surface en utilisant des sauts comme moyen de déplacement en raison de la faible gravité et l’incapacité théorique de supporter des objets volants.

Le projet « Ballet » introduit le concept d’un ballon qui « marche » en soulevant l’un de ses six pieds et en le déplaçant à l’aide de câbles réglables, chaque pied étant attaché à trois câbles contrôlés par des poulies pour le mouvement. Des recherches préliminaires ont montré que le fait de soulever simultanément deux pieds opposés du sol assure la stabilité.

1 Voir la galerie

Tasse pour Floto, avec image de Damwit Halp

(NASA/Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins/Institut de recherche du Sud-Ouest/Alex Parker)

Le rover BALLET est doté d’un ballon à flotteur positif de six pieds qui peut prélever des échantillons ou analyser des surfaces, et des recherches préliminaires financées par la NASA ont montré les avantages de ce concept sur Titan.

Titan a été identifié comme l’emplacement le plus approprié pour le déplacement des ballons à l’aide du système BALLET, capable d’explorer efficacement des terrains difficiles par rapport aux rovers et aux hélicoptères, tandis que Vénus et Mars posent des défis en raison des conditions environnementales telles que l’altitude, les vitesses de vent élevées et les atmosphères instables.

Le financement supplémentaire du projet BALLET par la NASA est actuellement suspendu, mais il existe des applications potentielles pour le projet sur Terre, telles que les opérations minières sous-marines pour collecter des nodules.

Les considérations de conception pour BALLET incluent le contrôle simultané de la direction du ballon, de la longueur du câble et de la recherche de chemin.

Pluton, une planète naine située dans la lointaine ceinture de Kuiper, à environ 5 à 7 milliards de kilomètres de la Terre, pose des défis majeurs aux missions d’exploration spatiale en raison de sa petite taille (son diamètre est estimé à environ 2,3 mille kilomètres) et de sa distance à la Terre.

Sources : Tecmundo, Phys.org, Universe Today

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