Connect with us

science

Des scientifiques révèlent la biologie cellulaire inhabituelle à l’origine de la prolifération d’algues toxiques

Published

on

Des scientifiques révèlent la biologie cellulaire inhabituelle à l’origine de la prolifération d’algues toxiques

Les chercheurs ont pu reconstruire la forme 3D de chloroplastes individuels à partir de plusieurs centaines d’images. Crédit : Université d’Oldenbourg/Groupe de microbiologie générale et moléculaire

Un mécanisme de photosynthèse distinct caractérise un organisme unicellulaire présent dans les proliférations d'algues.

Quels sont les mécanismes cellulaires au sein des algues marines unicellulaires ? Classer Responsable du déclenchement de proliférations d’algues toxiques ? Un groupe de recherche sous la supervision du microbiologiste Prof. Dr. Ralf Rabus de l'Université d'Oldenbourg, en Allemagne, a réalisé les premières analyses détaillées de la biologie cellulaire inhabituelle des micro-organismes. Prorocentrum cordatumune espèce du groupe des dinoflagellés largement répandue à l'échelle mondiale, en utilisant à la fois des approches microscopiques et protéomiques avancées.

L'équipe a également rapporté dans la revue Science Physique végétalele Photosynthèse Le processus chez ces micro-organismes est organisé selon une configuration inhabituelle qui pourrait les aider à mieux s’adapter aux conditions changeantes de lumière dans les océans. Les résultats de l’étude pourraient permettre de mieux comprendre l’apparition de proliférations d’algues nuisibles, qui pourraient devenir plus fréquentes en raison du changement climatique.

Les dinoflagellés sont des organismes importants dans les écosystèmes marins et d'eau douce. Ces organismes unicellulaires constituent une grande partie du phytoplancton libre, qui constitue la base du réseau trophique des océans et des lacs. Certaines espèces, dont Prorocentrum cordatumIls peuvent se multiplier dans les eaux chaudes et riches en nutriments et former des algues nuisibles.

Prorocentrum

Coupe transversale d'une cellule de microalgue Prorocentrum cordatum. Noyau avec chromosomes à droite. Les chloroplastes en forme de tonneau occupent 40 pour cent du volume de la cellule. Crédit : Université d’Oldenbourg/Groupe de microbiologie générale et moléculaire

« Nous avons étudié cet organisme car malgré son importance écologique, sa biologie cellulaire et sa physiologie métabolique sont encore mal comprises », a déclaré Rabus. En plus d'étudier la photosynthèse des microalgues, les chercheurs ont également examiné la structure de leurs noyaux cellulaires et leur réponse au stress thermique en collaboration avec des équipes des universités de Hanovre, Braunschweig et Munich et ont présenté les résultats dans deux autres articles récemment publiés. .

READ  Ces jumelles de vision nocturne numériques se vendent pour seulement 100 $

Les techniques d'imagerie avancées révèlent des structures cellulaires uniques

À l'aide d'un puissant microscope électronique à balayage doté d'un faisceau d'ions focalisé de l'Université Ludwig Maximilian de Munich, l'équipe dirigée par Rabus et l'auteur principal Jana Kalvilag de l'Institut de chimie et de biologie marine (ICBM) ont pu reconstruire l'architecture tridimensionnelle des chloroplastes. , où a lieu la photosynthèse. Les scientifiques ont pu générer environ 600 couches d’images d’une seule cellule d’algue, puis combiner les sections pour créer une image spatiale 3D haute résolution des organismes unicellulaires de forme ovale, dont la taille varie généralement de 10 à 20 millièmes. Millimètres de long. L'analyse a révélé ceci Prorocentrum cordatum Ils ne contiennent que des chloroplastes en forme de tonneau qui occupent 40 % de leur volume cellulaire.

Les analyses protéomiques (protéome) ont ensuite révélé des différences marquées entre l'appareil photosynthétique des microalgues et l'appareil photosynthétique des microalgues. Plante d'Arabidopsis thalianaC'est une plante modèle bien étudiée dans la recherche génétique. Chez les deux espèces, la photosynthèse a lieu dans des structures protéiques complexes intégrées dans le vaste système membranaire du chloroplaste.

Cependant, dans Prorocentrum cordatum L’équipe a observé que la conversion de l’énergie solaire en énergie biochimique se produit dans une grande structure composée de nombreuses protéines, connue sous le nom de « macrocomplexe », tandis que dans les chloroplastes des espèces végétales, les différentes étapes de la photosynthèse se déroulent dans des structures spatialement séparées. L'équipe l'a également signalé P. cordatum Il utilise un grand nombre de protéines liant les pigments différentes pour capter efficacement l’énergie solaire. « Cette diversité est une adaptation particulière aux conditions de lumière changeantes auxquelles l'organisme est exposé dans les océans », a expliqué Rabus.

READ  Les meilleurs produits contre la rosacée pour réduire les rougeurs et apaiser la peau

Explorer la complexité génétique et l’adaptabilité

Deux autres études publiées l'année dernière mettent en lumière la biologie inhabituelle des microalgues : dans la première étude, une équipe germano-australienne, dont faisaient également partie des chercheurs de l'ICBM, a découvert que ces organismes possèdent un très grand génome avec deux fois plus de paires de bases que humains. L’équipe a également découvert que les algues modifient leur métabolisme et ralentissent leur taux de croissance en réponse au stress thermique. Dans une deuxième publication, l'équipe dirigée par Rabus et Kalvilage a décrit le noyau cellulaire plus en détail et a rapporté P. cordatum Il contient 62 chromosomes, un nombre inhabituellement élevé qui remplit presque tout le noyau de la cellule. L'équipe a noté que la fonction d'une grande partie des protéines nucléaires identifiées par les chercheurs est actuellement inconnue.

« Nous avons étudié comment ces microalgues importantes fonctionnent au niveau moléculaire. Ces résultats constituent la base d'une meilleure compréhension de leur rôle dans l'environnement », a souligné Rabus. Il a expliqué que des recherches plus approfondies pourraient apporter des réponses à des questions telles que la manière dont le métabolisme de l'organisme interagit. avec d'autres facteurs de stress – Et pourquoi les espèces sont capables de s'adapter à un large éventail de conditions environnementales, depuis celles des tropiques jusqu'à celles des climats tempérés.

Référence : « Chloroplastes clairs avec complexe photosynthétique massif I/II dans le Prorocentrum cordatum marin » par Jana Kalvelage, Lars Volbrand, Jennifer Sinckler, Julian Schumacher, Noah Dietz, Kai Bischoff, Michael Winkelhofer, Andreas Klingel, Hans Peter Braun et Ralph Rabus, 08 février 2024, Physique végétale.
est ce que je: 10.1093/belvis/kiae052

READ  La Chine envisage d'explorer les astéroïdes à l'avenir (expert)

L'étude a été financée par la Fondation allemande pour la recherche.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Le T. rex était peut-être beaucoup plus lourd et plus long qu’on ne le pensait auparavant – étude

Published

on

Le T. rex était peut-être beaucoup plus lourd et plus long qu’on ne le pensait auparavant – étude

Les chercheurs suggèrent que le Tyrannosaurus rex était peut-être 70 % plus lourd qu’on ne le pensait auparavant et 25 % plus long.

Le plus grand T. rex jamais trouvé vivant pourrait être beaucoup plus grand que le plus grand spécimen actuellement connu, puisqu’il pèse environ 15 tonnes au lieu de 8,8 tonnes et mesure 15 mètres de long au lieu de 12 mètres, selon l’étude.

De nombreux dinosaures plus grands appartenant à divers groupes ont été identifiés à partir d’un seul bon spécimen fossile.

Il est donc impossible de savoir si cet animal est un grand ou un petit exemplaire de cette espèce.

Les chercheurs soulignent que déterminer quel dinosaure était le plus grand, sur la base d’une poignée de fossiles, n’a pas beaucoup de sens.

Dans la nouvelle étude, le Dr Jordan Malone du Musée canadien de la nature à Ottawa, au Canada, et le Dr David Hone de l’Université Queen Mary de Londres, ont utilisé la modélisation informatique pour évaluer un groupe de dinosaures T. rex.

Ils ont pris en compte des facteurs tels que la taille de la population, le taux de croissance, la durée de vie moyenne et le caractère incomplet des archives fossiles.

« Notre étude suggère que pour les grands animaux fossiles tels que le T. rex, nous n’avons aucune idée, d’après les archives fossiles, de la taille absolue qu’ils ont pu atteindre », a déclaré le Dr Malone.

« C’est amusant de penser à un T. rex de 15 tonnes, mais les implications sont également intéressantes d’un point de vue biomécanique ou écologique. »

READ  Ces jumelles de vision nocturne numériques se vendent pour seulement 100 $

Le Dr Hohn a déclaré : « Il est important de souligner qu’il ne s’agit pas vraiment du T. rex, qui constitue la base de notre étude, mais que cette question s’applique à tous les dinosaures et à de nombreuses autres espèces fossiles.

« Se disputer sur « qu’est-ce qui est le plus gros ? » en se basant sur quelques squelettes n’a pas vraiment de sens. »

Le T. rex a été choisi pour le modèle car bon nombre de ses détails étaient déjà bien appréciés.

Le modèle est basé sur des modèles de crocodiles vivants, choisis en raison de leur grande taille et de leur relation étroite avec les dinosaures.

Les chercheurs ont découvert que les plus grands fossiles connus de T. rex se situent probablement dans le 99e centile, soit le 1 pour cent supérieur de la taille du corps.

Cependant, ils soulignent que pour trouver un animal parmi les 99,99 pour cent (un tyrannosaure sur dix mille), les scientifiques devraient fouiller des fossiles au rythme actuel pendant encore 1 000 ans.

Les estimations de taille sont basées sur un modèle, mais la découverte de géants d’espèces modernes suggère qu’il devait encore y avoir des dinosaures plus grands.

« Certains des os et morceaux isolés indiquent clairement des individus plus gros que les squelettes dont nous disposons actuellement », a déclaré le Dr Hoon.

Les résultats ont été publiés dans la revue Ecology and Evolution.

Continue Reading

science

Comment des physiciens américains ont joué à Dieu et ont créé un nouvel élément appelé Livermorium à l’aide d’un faisceau de particules de titane

Published

on

Comment des physiciens américains ont joué à Dieu et ont créé un nouvel élément appelé Livermorium à l’aide d’un faisceau de particules de titane

Un scientifique du Lawrence Berkeley National Laboratory travaille sur un dispositif de séparation lors d’une expérience. Crédit image : Laboratoire national Lawrence Berkeley

Une équipe de scientifiques et de chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie a récemment annoncé une réalisation révolutionnaire : la création du Livemorium, ou élément 116, à l’aide d’un faisceau de particules de titane.

C’est la première fois qu’un hépatique est fabriqué de cette manière, rapprochant les chercheurs de l’insaisissable « îlot de stabilité », où les éléments très lourds sont censés avoir une durée de vie plus longue, ce qui les rend plus faciles à étudier. Plus important encore, c’est la première fois qu’un objet extrêmement lourd est fabriqué de cette manière par des humains.

Rainer Kröcken, directeur des sciences nucléaires au Berkeley Lab, a exprimé son optimisme quant à la découverte, soulignant la nature collaborative de l’expérience. Il a déclaré que la production de l’élément 120, la prochaine cible, prendrait beaucoup plus de temps mais semblait désormais possible. Annoncé lors de la conférence Nuclear Structure 2024, l’article sera bientôt disponible sur le référentiel de prépublications arXiv et sera soumis à la revue Physical Review Letters.

Utilisation innovante d’une poutre en titane pour créer l’élément 116
Dans leur expérience, les scientifiques ont utilisé un faisceau de titane-50, un isotope spécifique, pour générer du Livemorium, ce qui en fait l’élément le plus lourd créé à ce jour au laboratoire de Berkeley. Ce laboratoire a une riche histoire de découverte d’éléments, qui a contribué à l’identification de 16 éléments allant du technétium (43) au seaborgium (106).

READ  La NASA nomme la première femme noire et astronaute à se diriger vers la lune

Jacqueline Gates, qui a dirigé le dernier effort, a exprimé sa confiance dans les résultats, notant que les chances que les résultats soient une anomalie statistique sont très faibles. Le processus impliquait de chauffer le titane à environ 3 000 °F (1 649 °C) jusqu’à ce qu’il se vaporise. L’équipe a ensuite bombardé le titane vaporisé avec des micro-ondes, en enlevant 22 électrons et en préparant les ions pour l’accélération dans un cyclotron de 88 pouces au laboratoire de Berkeley.

Les ions de titane accélérés sont dirigés vers une cible de plutonium, des milliards d’ions frappant la cible chaque seconde. Ce bombardement intense a finalement créé deux atomes de Livermorium sur une période de 22 jours. L’utilisation du titane à cette fin représente une nouvelle technologie pour synthétiser des éléments plus lourds, car les éléments précédents de cette gamme, de 114 à 118, avaient été synthétisés à l’aide d’un faisceau de calcium 48.

Jennifer Burr, physicienne nucléaire au groupe des éléments lourds du Berkeley Lab, a souligné l’importance de cette méthode. La production de l’élément 116 à partir de titane valide cette nouvelle approche, ouvrant la voie à de futures expériences visant à produire des éléments plus lourds, comme l’élément 120.

Trouver l’article 120
Le succès de la création de l’élément 116 a ouvert la voie au prochain objectif ambitieux de l’équipe : créer l’élément 120. S’il est atteint, l’élément 120 sera l’atome le plus lourd jamais créé et fera partie de « l’îlot de stabilité », un groupe théorique d’éléments super-lourds de qui devrait être plus long que ceux découverts jusqu’à présent.

READ  La Chine envisage d'explorer les astéroïdes à l'avenir (expert)

Le laboratoire prévoit de commencer à tenter de créer l’élément 120 en 2025. Le processus devrait prendre plusieurs années, reflétant la complexité et les défis inhérents à cette recherche de pointe. Les physiciens explorent les limites du tableau périodique, s’efforçant de repousser les limites de la connaissance et de la compréhension humaines en explorant les limites de la stabilité atomique.

Cette réalisation majeure démontre non seulement la créativité des scientifiques du Berkeley Lab, mais ouvre également la voie à de futures découvertes dans le domaine des éléments super-lourds, qui pourraient ouvrir la voie à de nouvelles connaissances sur la nature fondamentale de la matière.

Retrouvez-nous sur YouTube

Participer

Continue Reading

science

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

Published

on

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

READ  La NASA nomme la première femme noire et astronaute à se diriger vers la lune

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) 🖖🏻

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023