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Inflammation liée à un système d’élimination de l’ADN défectueux

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Inflammation liée à un système d’élimination de l’ADN défectueux

LA JOLLA (8 février 2024) – Les cellules du corps humain contiennent des mitochondries productrices d'énergie, et chacune possède son propre ADN mitochondrial – un ensemble unique d'instructions génétiques complètement distinctes de l'ADN nucléaire de la cellule que les mitochondries utilisent pour produire de l'énergie vitale. . Lorsque l’ADNmt reste en place (à l’intérieur des mitochondries), il maintient la santé mitochondriale et cellulaire, mais lorsqu’il va dans un endroit auquel il n’appartient pas, il peut déclencher une réponse immunitaire qui favorise l’inflammation.

Maintenant, les scientifiques de Salk et les collaborateurs de l'UC San Diego ont découvert un nouveau mécanisme utilisé pour éliminer l'ADNmt défectueux de l'intérieur des mitochondries vers l'extérieur. Lorsque cela se produit, l’ADNmt est reconnu comme un ADN étranger et active une voie cellulaire normalement utilisée pour favoriser l’inflammation afin de débarrasser la cellule des agents pathogènes, tels que les virus.

Résultats publiés dans Biologie cellulaire normale 8 février 2024 Plusieurs nouvelles cibles thérapeutiques sont présentées pour perturber la voie inflammatoire et ainsi atténuer l'inflammation liée au vieillissement et à des maladies telles que le lupus ou la polyarthrite rhumatoïde.

« Nous savions que l'ADNmt s'échappait des mitochondries, mais la manière dont cela reste incertain », explique le professeur auteur principal. Gérald Shadle, directeur du Centre d'excellence en traumatologie de San Diego-Nathan en biologie fondamentale du vieillissement et titulaire de la chaire Audrey Geisel en sciences biomédicales à Salk. « En utilisant des méthodes d'imagerie et de biologie cellulaire, nous sommes en mesure de retracer les étapes du transport de l'ADN mitochondrial hors des mitochondries, que nous pouvons maintenant essayer de cibler avec des interventions thérapeutiques pour, espérons-le, prévenir l'inflammation qui en résulte. »

L’une des façons dont nos cellules réagissent aux dommages et aux infections est ce que l’on appelle le système immunitaire inné. Bien que la réponse immunitaire innée constitue la première ligne de défense contre les virus, elle peut également répondre à des molécules fabriquées par l’organisme qui ressemblent simplement à des agents pathogènes, notamment à l’ADN mitochondrial égaré. Cette réponse peut conduire à une inflammation chronique et contribuer aux maladies humaines et au vieillissement.

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Les scientifiques ont travaillé pour découvrir comment l'ADN mitochondrial quitte les mitochondries et stimule la réponse immunitaire innée, mais les voies précédemment identifiées ne s'appliquaient pas aux conditions uniques de stress de l'ADN mitochondrial sur lesquelles l'équipe Salk étudiait. Ils se sont donc tournés vers des techniques d’imagerie sophistiquées pour recueillir des indices sur l’endroit et le moment où les choses allaient mal dans ces mitochondries.

« Nous avons réalisé une avancée majeure lorsque nous avons constaté que l'ADN mitochondrial se trouvait à l'intérieur d'une mystérieuse structure membraneuse une fois qu'il avait quitté les mitochondries. Après avoir assemblé toutes les pièces du puzzle, nous avons réalisé que cette structure était un endosome », explique le premier auteur. Laura Newman, ancien chercheur postdoctoral au laboratoire de Shadle et actuel professeur adjoint à l'Université de Virginie. « Cette découverte nous a finalement amené à réaliser que l'ADN mitochondrial était rejeté et, ce faisant, une partie s'en échappait. »

L’équipe a découvert un processus qui commence par un défaut dans la réplication de l’ADN mitochondrial qui provoque l’accumulation d’amas de protéines contenant de l’ADNmt appelés nucléoïdes dans les mitochondries. Après avoir remarqué ce défaut, la cellule commence alors à éliminer les nucléoïdes qui arrêtent la réplication en les transportant vers les endosomes, un groupe d'organites qui trie et envoie le matériel cellulaire pour une élimination permanente. L'endosome est surchargé de ces nucléoïdes, ce qui entraîne une fuite, et l'ADN mitochondrial se désassemble soudainement dans la cellule. La cellule signale que l’ADNmt est un ADN étranger – de la même manière qu’elle signale l’ADN viral – et initie la voie cGAS-STING pour détecter l’ADN et provoquer une inflammation.

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« En utilisant nos outils d'imagerie de pointe pour examiner la dynamique mitochondriale et la libération de l'ADNmt, nous avons découvert un tout nouveau mécanisme de libération de l'ADNmt », explique le co-auteur Uri Manor, ancien directeur du Waitt Advanced Biophotonics Core à Salk et actuel professeur adjoint. À l'Université de Californie, San Diego. « Il y a beaucoup de questions de suivi que nous sommes impatients de poser, comme par exemple comment d'autres interactions entre les organites contrôlent les voies immunitaires innées, comment différents types de cellules libèrent l'ADNmt et comment nous pouvons cibler cette nouvelle voie pour réduire l'inflammation pendant la maladie et vieillissement. »

Les chercheurs espèrent cartographier plus de détails sur cette voie complexe d’élimination de l’ADN mitochondrial et d’activation immunitaire, y compris les conditions biologiques – telles que le dysfonctionnement de la réplication de l’ADN mitochondrial et l’infection virale – qui sont nécessaires pour initier la voie et quels effets en aval elle peut avoir sur. Santé humaine. Ils voient également une opportunité d’innovation thérapeutique utilisant cette voie, qui représente une nouvelle cible cellulaire pour réduire l’inflammation.

Les autres auteurs incluent Sammy Weiser Novak, Gladys Rojas, Nimisha Tadepal, Cara Schiavone, Cristina Towers, Matthew Donnelly, Sajnika Ghosh, Sienna Rocha et Ricardo Rodriguez Enriquez de Salk ; Daniel Grotjahn et Michaela Medina du Scripps Research Institute ; Marie-Ève ​​Tremblay de l'Université de Victoria au Canada; Joshua Ciboulette de l'Université de Californie à San Diego ; et Ian Lemmersall de l'Institut d'immunologie de La Jolla.

Le travail a été soutenu par les National Institutes of Health (R01 AR069876, P30AG068635, 1K99GM141482, 1F32GM137580, T32GM007198, 5R00CA245187 et 5R00CA245187-04S1), l'Initiative Allen-AHA sur la santé cérébrale et les déficiences cognitives (1) 9 PABH1346.10000H), Nationale Prix ​​NeuroNex de la Science Foundation (2014862), Prix Chan Zuckerberg Scholars of Photography, Fondation LIFE, George E. Bourse postdoctorale de recherche médicale Hewitt, bourse postdoctorale de la Fondation de recherche médicale Paul F. Glenn, bourse postdoctorale du Salk Pioneer Fund, prix Waitt. La Fondation du Centre d'imagerie cellulaire et moléculaire de l'École de médecine de l'Université Yale, la Chaire de recherche du Canada (niveau 2) en neurobiologie du vieillissement et de la cognition et le Fonds des leaders John R. Evans de la Fondation canadienne pour l'innovation (subvention 39965).

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À propos de l'Institut Salk d'études biologiques :

Découvrir les secrets de la vie elle-même est le moteur du Salk Institute. Notre équipe de scientifiques primés de classe mondiale repousse les limites des connaissances dans des domaines tels que les neurosciences, la recherche sur le cancer, le vieillissement, l'immunobiologie, la biologie végétale, la biologie computationnelle, et bien plus encore. Fondé par Jonas Salk, développeur du premier vaccin contre la polio sûr et efficace, l'Institut est un organisme de recherche indépendant à but non lucratif et un monument architectural : petit par choix, intime par nature et intrépide face à tout défi. Apprenez-en davantage grâce à www.salk.edu.

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

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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. »

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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.

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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

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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).

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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.

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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.

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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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