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Les simulations indiquent que la matière noire existe bel et bien

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Les simulations indiquent que la matière noire existe bel et bien



Les simulations informatiques réalisées par les astronomes soutiennent l'idée de l'existence de la matière noire, selon les chercheurs.

L'ouvrage aborde un débat fondamental en astrophysique : la matière noire invisible doit-elle exister pour expliquer le fonctionnement de l'univers comme il le fait, ou les physiciens peuvent-ils expliquer le fonctionnement des choses en se basant uniquement sur la matière que nous pouvons observer directement ?

Actuellement, de nombreux physiciens pensent qu’il doit exister quelque chose comme la matière noire pour expliquer le mouvement des étoiles et des galaxies.

« Notre recherche montre comment nous pouvons utiliser des relations réelles observées comme base pour tester deux modèles différents pour décrire l'univers », explique Francisco Mercado, auteur principal et récent diplômé de doctorat de l'Université de Californie, département de physique et d'astronomie d'Irvine, qui est maintenant ici. Chercheur postdoctoral au Pomona College. « Nous avons proposé un test robuste pour distinguer les deux modèles. »

Les tests impliquaient l’exécution de simulations informatiques des deux types de matière – matière ordinaire et matière noire – pour expliquer la présence de caractéristiques intéressantes mesurées dans de vraies galaxies.

L'équipe annonce ses résultats en Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Les caractéristiques des galaxies découvertes par l'équipe « devraient apparaître dans un univers contenant de la matière noire, mais seraient difficiles à expliquer dans un univers sans elle », explique Mercado. « Nous avons montré que de telles caractéristiques apparaissent dans les observations de nombreuses galaxies réelles. En prenant ces données au pied de la lettre, cela réaffirme la position du modèle de matière noire comme le modèle qui décrit le mieux l'univers dans lequel nous vivons. »

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Ces caractéristiques de l'observation de Mercado décrivent des modèles de mouvements des étoiles et des gaz dans les galaxies qui semblent possibles uniquement dans un univers contenant de la matière noire.

« Les galaxies observées semblent être soumises à une relation étroite entre la matière que nous voyons et la matière noire déduite que nous détectons, à tel point que certains ont suggéré que ce que nous appelons la matière noire est une preuve réelle que notre théorie de la gravité est fausse », explique co-auteur James. Pollock, professeur de physique à l'Université de Californie à Irvine et doyen de l'École des sciences physiques de l'UCLA.

« Ce que nous avons montré, c'est que non seulement la matière noire prédit la relation, mais que pour de nombreuses galaxies, elle peut expliquer ce que nous voyons plus naturellement que la gravité modifiée. Je suis de plus en plus convaincu que la matière noire est le bon modèle. »

Des caractéristiques apparaissent également dans les observations faites par les partisans d’un univers sans matière noire.

« Les observations que nous avons examinées – les mêmes observations dans lesquelles nous avons trouvé ces caractéristiques – ont été faites par des adeptes des théories sans matière noire », explique le co-auteur Jorge Moreno, professeur agrégé de physique et d'astronomie au Pomona College.

« Malgré leur présence évidente, peu d'analyses ont été effectuées sur ces caractéristiques par cette communauté. Il a fallu des gens comme nous, des scientifiques travaillant à la fois avec la matière ordinaire et la matière noire, pour entamer la conversation. »

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Moreno ajoute qu'il s'attend à ce qu'un débat au sein de sa communauté de recherche suive à la suite de l'étude, mais il pourrait y avoir un terrain d'entente, car l'équipe a également constaté que de telles caractéristiques n'apparaissent dans leurs simulations que lorsque la matière noire et la matière ordinaire sont toutes deux présentes. présent. La matière dans l'univers.

« Lorsque les étoiles naissent et meurent, elles explosent en supernovae, qui peuvent former le centre des galaxies, ce qui explique naturellement la présence de ces caractéristiques », explique Moreno. « En termes simples, les caractéristiques que nous avons examinées dans les observations nécessitent l'existence de matière noire et l'incorporation de la physique de la matière ordinaire. »

Maintenant que le modèle de matière noire de l’univers semble être le modèle leader, la prochaine étape, explique Mercado, consiste à voir s’il reste cohérent dans l’univers de la matière noire.

« Il sera intéressant de voir si nous pouvons utiliser cette même relation pour différencier les différents modèles de matière noire », explique Mercado. « Comprendre comment cette relation évolue selon différents modèles de matière noire peut nous aider à limiter les propriétés de la matière noire elle-même. »

Chercheurs supplémentaires de l’Université du Texas à Austin ; Institut de technologie de Californie ; Université de Californie, Davis ; L'Université Northwestern a collaboré aux travaux.

Le financement du travail provient d'un prix MSP-Ascend décerné par la National Science Foundation à Mercado. Mercado et Bullock ont ​​reçu le soutien de la NSF et de la NASA. Moreno reçoit un financement de la Fondation Hirsch.

source: Université de Californie, Irvine

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La découverte de gènes pourrait conduire à un atome flexible et « désordonné »

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La découverte de gènes pourrait conduire à un atome flexible et « désordonné »



Les chercheurs ont identifié un gène largement présent dans les plantes comme principal transporteur d’une hormone qui affecte la taille du maïs.

Cette découverte fournit aux sélectionneurs de plantes un nouvel outil pour développer des variétés naines souhaitables qui peuvent améliorer la résilience et la rentabilité des cultures.

Une équipe de scientifiques a passé des années à déterminer les fonctions du gène ZmPILS6. Aujourd’hui, ils sont en mesure de le décrire comme un facteur important de la taille et de la structure des plantes, et comme un transporteur de l’hormone auxine qui aide à contrôler la croissance des racines souterraines et des pousses, ou tiges, au-dessus du sol.

Leurs conclusions sont publiées dans Actes de l’Académie nationale des sciences.

« La particularité de l’ère scientifique actuelle est que nous disposons de toutes ces données génétiques de haute qualité, que ce soit sur le maïs, sur les humains ou sur d’autres organismes, et que nous avons désormais pour tâche de découvrir ce que font réellement les gènes », explique Dior-Kelly. . est professeur adjoint de génétique, de développement et de biologie cellulaire à l’Iowa State University, qui a dirigé l’équipe de recherche.

Le groupe a utilisé le « criblage génétique inverse » (du gène au trait exprimé dans la plante), ainsi que d’autres techniques, pour retracer le rôle des gènes dans l’évolution du maïs. Les écrans inversés nécessitent plusieurs saisons de croissance et ne fonctionnent pas toujours, selon Kelly. Il a fallu sept ans à son équipe pour caractériser précisément ZmPILS6 et vérifier qu’il régule la croissance des plantes.

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Lorsque les plantes modifiées et transformées étaient « supprimées », leur absence supprimait la formation de racines latérales et la hauteur de la plante. La recherche a conduit à un brevet provisoire pour son utilisation potentielle dans des programmes de sélection visant à produire du maïs de petite taille encore très productif.

«Je pense que c’est comme un maïs lutin», dit Kelly. « Il suscite beaucoup d’intérêt pour plusieurs raisons, notamment sa faible consommation d’eau et de nutriments et sa capacité à résister aux vents violents. »

En étudiant ZmPILS6 dans le maïs, les chercheurs sont arrivés à une autre découverte étrange : le gène semblait avoir des effets opposés sur la croissance des plantes par rapport au gène identique du maïs. ArabidopsisC’est une plante qui sert souvent de modèle pour la recherche.

« C’était complètement inattendu », dit Kelly. « Cela montre que les protéines végétales, qui ont évolué dans des contextes différents, peuvent se comporter différemment. Cela souligne la nécessité d’étudier les gènes directement au sein des principales cultures d’intérêt, plutôt que de penser que nous les comprenons en fonction de leur fonctionnement dans d’autres plantes. »

Kelly décrit la nouvelle recherche comme une recherche fondamentale « fondamentale » pour comprendre le gène qui influence de nombreux traits de développement complexes, qui a été préservé par l’évolution de nombreuses plantes, des algues au maïs.

« C’est également « transformateur », dans la mesure où il est lié aux ressources génétiques qui peuvent être utilisées pour améliorer les programmes de sélection », dit-elle. «Cela ouvre des questions et des aspects de recherche complètement nouveaux pour mon laboratoire.»

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Co-auteurs supplémentaires de l’Iowa ; Université de Duke; et Université de Californie, Riverside.

L’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture de l’USDA et le financement de démarrage de l’USDA du Collège d’agriculture et des sciences de la vie de l’Université d’État de l’Iowa ont financé les travaux.

source: Université d’État de l’Iowa

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Un nouveau modèle 3D montre comment les implants neuronaux soulagent la douleur chronique

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Un nouveau modèle 3D montre comment les implants neuronaux soulagent la douleur chronique

Modèle 3D développé par Université de Virginie occidentale Les neuroscientifiques montrent comment les stimulateurs implantables – du même type que ceux utilisés pour traiter la douleur chronique – peuvent cibler les neurones qui contrôlent des muscles spécifiques pour assurer la rééducation des personnes souffrant de troubles neurologiques tels qu’un accident vasculaire cérébral ou une lésion de la moelle épinière.

le StadeY compris le modèle, il a été publié dans la revue Nature Communications Biology.

Le dispositif, implanté sur ou à proximité de la moelle épinière, fonctionne en délivrant un signal électrique via un fil fin. Pour traiter la paralysie, la stimulation cible des parties spécifiques de la moelle épinière pour aider à restaurer la fonction musculaire et le mouvement. Cependant, l’efficacité du dispositif a été limitée par une compréhension insuffisante de l’emplacement des motoneurones qui se connectent à des muscles spécifiques dans la moelle épinière.

« Si nous voulons vraiment maximiser l’utilité de ces implants, nous voulons pouvoir sélectionner des motoneurones spécifiques qui activeront des muscles spécifiques et aideront à bouger de la bonne manière et au bon moment », a-t-il déclaré. Valéria Gritsenkoprofesseur agrégé à École de médecine WVUSections Performance humaine – Physiothérapie, Neurologie Et le Institut de neurosciences Rockefeller. « Les scientifiques veulent utiliser un modèle pour déterminer où implanter ce système. »

Dans le cadre de l’étude, Gritsenko a reçu une subvention de 600 000 $ sur trois ans du ministère américain de la Défense pour diriger une équipe visant à construire des modèles plus avancés du système neuromusculaire.

Grâce à d’autres études et tests, les chercheurs espèrent mieux comprendre dans quelle mesure ces appareils peuvent améliorer la fonction musculaire.

Pour mener l’étude, les chercheurs ont d’abord créé un modèle 3D de l’emplacement des motoneurones dans la moelle épinière d’un macaque – un singe de l’Ancien Monde – et l’ont comparé aux connaissances actuelles sur la moelle épinière humaine. Ils ont également créé des modèles 3D de l’anatomie musculo-squelettique d’un singe macaque et du membre supérieur droit d’un humain et ont comparé ces modèles.

« Nous avons étudié les différences et les changements dans la longueur des muscles dans différentes postures, à la fois chez le modèle humain et chez le singe », a-t-il déclaré. Rachel Taitano, doctorant en médecine et neurosciences de Fairfax, en Virginie, et auteur principal de l’étude. « Le modèle musculo-squelettique du singe montre que la biomécanique est similaire à celle des humains, même si l’espèce présente des différences dans les muscles qu’elle utilise, les muscles qu’elle possède et leurs différentes orientations et fonctions. »

L’étude montre une correspondance étroite dans la distribution ou la profondeur des groupes de motoneurones le long de la moelle épinière chez les macaques et les humains. Ces résultats permettront aux scientifiques d’obtenir une précision dans la fourniture du traitement.

« Certaines populations de motoneurones sont plus profondes dans la moelle épinière et d’autres sont plus proches de la surface », a expliqué Gritsenko. « Ce modèle nous permet d’examiner plus en profondeur l’endroit où les populations de motoneurones pourraient être les plus proches de la surface. C’est là que vous souhaitez stimuler l’activation de ces muscles. »

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« Connaître l’organisation vertébrale des assemblages de motoneurones – des groupes de cellules qui se connectent à un seul muscle – pourrait révéler quelque chose de fascinant », a expliqué Gritsenko, qui a été le chercheur principal. « Notre système musculo-squelettique complexe a évolué au fil du temps pour permettre une large gamme de résultats. de mouvements que nous voyons chez tous les « primates, y compris nous, les humains. L’équipe a découvert que nos moelles épinières contiennent des « cartes » intégrées qui reflètent cette fonction complexe. Cette « carte » aide à simplifier le contrôle de nos corps complexes via la moelle épinière.  » .

Un autre collègue sur le projet, Sergueï Yakovenkoprofesseur agrégé à la faculté de médecine de l’Université de Virginie-Occidentale, départements de performance humaine et de recherche. Exercice physiologiqueLe Département de Neurosciences et le RNI ont mené des études similaires sur l’anatomie de la moelle épinière chez les quadrupèdes. Les nouvelles découvertes montrent à quel point l’anatomie de la moelle épinière est conservée chez les animaux et à quel point elle reflète les actions musculaires.

Les résultats d’une étude scientifique appliquée qui peuvent être utilisés au bénéfice des patients en milieu clinique sont ce qui, selon Taitano, l’a attirée vers le projet.

« Je pense que nous pouvons obtenir beaucoup d’informations à partir d’études non chirurgicales », a déclaré Taitano, diplômé en génie biomédical. « Maintenant que nous pouvons appliquer ces résultats à l’échelle millimétrique et nanométrique, nous pouvons créer des dispositifs permettant d’appliquer ce que nous voyons dans un modèle comme celui-ci. »

Une fois le projet terminé, Taitano passera à la partie médecine de son programme cet été.

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« Les antécédents de Rachel ont été très utiles au succès de l’étude », a déclaré Gritsenko. « J’aimerais certainement voir davantage de ce type de collaboration interdisciplinaire avec des étudiants diplômés travaillant sur des projets avec des collègues des départements de médecine et d’ingénierie.

En plus de la subvention du ministère de la Défense, des scientifiques de deux autres universités ont exprimé leur intérêt pour l’utilisation du modèle pour explorer la manière d’améliorer la technologie catalytique, a déclaré Gritsenko. Elle prévoit également de collaborer avec un chercheur principal d’une autre université pour valider les résultats de l’étude sur des modèles animaux.

« Nous voulons faire un test de stimulation musculaire basé sur les prédictions du modèle et voir si nous obtenons les résultats escomptés », a-t-elle déclaré. « Nous pouvons essayer cela d’abord avec des singes, puis, si cela fonctionne, nous pouvons l’essayer chez l’homme pour vérifier davantage qu’il s’agit d’un bon modèle pour guider ces interventions chirurgicales. »

référence: Taitano RI, Yakovenko S, Gritsenko V. L’anatomie musculaire se reflète dans l’organisation spatiale des groupes de motoneurones spinaux. Commune Byul. 2024;7(1):1-11. est ce que je: 10.1038/s42003-023-05742-s

Cet article a été republié ci-dessous Matiéres. Remarque : Le matériel peut avoir été modifié en termes de longueur et de contenu. Pour plus d’informations, veuillez contacter la source susmentionnée. Vous pouvez accéder à notre politique de communiqués de presse ici.

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Découverte de plus de 400 empreintes de dinosaures du Crétacé

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Découverte de plus de 400 empreintes de dinosaures du Crétacé

Plus de 400 empreintes de dinosaures datant du Crétacé inférieur ont été découvertes dans la préfecture autonome de Zhuxiongyi, dans la province chinoise du Yunnan (sud-ouest), ont indiqué des chercheurs.

Les fossiles ont été trouvés dans les montagnes de la ville de Konglongshan, dans la ville de Lufeng. Wang Tao, directeur du Centre de recherche et de préservation des fossiles de dinosaures à Lufeng, a déclaré que l’identification locale indiquait que les couches rocheuses contenant des empreintes de dinosaures remontaient à environ 120 millions d’années.

Wang a déclaré que les fossiles peuvent être classés en trois types : de grandes empreintes qui ressemblent à celles de sauropodes, tels que Diplodocus ; Des empreintes ressemblant à celles des théropodes, comme les tyrannosaures ; Les empreintes présentent des dépressions visibles à l’avant, ce qui indique que le dinosaure marchait avec ses orteils touchant le sol et qu’il pourrait appartenir à un stégosaure ou à un ankylosaure.

« Sur la base des observations sur le terrain, on suppose que cette zone pourrait avoir été située au bord d’un lac, entourée d’une végétation abondante », a déclaré Wang. « Une fois que différents types de dinosaures ont fini de se nourrir, ils sont probablement venus au lac pour boire de l’eau et se sont plongés dans la boue et le sable au bord de l’eau », a-t-il ajouté.

Konglongshan, dont le nom se traduit par « Montagne des dinosaures », est une zone de découverte concentrée d’empreintes de dinosaures fossilisées. Cependant, Wang a déclaré que la découverte de cette taille et de cette diversité est sans précédent, indiquant la présence étendue de divers groupes de dinosaures dans la région de Luofeng au début du Crétacé.

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Depuis 1938, plus de 120 fossiles de dinosaures ont été découverts à Lufeng, mais aucun fossile du Crétacé n’a été découvert auparavant. Wang a déclaré que les empreintes de dinosaures récemment découvertes revêtaient une grande importance pour les efforts futurs visant à localiser des fossiles de dinosaures du Crétacé dans la région.

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