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Le vaisseau spatial Lucy entame une mission de 12 ans pour étudier les astéroïdes et les origines du système solaire

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La sonde spatiale Lucy de la NASA a commencé sa mission de 12 ans après un lancement réussi depuis Cap Canaveral à bord d’une fusée Atlas V 401. Le vaisseau spatial devrait étudier huit astéroïdes dans la ceinture d’astéroïdes principale et parmi les chevaux de Troie de Jupiter, deux groupes d’astéroïdes qui partagent une orbite Cette planète est autour du soleil, dans le cadre d’une campagne visant à étudier de plus près les origines de la Terre et d’autres planètes. système solaire.

Représentation d’un artiste du vaisseau spatial Lucy survolant une paire troyenne de 617 astéroïdes Patroclus-Menoetius. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Laboratoire d’imagerie conceptuelle/Adriana Gutierrez

Lucy a été sélectionnée en 2017 pour le développement et le lancement, ainsi que la mission de Psyche, après plus de deux ans d’examen, remportant plus de 26 autres propositions. Les astronomes utiliseront trois instruments – L’Ralph, L’LORRI et L’TES – pour imager les astéroïdes cibles en lumière visible et infrarouge, mesurer la glace, le silicate et la matière organique à la surface de chaque corps céleste et étudier l’intérieur et les propriétés de masse des astéroïdes. Ces instruments seront exploités par des équipes du Southwest Research Institute de Boulder, Colorado, du Southwest Research Institute et du Goddard Space Flight Center.

Le vaisseau spatial a également une plaque d’or décorée d’échantillons de la culture actuelle, y compris des citations d’Albert Einstein et de Carl Sagan, comme une capsule temporelle pour la postérité.

Les astéroïdes ont longtemps été la cible d’études astronomiques car, comme les comètes, ils sont un instantané de différentes parties de l’histoire du système solaire. Les huit planètes se sont formées telles qu’elles sont aujourd’hui au cours de milliards d’années de processus géophysiques, tels que la météo, le climat et l’activité tectonique (ainsi que les processus humains sur Terre). En revanche, on soupçonne que les astéroïdes (ce qui signifie « semblable à une étoile ») sont les restes brisés de corps qui ne sont pas devenus assez gros pour former de véritables planètes. Ils sont donc pour la plupart présents tels qu’ils ont été depuis leur formation et se présentent comme des moments de formation planétaire préservés à travers les âges qui donnent un aperçu des conditions physiques et de la dynamique du système solaire primitif.

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Remplacez les scies à os par un laser intelligent

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Laser pour la chirurgie orthopédique

image:

Dr Ersham Hamidi et Dr Farda Janbaz dans le laboratoire laser.

Paysage plus

Crédit : Reinhard Vendler, Université de Bâle

L’utilisation de lasers au lieu de scalpels et de scies présente de nombreux avantages en chirurgie. Cependant, ils ne sont utilisés que dans des cas isolés. Mais cela est peut-être sur le point de changer : les systèmes laser deviennent de plus en plus intelligents et améliorés, explique une équipe de recherche de l’Université de Bâle.

Même en 1957, lorsque Gordon Gould a inventé le terme « laser » (abréviation de « laser »).àLumière uneAmplification par ssimulation Hune tâche R.adiation »), il imaginait déjà les possibilités de son utilisation en médecine. Les chirurgiens pourront pratiquer de minuscules incisions sans toucher le patient.

Mais avant que cela puisse se produire, il y avait et il y a encore de nombreux obstacles à surmonter. Les sources lumineuses à commande manuelle ont été remplacées par des systèmes mécaniques commandés par ordinateur, afin de réduire les blessures causées par une manipulation maladroite. Le passage des faisceaux continus aux lasers pulsés, qui s’allument et s’éteignent rapidement, a réduit la chaleur qu’ils produisent. Les progrès techniques ont permis aux lasers d’entrer dans le monde de l’ophtalmologie au début des années 1990. Depuis lors, cette technologie s’est également étendue à d’autres domaines de la médecine, mais dans relativement peu d’applications, elle a remplacé le scalpel et la scie à os.

Les préoccupations en matière de sécurité constituent l’obstacle le plus important : comment pouvons-nous prévenir les blessures aux tissus environnants ? Dans quelle mesure la profondeur de coupe peut-elle être contrôlée afin que les couches de tissus plus profondes ne soient pas accidentellement endommagées ?

Des chercheurs de l’Université de Bâle viennent d’apporter une contribution importante à l’utilisation sûre et précise des lasers avec leur récente publication dans la revue spécialisée Les lasers en chirurgie et en médecine. L’équipe de recherche, dirigée par le Dr Ferda Kanbaz du Département de génie biomédical de Bâle et le professeur Azhar Zam, anciennement de l’Université de Bâle mais désormais basée à l’Université de New York, a développé un système qui combine trois fonctions: il coupe les os, contrôle la profondeur de coupe et différencie les tissus.

Trois faisceaux laser dirigés vers un seul endroit

Ces trois fonctions sont assurées par trois faisceaux laser alignés pour se concentrer sur le même endroit. Le premier laser agit comme un capteur tissulaire, balayant les zones autour du site où l’os sera coupé. Grâce à cela, des impulsions laser sont envoyées à la surface à intervalles réguliers, pour ainsi dire, vaporisant à chaque fois une petite partie du tissu. La composition de ce tissu évaporé est mesurée à l’aide d’un spectromètre. Chaque type de tissu possède son spectre individuel – sa propre signature. L’algorithme traite ces données et crée une sorte de carte qui montre où se trouvent les os et où se trouvent les tissus mous.

Le deuxième laser, qui coupe l’os, ne sera activé qu’une fois tout cela terminé, et seulement aux endroits où l’os et non les tissus mous sont visibles sur la carte qui vient d’être créée. Pendant ce temps, le troisième laser – un système optique – mesure la profondeur de coupe et veille à ce que le laser de découpe ne pénètre pas plus profondément que prévu. Pendant la phase de coupe, le capteur de tissu surveille également en permanence si le bon tissu est coupé ou non.

Maîtrise de soi

«La particularité de notre système est qu’il se contrôle tout seul, sans intervention humaine», résume Ferdia Kanbaz, physicienne des lasers.

Jusqu’à présent, les chercheurs testent leur système sur des os de fémur et des tissus de porc obtenus auprès d’un boucher local. Ils ont pu prouver que leur système fonctionne avec une précision de l’ordre du millimètre. La vitesse du laser intégré est également proche de celle d’une intervention chirurgicale traditionnelle.

L’équipe de recherche travaille actuellement à réduire la taille du système. Ils ont déjà atteint la taille d’une boîte d’allumettes en combinant le système optique et le laser de découpe seuls (voir Message d’origine). Une fois qu’ils auront ajouté le capteur tissulaire et pourront miniaturiser davantage l’ensemble du système, ils devraient pouvoir l’insérer dans la pointe de l’endoscope pour des chirurgies mini-invasives.

Chirurgie moins invasive

« Utiliser davantage les lasers en chirurgie est une ambition louable pour plusieurs raisons », souligne le Dr Arsham Hamidi, auteur principal de l’étude. Il souligne que la découpe sans contact réduit quelque peu le risque d’infection. « Des incisions plus petites et plus précises signifient également que les tissus guérissent plus rapidement et que les cicatrices sont réduites. »

La découpe laser contrôlée permet également d’appliquer de nouvelles formes de découpe, de sorte que, par exemple, un implant orthopédique puisse s’emboîter physiquement dans l’os existant. «Un jour, nous pourrons peut-être nous passer complètement du ciment osseux», ajoute Ferda Kanbaz.

Il existe également d’autres domaines de la chirurgie où ce type de préparation combinée est utile : elle peut permettre de distinguer plus précisément les tumeurs des tissus sains environnants, puis de les découper sans retirer une quantité inutile de tissus adjacents. Une chose est sûre : la vision de Gordon Gould du laser en tant qu’outil médical polyvalent se rapproche plus que jamais.


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Les planètes d’un système stellaire rare dansent en parfaite harmonie mathématique

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Les planètes d’un système stellaire rare dansent en parfaite harmonie mathématique

Film de science-fiction de Lars von Trier 2011 tristesse (Maintenant en streaming sur Peacock), c’est deux histoires à la fois. D’une part, il s’agit du combat personnel inhérent au fait d’être une personne ; Comment nous équilibrons nos relations, nos engagements et notre bonheur. D’un autre côté, il s’agit de la destruction imminente de la Terre lorsqu’une planète inattendue apparaît et entre en collision avec nous. Il s’agit aussi de la façon dont ces deux choses se sentent parfois identiques.

Il est peu probable que des mondes inattendus apparaissent et nous frappent, mais il est vrai que les planètes ne tournent pas toujours de manière totalement prévisible. La plupart des systèmes démarrent avec un degré élevé de symétrie et d’harmonie, mais deviennent rapidement plus chaotiques, ce qui rend difficile la prévision de la position et du mouvement des exoplanètes (mondes situés en dehors de notre système solaire). Cependant, les astronomes ont récemment découvert un système rare de planètes proches qui dansent toutes en harmonie presque parfaite.

Les planètes dansent et aucune d’entre elles ne danse mieux que celles-ci

Le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA a détecté pour la première fois des planètes autour de l’étoile HD110067 en 2020. L’analyse initiale suggérait deux mondes, mais ils n’ont pas eu un aperçu suffisamment précis pour connaître les orbites. Deux ans plus tard, TESS a observé encore et encore qu’il y avait deux mondes, mais lorsqu’ils ont comparé les deux mesures, cela n’avait aucun sens. Les astronomes sont donc allés chercher davantage de données grâce à la mission CHEOPS de l’Agence spatiale européenne (ESA). Il s’agit de l’abréviation de « Caractérisation du satellite ExOPlanet ».

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Grâce à CHEOPS, les astronomes ont pu ratisser large et rechercher des signaux sur une large gamme d’orbites autour de HD110067. C’est à ce moment-là qu’ils ont découvert une troisième planète, et avec elle la clé pour comprendre l’ensemble du système et localiser davantage de planètes. L’astuce était une affaire mathématique unique, selon Déclaration de l’ESA.

Les astronomes ont réalisé que la période orbitale (le temps qu’il faut à une exoplanète pour terminer une orbite autour de son étoile) de la planète la plus intérieure était de 9 114 jours. La période orbitale de la deuxième planète était de 13 763 jours et celle de la troisième de 20 519 jours. L’orbite de chaque planète est environ 1,5 fois la longueur de la planète qui la précède. En d’autres termes, pour trois orbites de la première planète, la deuxième planète en accomplit deux. La relation reste également vraie pour les troisième et quatrième planètes. Les cinquième et sixième planètes ont une résonance de 4:3, tournant trois fois toutes les quatre orbites de la planète qui les précède. Chaque planète de ce système danse en parfaite harmonie avec les mondes qui l’entourent.

Ce genre de danse mathématique tranquille est inhabituel dans l’univers, en particulier dans un système ancien comme celui-ci. La plupart des systèmes démarrent par une résonance harmonique, mais cet équilibre peut facilement être perturbé. La formation d’une grande planète ou un passage rapproché avec une autre étoile peut perturber les orbites et provoquer une désynchronisation des choses. Au fil du temps, les orbites ont tendance à devenir un peu plus chaotiques qu’elles ne l’étaient initialement. Les astronomes estiment que seulement 1 % environ des systèmes planétaires maintiennent des trajectoires orbitales bien ordonnées. Cependant, ce système fonctionne comme neuf dès la sortie de la boîte.

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Bien qu’il se soit formé il y a plus d’un milliard d’années, le système autour de HD110067 regorge de planètes en orbite exactement là où elles sont censées se trouver. À tel point que nous avons pu trouver des planètes dont nous ignorions l’existence en suivant un schéma mathématique simple. Si seulement cela était vrai pour la planète voyou Melancholia.

Regardez Mélancolie en streaming maintenant Sur le paon.

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Une nouvelle étude révèle le rôle crucial du calcium dans le nettoyage des cellules mortes

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Une nouvelle étude révèle le rôle crucial du calcium dans le nettoyage des cellules mortes

Des scientifiques japonais ont découvert comment la protéine Xkr4 est activée par les ions calcium pour envoyer un signal aux cellules immunitaires afin qu’elles nettoient les cellules mortes. Cette découverte, qui démontre le rôle unique du calcium dans la membrane cellulaire, pourrait fournir de nouvelles informations sur les mécanismes de nettoyage cellulaire.

Les scientifiques ont découvert que le calcium extracellulaire intervient dans l’activation d’une protéine membranaire qui agite le drapeau signalant la mort cellulaire.

Une équipe de recherche dirigée par des scientifiques de l’Institut pour la science intégrée des matériaux cellulaires (iCeMS) de l’Université de Kyoto au Japon a découvert des mécanismes par lesquels les cellules mortes activent une protéine qui déclenche un signal « mange-moi » aux cellules immunitaires pour nettoyer les débris. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Communications naturelles.

Rôle de la protéine Xkr4 dans la mort cellulaire

La protéine s’appelle Xkr4 et fait partie des protéines de la famille Xkr présentes dans les membranes cellulaires. Xkr4 déplace le phospholipide phosphatidylsérine de l’intérieur de la membrane cellulaire, où il se trouve normalement, vers l’extérieur. La translocation de la phosphatidylsérine vers l’extérieur de la membrane est un signal de mort cellulaire, ce qui attire les phagocytes qui dévorent les débris.

Le calcium agit comme le chaînon manquant pour nettoyer les cellules mortes

Le calcium extracellulaire pénètre dans une poche de la zone de brouillage transmembranaire, conduisant à l’activation du brouillage. Cela expose la phosphatidylsérine (PS) à la surface des cellules, qui sert de marque pour éliminer les cellules indésirables. Crédit image : Mindy Takamiya/iCeMS, Université de Kyoto

Processus d’activation Xkr4

Les chercheurs ont précédemment découvert que pour agir comme un brouillage de la phosphatidylsérine, la queue cytoplasmique C-terminale de Xkr4 doit d’abord être clivée, formant un dimère avec un autre Xkr4 et exposant le site de liaison. Ce site de liaison se connecte ensuite à un autre fragment protéique appelé XRCC4.

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Cependant, la liaison de XRCC4 à Xkr4 seule n’est pas suffisante pour activer Xkr4 dans la configuration expérimentale. Cela indique qu’un autre composant est nécessaire.

Le rôle des ions calcium

L’équipe de recherche japonaise a découvert que les ions calcium sont nécessaires pour permettre l’activation de Xkr4. Les ions calcium chargés positivement en dehors de l’environnement cellulaire sont liés à trois ions chargés négativement Acides aminés Sur deux hélices sur la protéine Xkr4. Cette liaison fait passer Xkr4 d’un état intermédiaire à un état entièrement activé.

« Nous avons découvert que le calcium extracellulaire agit comme une colle moléculaire pour les hélices transmembranaires Xkr4, en les activant », a expliqué Jun Suzuki, biochimiste à l’iCeMS.

Le rôle inattendu du calcium et les recherches futures

Ce qui est surprenant, c’est que l’on sait que le calcium extracellulaire est impliqué dans la régulation de l’activité des protéines à l’extérieur et à l’intérieur de l’environnement cellulaire, mais pas à l’intérieur de la membrane cellulaire elle-même. « Ici, de manière inattendue, nous avons découvert que le calcium extracellulaire infiltre les régions des protéines transmembranaires pour lier deux hélices transmembranaires », a déclaré Suzuki.

L’étude suggère également que les ions calcium pourraient être importants pour l’activation d’autres membres de la famille des protéines Xkr, en particulier Xkr8 et Xkr9, ce qui pourrait aider à élucider les mécanismes par lesquels ces protéines et d’autres protéines scramblase fonctionnent.

La prochaine étape de l’équipe consiste à examiner la fonction de Xkr4 dans les neurones et à explorer son rôle dans le cerveau.

Référence : « Le calcium extracellulaire agit comme une colle moléculaire pour les hélices transmembranaires pour activer la scramblase. Communications naturelles.
est ce que je: 10.1038/s41467-023-40934-2

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