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Des scientifiques de l’Université de la Sarre découvrent la production d’énergie humaine

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Des scientifiques de l’Université de la Sarre découvrent la production d’énergie humaine

Il y a environ deux mille cinq cents ans, le général chinois Sun Tzu écrivait dans son livre « L’art de la guerre » : « Connaissez votre ennemi et connaissez-vous vous-même, car il n’y a pas lieu de craindre l’issue de cent batailles. » Il semble que ce qui s’appliquait aux champs de bataille de la Chine ancienne s’applique également à la recherche biomédicale. Dans le cas de Martin van der Laan, professeur de biochimie médicale à l’Université de la Sarre, et d’Alexander von der Malsburg, chercheur associé au même institut, les ennemis sont des défauts génétiques de la protéine OPA1. OPA1 joue un rôle crucial dans l’amélioration de la conversion d’énergie dans les mitochondries, souvent appelées les « centrales électriques » qui font fonctionner nos cellules. Compte tenu de l’importance de l’OPA1, les défauts de la protéine peuvent avoir des conséquences très graves. Par exemple, si OPA1, qui signifie atrophie optique 1, ne fonctionne pas correctement, cela peut entraîner de graves maladies dégénératives. Dans bon nombre de ces cas, c’est le nerf optique qui est principalement touché, et les patients présentant un dysfonctionnement mitochondrial lié à OPA1 perdent souvent la vision.

Mais jusqu’à récemment, l’étude des protéines OPA1 défectueuses s’est révélée extrêmement difficile, en partie parce que les connaissances sur la fonction de la protéine OPA1, même saine, étaient encore fragmentaires. Les protéines individuelles sont par nature beaucoup plus petites que les petits compartiments cellulaires dans lesquels elles sont actives et ne sont donc pas faciles à surveiller. Cependant, des chercheurs de l’Université de Californie ont récemment pu produire les premières images d’OPA1 en utilisant la microscopie électronique cryogénique à haute résolution. Ils ont montré ces images au professeur van der Laan et à son équipe à Homburg, où le groupe jouit d’une excellente réputation mondiale dans le domaine de la recherche sur les mitochondries. Une analyse minutieuse des nouvelles données d’image a fourni les premières indications sur le fonctionnement d’OPA1. La percée cruciale est venue d’Alexander von der Malsburg, qui a réussi à créer le premier système cellulaire au monde pour étudier la fonction de l’OPA1 humaine. Martin van der Laan a salué la solution très intelligente et élégante de son collègue au problème, et les connaissances acquises sont désormais publiées dans la prestigieuse revue scientifique internationale Nature.

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Jusqu’à présent, OPA1 était considérée comme une protéine « difficile » à étudier scientifiquement car elle existe sous différentes formes et se comporte de manière très dynamique. Certains aspects de la fonction OPA1 ont déjà été élucidés en étudiant des cellules de souris spécialement préparées et créées à partir de cellules souches embryonnaires au cours d’une procédure complexe. Mais il existe encore des aspects qui semblent incohérents ou contradictoires, dont beaucoup ne sont pas entièrement connus. En combinant et en optimisant intelligemment un certain nombre d’approches génétiques et biochimiques, Alexander von der Malsburg a apprivoisé la protéine humaine OPA1 et l’a rendue plus accessible pour un examen scientifique rigoureux. Selon van der Laan, von der Malsburg a maîtrisé avec brio une tâche « techniquement très difficile ».

La protéine OPA1 influence fortement l’efficacité de la production d’énergie dans les mitochondries cellulaires et joue ainsi un rôle particulièrement important dans la détermination des performances cellulaires. OPA1 garantit que les mitochondries saines peuvent fusionner les unes avec les autres et ainsi concentrer leurs forces, tandis que les mitochondries défectueuses sont éliminées. La fusion mitochondriale commence lorsque la protéine OPA1 s’attache à la membrane mitochondriale interne, ouvrant la membrane de manière localisée et contrôlée. Si les mitochondries voisines sont ainsi modifiées, elles peuvent fusionner les unes avec les autres et ainsi améliorer les fonctions mitochondriales dans la cellule. Cependant, si la fusion mitochondriale est inhibée en raison, par exemple, d’un déficit génétique conduisant à une production défectueuse d’OPA1, cela peut sérieusement affecter le métabolisme énergétique mitochondrial et, avec l’âge, entraîner un risque de maladies dégénératives graves. « Il existe des dizaines de formes différentes d’OPA1 défectueux », a expliqué Martin van der Laan. Une connaissance précise du fonctionnement de la protéine OPA1 et la capacité d’effectuer des simulations expérimentales du dysfonctionnement d’OPA1 pourraient aider de nombreux patients à l’avenir.

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Alors, comment fonctionne OPA1 ? « En travaillant avec nos partenaires américains, nous avons découvert qu’OPA1 s’attache d’abord à la membrane interne du pied avec une structure en forme de griffe, puis soulève le talon du pied », a déclaré Alexander von der Malsburg. Ce mécanisme rétracte un morceau de film d’une manière qui n’est pas sans rappeler la façon dont un tire-bouchon à levier soulève le bouchon du goulot d’une bouteille de vin. Ce mécanisme s’est finalement révélé essentiel au fonctionnement de l’OPA1 en manipulant le gène contenant le modèle de production de la protéine OPA1. L’équipe de recherche a pu introduire clandestinement les plans génétiques modifiés dans des cellules humaines saines, de sorte qu’elle a commencé à créer des variantes défectueuses au lieu d’OPA1 saine. « Après un certain temps, nous avons commencé à remarquer que le mécanisme d’approvisionnement en énergie des cellules était faible et que la fusion mitochondriale était perturbée », a expliqué Alexander von der Malsburg. Il a décrit ce qu’ils ont trouvé au microscope : « Il était clair que la structure en forme de griffe manquait complètement dans la version transgénique. » La protéine OPA1 manipulée n’était plus capable d’ouvrir la membrane, empêchant essentiellement la fusion mitochondriale – la protéine avait effectivement changé de rôle cellulaire : d’alliée cruciale à adversaire dangereux.

« Il s’agit d’un mécanisme fondamental qui affecte de nombreuses variantes de l’OPA1 défectueuse », a déclaré le professeur Martin van der Laan. « Nous avons désormais les moyens d’étudier toutes ces variables individuellement. » Ces nouveaux résultats de recherche pourraient ouvrir la voie à des solutions de traitement personnalisées pour les patients qui développent la maladie en raison d’une perte de la fonction OPA1. Il est déjà possible d’effectuer des tests génétiques sur des patients pour déterminer lequel de plusieurs défauts OPA1 connus ils présentent. Van der Laan a résumé la portée du travail comme suit : « Grâce à cette nouvelle compréhension bien améliorée de la protéine OPA1, nous espérons qu’à l’avenir, les patients pourront recevoir des thérapies ciblant le défaut spécifique de la protéine. »

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En révélant le mécanisme par lequel les défauts de la protéine OPA1 conduisent à un dysfonctionnement mitochondrial, Alexander von der Malsburg et Martin van der Laan adhèrent à la première partie du célèbre dicton de Sun Tzu, « Connaissez votre ennemi ». Et après une collaboration très fructueuse, on peut sans doute dire qu’ils se connaissent bien eux aussi. Ayant essentiellement satisfait aux deux parties du principe de Sun Tzu, les chercheurs semblent bien préparés pour les 100 prochaines « batailles » de recherche avec des variantes dysfonctionnelles de l’OPA1.

/Publication générale. Ce matériel provenant de l’organisation/des auteurs d’origine peut être de nature chronologique et est édité pour des raisons de clarté, de style et de longueur. Mirage.News ne prend pas de position ni de parti d’entreprise, et toutes les opinions, positions et conclusions exprimées ici sont uniquement celles du ou des auteurs. Voir en intégralité ici.

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Les tubes de lave et le gel d’eau découverts sur Mars offrent une double opportunité de rechercher la vie

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Les tubes de lave et le gel d’eau découverts sur Mars offrent une double opportunité de rechercher la vie
Olympus Mons est vu ici sur une image du vaisseau spatial Trace Gas Orbiter avec du givre sur son sommet. PC ESA DLR FU Université de Berlin, Berlin.

Reproduit avec la permission de Le monde en généralun site d’actualités sur la nature, la politique, la science, la santé et les voyages.

Cependant, d’autres preuves de la présence d’eau liquide sur Mars ont été découvertes par une sonde spatiale européenne sous la forme de milliers de gallons de givre à l’intérieur des caldeiras des volcans martiens.

L’équipe internationale d’astronomie a qualifié pour la première fois ces taches de gel d’eau de « grandes » après les avoir identifiées sur les volcans de la région de Tharsis.

Ils disent que leur découverte décrite dans revue Sciences naturelles de la terreIl remet en question les hypothèses antérieures sur le climat de Mars et constitue une avancée majeure dans la recherche de formes de vie sur d’autres planètes.

Dans une découverte distincte réalisée par une autre sonde, une autre caractéristique volcanique de Mars a été révélée comme une mine d’or potentielle de connaissances sur la planète. Une série de trous mystérieux d’environ 10 pieds de large qui ont été récemment réexaminés seraient des lucarnes où des débris martiens se sont effondrés dans un tube de lave.

Les photos ont été prises par l’université. Issue de l’expérience scientifique d’imagerie haute résolution de l’Arizona, ou caméra HiRISE, en 2022, mais lorsqu’elle est apparue sur Today’s Image, elle a relancé les spéculations sur l’origine des mystérieux cratères découverts sur le volcan Arsia Mons – également dans la région de Tharsis.

Du gel au gel

150 000 tonnes d’eau sont échangées chaque jour pendant les saisons froides entre la surface d’Olympus Mons et l’atmosphère, soit l’équivalent d’une soixantaine de piscines olympiques.

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Cela est possible car l’Olympus Mons est le plus grand volcan du système solaire, fait 3 fois la hauteur du mont Everest et, de vent en vent, est aussi large que la France.

Détectée par le système d’imagerie couleur et stéréo de surface (CaSSIS) à bord du vaisseau spatial de suivi des gaz de l’ESA, l’étude suggère que le givre n’est présent que quelques heures après le lever du soleil avant de s’évaporer au soleil.

« Nous pensions qu’il était peu probable que du givre se forme autour de l’équateur martien, car la combinaison de la lumière du soleil et d’une atmosphère ténue maintient des températures relativement élevées pendant la journée à la surface et au sommet des montagnes – contrairement à ce que nous voyons sur Terre, où l’on pourrait s’attendre à ce que pour le voir », a déclaré le responsable de l’étude, le Dr Adomas Valantinas de l’Université Brown de Rhode Island : « Des pics givrés ».

« Ce que nous voyons pourrait être les vestiges d’un ancien cycle climatique sur la planète Mars moderne, où il y avait de la pluie et peut-être même des chutes de neige sur ces volcans dans le passé. »

L’équipe de recherche suggère que la façon dont l’air circule au-dessus de ces montagnes crée un microclimat « unique » qui permet à de fines plaques de givre de se former en couches très fines, à peu près de la largeur d’un cheveu humain.

Ils pensent que la modélisation de la formation du gel pourrait permettre aux scientifiques de découvrir davantage de mystères restants de Mars, notamment en comprenant où se trouve l’eau et comment elle se déplace, ainsi qu’en comprenant la dynamique atmosphérique complexe de la planète, ce qui est essentiel pour l’exploration et la prospection futures. Les signes de vie.

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À cette fin, le Dr Valentinas envisage désormais d’examiner d’anciens environnements hydrothermaux qui auraient pu abriter la vie microbienne sur Mars.

Ces cratères sur Mars peuvent mesurer environ 10 pieds de diamètre, selon Space.com, mais personne ne peut deviner leur profondeur ni où ils mènent. NASA, Jet Propulsion Laboratory, Arizona.

Taupe de Mars

On pense que ces trous détectés par la caméra HiRISE sont le résultat de l’effondrement du sol dans le tube de lave situé en dessous.

Les tubes de lave souterrains sont des endroits exotiques sur Terre, mais sur Mars, on pense qu’ils pourraient fournir un abri anti-radiation prêt à l’emploi dont les astronautes pourraient profiter lors de futures missions lors de tempêtes solaires.

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« Il y en a plus d’un [pits] « Nous avons vu Mars sur Mars », a déclaré Brandon Johnson, géophysicien à l’Université Purdue. Intéressé par le commerce. « Mais ils sont vraiment intéressants car ce sont des endroits où les astronautes pourraient se rendre et être à l’abri des radiations. »

Grâce à ce refuge, cela pourrait aussi être un endroit prometteur pour rechercher des signes de vie microbienne. Sans magnétosphère significative ou totale, barrière qui protège la vie sur Terre du rayonnement solaire, l’étreinte intérieure de Mars serait la seule source de protection naturelle disponible.

De plus, même si la surface de Mars peut descendre à des températures allant de -80 à -160 degrés Fahrenheit, vivre sous terre peut éviter que des formes de vie ne meurent de froid. Sur Terre, la température de l’environnement souterrain est toujours de 63 degrés Fahrenheit, peu importe où vous allez dans le monde.

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Sur Mars, explique Johnson, on ne sait pas quelle est la température souterraine, mais il n’est pas exagéré d’imaginer quelque chose de similaire.

Des propositions sont formulées pour envoyer un véhicule spécialisé sur Mars pour descendre dans ces lucarnes dans le but d’y étudier l’environnement. Alors que jusqu’à présent, les rovers se limitaient aux véhicules à roues, des tests sont en cours pour des rovers serpentins qui « spirent » à travers la Terre plutôt que de rouler. Leur permettant de monter et descendre les murs, sur des terrains plus accidentés et même sur la glace. Elles ont été conçues principalement pour une expédition hypothétique sur la lune glacée de Saturne, Encelade, mais il n’y a aucune raison pour que les sondes serpent ne puissent pas être utilisées pour explorer les tubes de lave sur Mars – ce serait probablement un point de départ plus simple de toute façon. Et

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Une vidéo captivante montre de mystérieux calmars des grands fonds serrant des œufs : ScienceAlert

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Une vidéo captivante montre de mystérieux calmars des grands fonds serrant des œufs : ScienceAlert

Dans les eaux froides et sombres du golfe de Californie, un étrange calmar a été découvert en train d’observer ses petits.

Dans des profondeurs hors de portée du soleil, un véhicule télécommandé a repéré une espèce de céphalopode que peu d’humains, voire aucun, auraient jamais vu. Elle tenait fermement une grappe d’œufs dans ses bras.

Ce serait déjà assez inhabituel en soi ; Peu de calmars couvent leurs œufs de cette manière. Mais ces œufs étaient également inhabituellement gros, étant deux fois plus gros que les autres œufs de calmar en incubation.

« Les fonds marins constituent le plus grand espace habitable sur Terre et il y a beaucoup à découvrir. » déclare le scientifique marin Stephen Haddock Institut de recherche sur l’aquarium de la baie de Monterey (MBARI).

« Notre rencontre inattendue avec des œufs de calmar géant a attiré l’attention de tout le monde dans la salle de contrôle du navire. Cette observation remarquable souligne la diversité des façons dont les animaux s’adaptent aux défis uniques de la vie dans les profondeurs. »

La lumière du soleil ne peut pas pénétrer dans les profondeurs où se trouve ce calmar. En conséquence, il fait toujours très froid et sombre. (Mbaré/YouTube)

Bien que les stratégies de reproduction d’un certain nombre d’espèces de calmars restent un mystère, celles dont nous connaissons généralement quelque chose. Ils ont une approche parentale « shot and run », où les œufs sont laissés dans des boules de mucus gélatineuses géantes et bizarres, ou sont déposés directement sur le fond marin.

Mais nous en savons encore moins sur les calmars qui se reproduisent dans les profondeurs de l’océan, où nos explorations ont à peine pénétré.

Avec les véhicules télécommandés, on commence à en apprendre davantage. Les chercheurs contrôlant ces navires scientifiques depuis un navire à la surface ont vu un certain nombre de calmars des grands fonds transportant des centaines d’œufs, liés ensemble dans une feuille qui permet à la mère de regarder les précieux bébés grandir et éclore en larves qui peuvent nager librement et se débrouiller seuls.

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Ce calamar et ses petits, récemment annoncés, ont été repérés lors d’une expédition dans le golfe de Californie en 2015. Lors d’une des plongées, le ROV Dr Ricketts J’ai rencontré le monstre qui se cache à une profondeur de 2 566 mètres (8 419 pieds), en plein milieu de la mer. Zone de profondeur.

Bien que les ROV MBARI aient observé jusqu’à présent un total de 17 calmars couveurs, la plupart ont des plaques d’œufs plus petites, transportant jusqu’à 3 000 œufs à la fois. Les chercheurs ont estimé que cette mère calmar ne portait que quelques œufs, peut-être 30 ou 40. Chaque œuf était gros, jusqu’à 11,7 mm (0,46 po) de diamètre.

Peut-être que tu appartiens à Gonatidés, ou calmar brassard, famille. Bien qu’il s’agisse des premiers calmars reproducteurs connus avec des œufs aussi gros, d’autres espèces de calmars qui pondent de gros œufs nous donnent une idée des avantages d’une plus grande taille par rapport à un plus grand nombre.

Naturellement, avoir un plus grand nombre de descendants augmente les chances que certains survivent jusqu’à l’âge adulte et donnent naissance à leurs propres bébés calamars. Mais les conditions dans les profondeurs marines sont plus stables et prévisibles que dans les eaux situées au-dessus, où la disponibilité de nourriture ou de prédateurs peut être plus préoccupante.

Cela signifie que des œufs plus gros qui éclosent avec des larves plus grosses et plus robustes pourraient constituer une meilleure stratégie de reproduction. C’est ce que les scientifiques ont observé chez quelques autres espèces (non couveuses) qui vivent dans les profondeurs marines.

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Porter des œufs est probablement une excellente stratégie pour assurer leur sécurité à mesure que les bébés grandissent. Les chercheurs estiment qu’il faut entre un et quatre ans pour que les embryons se développent pleinement, ce qui est long pour être vulnérables. Ce calmar nouvellement découvert prend la survie de sa progéniture si au sérieux qu’elle se sacrifiera pour cela.

« L’incubation est très épuisante pour la mère du calmar. Elle ne mange pas pendant qu’elle porte ses œufs et finit par mourir après l’éclosion de ses œufs. Mais ses sacrifices améliorent les chances de survie de sa progéniture. Ce n’est qu’une des nombreuses adaptations remarquables qui peuvent aider les céphalopodes à survivre. dans les profondeurs de la mer. » Le biologiste marin Henk Jan Hoving expliqueanciennement chez MBARI, travaille désormais au Centre GEOMAR-Helmholtz pour la recherche océanique à Kiel, en Allemagne.

« Les calmars jouent un rôle important dans l’océan – ce sont de féroces prédateurs et une source de nourriture vitale pour de nombreux animaux, même les humains – mais nous avons encore beaucoup à apprendre sur les calmars des grands fonds. »

Cette découverte a été documentée dans la revue écologie.

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L’étude a révélé que l’eau douce est apparue pour la première fois sur Terre il y a 4 milliards d’années.

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L’étude a révélé que l’eau douce est apparue pour la première fois sur Terre il y a 4 milliards d’années.

L’eau douce provenant de sources atmosphériques est apparue sur Terre il y a environ 4 milliards d’années, soit 500 millions d’années plus tôt qu’on ne le pensait, selon une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Geoscience.

Lorsque la Terre s’est formée pour la première fois il y a environ 4,5 milliards d’années, au début de la période géologique connue sous le nom d’Hadéen, elle était initialement en fusion. Au fur et à mesure que sa couche externe se refroidissait, la croûte de la planète s’est formée. Cependant, la chronologie de l’apparition des réservoirs d’eau douce sur Terre reste jusqu’à présent incertaine.

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Sanglant pour se mettre à l'abri du sang

Simuler la Terre à ses débuts

(Image : Simon Marchi/NASA)

Les chercheurs ont trouvé des traces d’eau douce dans d’anciens cristaux de zircon des Jack Hills en Australie occidentale. En effectuant une analyse isotopique de l’oxygène sur ces cristaux, ils ont déterminé le début du cycle hydrologique. Résistants aux intempéries et aux changements environnementaux, ces zircons sont les plus anciens de la Terre et fournissent des informations rares et profondes sur les débuts de l’histoire de la planète.

« Nous avons pu retracer les origines du cycle hydrologique, qui est le mouvement continu de l’eau entre la terre, les océans et l’atmosphère à travers des processus tels que l’évaporation et les précipitations, Dr Hamid Jamal Al-Din, chercheur principal à l’École de la Terre et des précipitations. Les sciences planétaires de l’Université Curtin et de l’Université Khalifa aux Émirats arabes unis ont déclaré : Ce cycle est essentiel au maintien des écosystèmes et de la vie sur notre planète.

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Docteur"C'est un monde de dessin animé de premier ordre avec la marque australienne Hells City, ce qui permet à tout le monde de le porter facilement. Merci beaucoup.Docteur"C'est un monde de dessin animé de premier ordre avec la marque australienne Hells City, ce qui permet à tout le monde de le porter facilement. Merci beaucoup.

Le Dr Hugo K. H. Ollerock tient la roche contenant les cristaux de zircon qui ont permis de déterminer la découverte.

(Image : Université Curtin)

Le Dr Jamal Al-Din a expliqué que l’analyse d’anciens zircons a retardé de 500 millions d’années l’apparition de l’eau douce sur Terre. « En examinant de petits cristaux de zircon, nous avons trouvé des signatures isotopiques de l’oxygène exceptionnellement légères, qui indiquent une interaction avec l’eau douce plutôt qu’avec l’eau salée de l’océan, remontant à 4 milliards d’années », a-t-il déclaré.

Les isotopes légers de l’oxygène résultent généralement de réactions entre l’eau chaude et douce et les roches situées à plusieurs kilomètres sous la surface de la Terre. « Pour que les zircons que nous avons analysés aient des signatures d’oxygène aussi légères, les roches doivent avoir été altérées par l’eau douce, fondues, puis solidifiées à nouveau : « Cette preuve de l’eau douce il y a 4 milliards d’années remet en question l’hypothèse. théorie selon laquelle « La Terre était entièrement recouverte par l’océan à cette époque ».

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Jacques Hales Posterilia Urbanisme Plus tard, il y a plus d'aventures dans un monde plus moderneJacques Hales Posterilia Urbanisme Plus tard, il y a plus d'aventures dans un monde plus moderne

L’endroit où la roche a été trouvée

(Image : NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS et équipe scientifique américano-japonaise ASTER)

Le Dr Hugo KH Ollerock, également de l’École des sciences de la Terre et des planètes de l’Université Curtin et membre de l’équipe de recherche, a souligné l’importance de cette découverte pour comprendre la formation de la Terre et l’origine de la vie.

« Cette découverte met non seulement en lumière les débuts de l’histoire de la Terre, mais suggère également que les continents et l’eau douce ont ouvert la voie à l’émergence de la vie dans un laps de temps relativement court, moins de 600 millions d’années après la formation de la Terre. Nos recherches représentent une avancée majeure. dans la compréhension des débuts de l’histoire de la Terre et ouvre les portes aux études futures sur les origines de la vie.

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