dans une étude publié dans Communications naturellesle groupe du professeur Zhao Yanjie de l’Institut de l’immunité et des infections de Shanghai de l’Académie chinoise des sciences a rapporté une nouvelle technologie iRIL-seq, qui identifie les interactions moléculaires ARN-ARN dans les cellules microbiennes vivantes.

Grâce à iRIL-seq, les chercheurs ont pour la première fois cartographié les réseaux d’interaction ARN-ARN de Salmonella enterica à différents stades de développement, découvrant ainsi plusieurs nouveaux ARN non codants et d’importants centres de régulation de l’ARNm.

L’interaction directe ARN-ARN est le principal mécanisme par lequel les ARN non codants exercent leurs fonctions. Dans les cellules procaryotes, les petits ARN non codants reconnaissent les ARNm cibles via des interactions d’appariement de bases très courtes et incomplètes, difficiles à prédire et à quantifier.

Les ARN bactériens non codants ont d’importantes fonctions régulatrices, contrôlant l’expression de nombreux gènes cibles au niveau post-transcriptionnel et jouant un rôle essentiel dans de nombreux processus biologiques, tels que l’infection bactérienne, la résistance aux antibiotiques, le métabolisme central, la réponse au stress et la détection du quorum. . , et la formation de biofilms.

L’analyse du réseau d’interactions ARN-ARN revêt une grande importance pour l’étude de la physiologie microbienne et des fonctions des ARN non codants. Cependant, les techniques actuelles de profilage des interactions ARN-ARN sont complexes, nécessitant des cellules fixes et de nombreuses étapes in vitro telles que la digestion, la réparation et l’épissage de l’ARN, ce qui entraîne des interactions d’ARN insuffisantes avec une faible spécificité et précision.

Dans cette étude, les chercheurs ont développé une nouvelle approche de ligature de proximité d’ARN in vivo, iRIL-seq (interaction intercellulaire d’ARN par ligature et séquençage).

Les chercheurs ont d’abord stimulé l’expression de l’enzyme ARN T4 dans des cellules microbiennes vivantes, entraînant une liaison de proximité entre les molécules d’ARN en interaction in vivo. Ils ont ensuite enrichi de petits ARN non codants et de leurs transcrits en interaction par immunoprécipitation du principal petit chaperon d’ARN Hfq.

Ils ont également déterminé l’identité et les séquences des molécules d’ARN en interaction à l’aide du séquençage d’ARN à haut débit. Le processus expérimental principal peut être achevé en une journée, grâce à une réticulation in vivo rapide et à un flux de travail simplifié.

Cette nouvelle technologie élucide non seulement l’atlas du réseau d’interactions microbiennes ARN-ARN, mais identifie également les interactions d’appariement de bases ARN-ARN à une résolution d’un seul nucléotide. iRIL-seq est une technique simple, rapide, précise et universelle pour analyser les interactions ARN-ARN dans les micro-organismes, et propose une nouvelle façon d’étudier les interactions ARN-ARN dans les cellules eucaryotes.

En outre, les chercheurs ont cartographié pour la première fois les interactions dynamiques ARN-ARN du pathogène bactérien Salmonella enterica à plusieurs stades de développement, identifié plus de 2 000 interactions ARN-ARN et découvert plusieurs centres de régulation clés de l’ARNm. Il a été démontré à ce jour que le plus grand centre de régulation de l’ARNm chez les bactéries est l’ARNm codant pour la porine de la membrane externe OmpD, qui est régulée par au moins 12 petits ARN non codants.

La caractérisation expérimentale de ces petits ARN a conduit à l’identification d’un nouveau petit ARN FadZ clivé de l’ARNm 3’UTR par la ribonucléase. L’expression de l’ARNm parental FadZ et fadBA était régulée par les facteurs de transcription en amont FadR et CRP et par la signalisation des acides gras à longue chaîne.

Dans des conditions d’acides gras à longue chaîne, l’ARNs FadZ et le gène cible ompD ont été activés par le facteur de transcription CRP, formant ensemble une boucle de réaction incohérente de type I (I1-FFL). Les résultats ont révélé le mécanisme de régulation post-transcriptionnel des bactéries en réponse au métabolisme des acides gras à longue chaîne chez les hôtes.

Le 9 décembre 2023, La comète de Halley Il a atteint son apogée et a atteint sa plus grande distance.

Ces 10 faits fascinants célèbrent son retour imminent.

Cette vue simulée du ciel montre le ciel de Londres, en Angleterre, au printemps 1066 : lorsque la comète de Halley est revenue. Bien que cet événement ait été enregistré en de nombreux endroits, l’identifier avec le retour de la comète de Halley nécessiterait plusieurs centaines d’années.

1.) Le premier enregistrement remonte à 240 avant JC

Cette ancienne tablette a plus de 2 000 ans et enregistre l’événement de la comète de Halley comme suit : « Au cours de la septième année du règne de l’empereur Qin Shi Huang, empereur des Royaumes combattants, l’étoile à balai est apparue pour la première fois à l’est, et puis apparut dans le nord. « 

Repéré en Chineles archives décrivent une « étoile à balai ».

Cette tablette babylonienne enregistre l’apparition de la comète de Halley datant de fin septembre 164 av. Il existe des preuves que la comète de Halley remonte à la préhistoire, mais celle-ci et les enregistrements chinois d’une orbite précédente sont les premiers enregistrements fiables et vérifiables de la comète de Halley vue de la Terre.

2.) L’interrogation de Newton par Halley a conduit aux Principia.

Il n’y aura peut-être pas d’autre Einstein ni d’autre Newton, mais nous pouvons tous apprendre à utiliser leurs équations dans de bonnes conditions physiques. Nous pouvons devenir excellents en physique de la même manière qu’eux : en résolvant des problèmes de manière quantitative.

Newton a dit avec désinvolture à Halley que la loi de la force centrale ~1/r² créerait des orbites elliptiques, Eh bien prouve le.

Les orbites des planètes du système solaire interne ne sont pas parfaitement circulaires, mais elliptiques, comme le sont les orbites de tous les objets liés au Soleil par gravité. Les planètes se déplacent plus rapidement au périhélie (le plus proche du Soleil) qu’à l’aphélie (le plus éloigné du Soleil), conservant leur moment cinétique et obéissant aux lois du mouvement de Kepler, que Newton a fondées sur une base mathématique plus solide et plus généralisée.

3.) Halley a identifié 3 cas de retour antérieurs.

Ce diagramme montre l’orbite de la comète de Halley, en négligeant les effets gravitationnels turbulents des planètes. La comète de Halley passe la plupart de son temps près de l’aphélie, près de l’orbite de Neptune et au-delà, mais elle plonge dans le système solaire interne une fois tous les 74 à 79 ans.

Elle annonce l’arrivée de la comète précédente en 1531, 1607 et 1682 Les prédictions de Halley pour 1705.

La publication originale d’Edmund Halley dans laquelle il a identifié pour la première fois des comètes enregistrées trois fois en 1531, 1607 et 1682 comme le même corps : la comète de Halley, avec un retour attendu en 1758.

4.) Son orbite est variable.

Dans la théorie de la gravitation de Newton, les orbites forment une ellipse parfaite lorsqu’elles se produisent autour de grandes masses uniques. Cependant, en relativité générale, il existe un effet supplémentaire de précession dû à la courbure de l’espace-temps et au fait que les planètes se déplacent par rapport au Soleil, ce qui provoque un déplacement de l’orbite dans le temps, d’une manière qui peut parfois être mesurable. Mercure présente l’effet le plus important au sein de notre système solaire, se déplaçant à un rythme supplémentaire de 43 pouces (où 1 pouce équivaut à 1/3600 de degré) par siècle en raison de cet effet supplémentaire. Pendant ce temps, toutes les comètes qui traversent le système solaire sont affectées par la gravité des planètes qui les composent, ce qui perturbe souvent leurs périodes et leurs trajectoires orbitales.

D’autres planètes, notamment Jupiter, perturbent les orbites des comètes. La périodicité de Halley varie de 74 à 79 ans.

L’animation représente une cartographie des positions des objets géocroiseurs (NEO) connus à des moments précis au cours des 20 dernières années, se terminant par une carte de tous les astéroïdes connus en janvier 2018. Bien que Jupiter absorbe de nombreux astéroïdes et comètes, il peut les absorber. Les rediriger également, ce qui pourrait mettre davantage en danger les terres.

5.) Haley n’a jamais remarqué son retour.

Alors que de nombreuses comètes magnifiques ornent le ciel avec régularité et irrégularité, la plus grande comète du vivant de Halley, en 1680, n’avait aucun lien avec la comète qui porte son nom. Halley n’a jamais vu sa comète revenir, mais elle ressemblait peut-être à la comète 2020 NEOWISE, présentée ici.

Halley calcula un retour en 1758, mais mourut en 1742.

Peint par Isaac Hood vers 1720, ce portrait à l’effigie d’Edmund Halley est considéré comme l’un des plus beaux portraits de l’astronome des XVIIe et XVIIIe siècles.

6.) Son retour conduit au catalogue Messier.

Cette image d’une plaque d’astronomie archéologique du sentier Peñasco Blanco montre un croissant de Lune, une étoile à 10 branches identifiée à une supernova crabienne en 1054, et, en bas, le symbole d’un cercle concentrique avec une extension en forme de flamme : Halley’s On pense que la comète réapparaîtra en 1054. 1066.

En 1758, alors qu’il cherchait une comète, une nébuleuse du ciel profond confondit Charles Messier. Son catalogue a évité toute confusion future.

Grâce à un télescope de qualité du XVIIIe siècle, les comètes, nébuleuses et autres objets étendus ne peuvent pas être facilement distingués les uns des autres. Cela rend très difficile la recherche aveugle d’une comète lente, et la recherche de la comète de Halley en 1758, associée à la redécouverte fortuite de la nébuleuse du Crabe, a incité Charles Messier à développer son célèbre catalogue.

7.) Leur vitesse orbitale varie considérablement.

Avant de comprendre comment fonctionne la loi de la gravité, nous avons pu prouver que tout corps en orbite autour d’un autre corps obéit à la deuxième loi de Kepler : il trace des surfaces égales dans des intervalles de temps égaux, ce qui indique qu’il doit se déplacer plus lentement lorsqu’il est plus éloigné et plus vite quand il est plus proche. . Pour les orbites hautement elliptiques, comme celles des comètes, la vitesse près du périhélie est énorme, tandis que la vitesse près de l’apogée est relativement faible.

au périhélie, Jusqu’à ~ 55 km/s. A l’apogée, la vitesse est inférieure à 1 km/s.

Vu à son apogée (fin 2023-début 2024), la comète de Halley trace une trajectoire très elliptique. À son point le plus proche du Soleil, il passe à l’intérieur de l’orbite de Vénus et juste à l’extérieur de l’orbite de Mercure, tandis qu’à l’aphélie, sa distance la plus éloignée, il est plus comparable aux distances plutoniques.

8.) Ses débris créent des pluies de météores.

La comète 67P/Churyumov-Gerasimenko a été photographiée à plusieurs reprises par la mission Rosetta de l’Agence spatiale européenne, observant sa forme irrégulière, sa surface volatile et dégazante, ainsi que son activité comète. Lorsque de petits fragments de la comète se détachent et s’étirent le long de la trajectoire orbitale du corps parent, ils créent un flux de débris qui déclenchera une pluie de météores partout où il croisera la trajectoire orbitale de la planète.

Non, je peux Amniotes ETA Et octobre Orionides Elle provient de la comète de Halley.

Une vue de nombreuses météorites frappant la Terre sur une longue période, montrées en même temps, depuis la Terre (à gauche) et depuis l’espace (à droite). Si la trajectoire de la comète croise deux fois l’orbite terrestre, sa coulée de débris pourrait créer jusqu’à deux pluies de météores par an.

9.) Ce n’est pas le type de comète le plus courant.

Chaque année, la Terre traverse le flux de débris de la comète Swift-Tuttle, créant un phénomène optique connu sous le nom de pluie de météores des Perséides. La comète Swift-Tuttle reste l’objet le plus dangereux connu de l’humanité : c’est une comète de type Halley, et il lui faut 133 (entre 20 et 200) ans pour boucler son orbite.

116 seulement Type Halley Comètes connues, contre 656 Comètes de la famille Jupiter.

Cette carte montre le flux de débris de la comète Encke, une comète à courte période en orbite autour du Soleil qui est à l’origine de la pluie de météores Thorid. La zone blanche indique l’endroit où le flux de débris est le plus dense et correspond au noyau de la comète, mais les débris se sont étendus sur toute l’orbite de la comète. Les comètes avec des périodes inférieures à 20 ans sont beaucoup plus nombreuses que les comètes de type Halley, qui ont des périodes comprises entre 20 et 200 ans.

10.) Son noyau pourrait bientôt se diviser.

La dernière fois que la comète de Halley a visité le système solaire interne, c’était en 1986, lorsque la sonde Gioto de l’Agence spatiale européenne est passée par là et a capturé cette image à seulement 2 000 kilomètres de distance. Le Soleil, à gauche, chauffe le noyau de la comète, libérant des gaz et de la poussière.

ce Boule de neige à faible densité, tas de gravats Il est Perte de masse rapideIl pourrait bientôt se désintégrer.

Lorsqu’ils tournent autour du Soleil, les comètes et les astéroïdes se brisent généralement au fil du temps, les débris entre les morceaux se dilatant le long de la trajectoire de l’orbite pour former des flux de débris. Ces flux provoquent des pluies de météores lorsque la Terre traverse ce flux de débris. Cette image prise par Spitzer le long de la trajectoire d’une comète montre de petits fragments libérant des gaz, mais elle montre également le principal flux de débris qui donne naissance aux pluies de météores qui se produisent dans notre système solaire.

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Note de l’éditeur: Vous et/ou vos assistants robotiques explorez un nouveau monde où la vie existe. Vous essayez de comprendre la génomique de base, la structure cellulaire et d’autres aspects de sa structure de base. Vous êtes très loin de chez vous et avez besoin d’informations à envoyer à votre domicile mais aussi pour orienter vos sorties de recherche et vos études en laboratoire sur place. Avoir un capteur 3D/portable capable de collecter de telles informations et de les transmettre à votre base d’origine pour une imagerie super-résolution pourrait être un excellent outil. Comment allons-nous équiper les explorateurs humains et robotiques de systèmes d’imagerie pour les missions d’équipe à distance ?

Les dernières méthodes de microscopie à super-résolution atteignent désormais une résolution optique de l’ordre de quelques nanomètres. Cela correspond à la résolution dans la gamme de tailles des molécules cellulaires. Cependant, il n’a pas encore été possible de vérifier la précision obtenue sur des éléments constitutifs cellulaires tels que des complexes multiprotéiques – car il n’existait pas de systèmes de référence biomoléculaires pouvant être marqués avec des colorants à des endroits précis à une distance de quelques nanomètres.

Une équipe dirigée par le Dr Gerti Bilyeu et le professeur Markus Sauer du Centre Rudolf Virchow – le Centre de bioimagerie intégrative et translationnelle de l’Université Julius Maximilians (JMU) de Würzburg en Bavière, en Allemagne, a marqué un tournant. Dans la revue Advanced Materials, ils présentent de nouvelles règles moléculaires biocompatibles, les PicoRulers (règles optiques pour l’étalonnage d’imagerie à base de protéines).

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En utilisant l’expansion du code génétique et la chimie des clics, l’équipe a réussi à construire ces règles moléculaires personnalisées. Ils peuvent être utilisés comme structures de référence biomoléculaires précises en microscopie à fluorescence.

Architecture PicoRuler basée sur PCNA pour la microscopie à super-résolution inférieure à 10 nm. A) Représentation de la conception de la règle PCNA, montrant les positions de trois fluorophores identiques à des intervalles de 6 nm. Ceci a été réalisé grâce à l’épitaxie bioorthogonale de ncAA, qui ont été spécifiquement introduits sur le site du PCNA par le GCE. Comme échantillon de référence, nous avons utilisé du PCNA marqué avec DOL ≈0,4. B) SDS-PAGE montrant la pureté du WT PCNA après chaque étape de purification. L : échelle protéique, His : après chromatographie d’affinité au nickel, Strep-Trap : après chromatographie d’affinité Strep-tag et SEC : après chromatographie d’exclusion de taille. La bande du monomère PCNA est marquée d’un triangle rouge. C) PCNA-6 (S186Norb) imagé par TEM sous coloration négative avec de l’acétate d’uranyle. D) Chromatogramme SEC de PCNA-6 (S186Norb) après marquage avec H-Tet-Cy5, confirmant la conjugaison réussie des fluorophores à la protéine PCNA. La fraction contenant le PicoRuler étiqueté est affichée en bleu. Barre d’échelle 5 nm (c) – Matériaux avancés

Un chef-d’œuvre technologique : la précision au niveau moléculaire

Les PicoRulers sont basés sur la protéine en trois parties PCNA (antigène nucléaire de cellules en prolifération), qui joue un rôle clé dans la réplication et la réparation de l’ADN. En insérant soigneusement des acides aminés non naturels dans des emplacements précisément définis, cette protéine a été modifiée de telle manière qu’elle peut cliquer spécifiquement sur des colorants fluorescents ou d’autres molécules avec une erreur de liaison minimale.

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Cela permet aux chercheurs de tester l’exactitude des dernières méthodes de microscopie à super-résolution avec une résolution sans précédent sur une biomolécule cellulaire précisément définie.

Markus Sauer s’enthousiasme : « La capacité d’analyser des structures biologiques réelles à un niveau inférieur à 10 nm représente une nouvelle ère dans l’imagerie biologique. Par rapport aux macromolécules synthétiques utilisées précédemment, nos PicoRulers ne sont pas seulement biocompatibles. Ils offrent également une précision inégalée pour tester la précision sous conditions réalistes.

Ouvrir la porte à l’étude de processus complexes dans les cellules

L’application de cette technologie s’étend au-delà des frontières traditionnelles de la microscopie. «Nos PicoRulers ne sont pas seulement un outil permettant d’effectuer des mesures plus précises, mais elles ouvrent également la porte à une étude plus approfondie et plus détaillée des processus complexes qui se produisent à l’intérieur de nos cellules», explique Gertie Bilyeu.

Évaluation photophysique des PicoRulers basés sur PCNA et de l’origami ADN. a, b) Images dSTORM sélectionnées de PicoRulers triplement marqués (DOL ≈ 3,0) et (b) d’origami d’ADN (DOL ≈ 3,0) avec des distances interfluorophores de 6 nm, ainsi que leurs échantillons de référence à marquage unique (réf). Alors que chaque origami d’ADN contient un seul fluorophore, l’échantillon de référence PCNA affiche un DOL ≈0,4 et contient donc également des molécules PCNA non marquées et doublement marquées (taille de pixel 2 nm). Barres d’échelle, 10 nm. c) Occurrence relative des durées de vie OFF, nombre d’états (événements) détectés à partir de PicoRulers individuels dans les expériences dSTORM et nombre d’événements (localisations) détectés par image en fonction du temps (analyse d’empreintes digitales). d) Images FLIM de PicoRulers marqués H-Tet-Cy5 (la référence étiquetée individuellement est affichée en gris et un PicoRuler mesuré par triple-clic est affiché dans une boîte magenta) par imagerie confocale TCSPC dans un tampon de photo-commutation à une intensité d’irradiation de ≈ 2,5 kW cm−2. Pour minimiser le photoblanchiment du fluorophore, les images FLIM ont été enregistrées avec un temps d’intégration de 25 µs pour chaque pixel. Aucun seuil de gravité n’a été appliqué. Barres d’échelle, 2 μm. E) Désintégrations moyennes de fluorescence des PCNA PicoRulers étiquetés avec un (gris) ou trois (violets) fluorophores Cy5. f) Rapports Nc/Nl,av déterminés pour les molécules PCNA de référence à marquage unique et les PicoRulers à triple marquage dans des expériences de résistance à la collecte de photons (n ​​= 13) – Matériaux avancés.

Fort potentiel pour de futures applications

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Le développement ultérieur des PicoRulers pourrait modifier à long terme l’imagerie biologique et médicale avec une résolution moléculaire. Pour la première fois, il est devenu possible de valider et d’améliorer le potentiel de résolution de nouvelles méthodes de microscopie à super-résolution sur des échantillons biologiques. Cela en fait un outil précieux pour élucider l’organisation moléculaire et l’interaction des biomolécules dans les cellules à l’avenir.

PCNA en tant que nanoéchelle à base de protéines pour l’imagerie par fluorescence inférieure à 10 nmMatériaux avancés (accès libre)

Astrobiologie