science
L’étude identifie de nouveaux leviers de contrôle de la biochimie végétale
En plus de mener des études génétiques et biochimiques, les scientifiques ont utilisé une «étiquette» de protéine fluorescente verte (GFP) et des installations de microscope au Centre des nanomatériaux fonctionnels du laboratoire de Brookhaven pour visualiser les protéines qu’ils étudiaient dans des cellules en papier. Gauche : localisation d’une protéine donneuse d’électrons marquée GFP le long du réticulum endoplasmique (réticulum endoplasmique) dans les cellules foliaires. À droite : un complexe d’une enzyme P450 marquée GFP interagissant avec un donneur d’électrons. Dans ce cas, les scientifiques ont attaché la moitié de l’étiquette GFP à chacune de ces protéines ; La fluorescence ne se produit que lorsque les deux moitiés se rejoignent lorsque les protéines interagissent. (Dans les deux images, le signal rouge provient de la chlorophylle.) Crédit : Laboratoire national de Brookhaven
Les biochimistes végétaux du Laboratoire national de Brookhaven du Département américain de l’énergie ont découvert un nouveau niveau d’organisation dans la « machinerie » biochimique que les plantes utilisent pour convertir le carbone organique dérivé de la photosynthèse en un groupe de molécules aromatiques en forme d’anneaux. Une recherche vient d’être publiée dans la revue La science avancepropose de nouvelles stratégies de contrôle de la biochimie végétale pour des applications agricoles et industrielles.
« Notre étude révèle la complexité et la diversité longtemps négligées d’un groupe clé d’enzymes connues sous le nom de monooxygénases du cytochrome P450 », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Chang-Jun Liu, du département de biologie du Brookhaven Lab. « Ces enzymes servent de machinerie synthétique pour produire une grande variété de composés aromatiques dans les plantes – y compris des composés qui construisent le squelette hydrofuge et les vaisseaux sanguins des plantes, et d’autres qui offrent une protection contre l’invasion des insectes et les rayons UV. »
Révéler la complexité de la régulation de ces enzymes fournit un nouvel ensemble d’outils génétiques que les scientifiques peuvent utiliser pour contrôler avec précision les composés dans lesquels elles sont produites. Différent parties de la plante. Les travaux pourraient contribuer à faciliter le stockage à long terme du carbone et l’utilisation neutre en carbone de la biomasse végétale pour des applications énergétiques, à améliorer les propriétés nutritionnelles des plantes ou à accroître leur résistance aux maladies et aux conditions environnementales difficiles.
Machines moléculaires
Les scientifiques savent depuis longtemps que les enzymes P450 ne fonctionnent pas seules pour déterminer les caractéristiques structurelles et biologiques des composés aromatiques.
« Pour faire fonctionner les machines P450, ils ont besoin de molécules partenaires pour délivrer des électrons. Ces électrons Comme source d’énergie pour alimenter la machine en carburant.
Traditionnellement, les scientifiques pensaient que les P450 interagissaient principalement avec un donneur d’électrons général appelé cytochrome P450 réductase pour produire une variété de composés aromatiques. Mais la nouvelle étude montre que différents P450 engagent sélectivement différents donneurs d’électrons (et chaînes de transport d’électrons) pour piloter leurs activités. De plus, les chercheurs ont découvert que la même enzyme P450 peut tirer parti de donneurs d’électrons et de chaînes de transport d’électrons distincts dans différentes parties de la plante (tiges, feuilles et graines) pour produire différentes classes d’aromatiques.
Les scientifiques ont fait ces découvertes en analysant des composés aromatiques qui se sont accumulés dans différentes parties de plantes dans lesquelles les gènes de différents donneurs d’électrons ont été sélectivement supprimés.
« En éliminant ces gènes, nous avons pu identifier les contributions de différents donneurs d’électrons et identifier ceux qui entraînent la production de différents aromatiques dans différentes parties de la plante », a déclaré Liu. Puis dans des cellules de levure, nous avons réassemblé différentes chaînes de transport d’électrons en combinaison avec des enzymes végétales P450 pour imiter les réactions chez les plantes. Ces études nous ont aidés à étudier les contributions des donneurs d’électrons individuels et des chaînes de transport au soutien de l’activité du P450. »
les travail expérimental Il a été principalement mené par le chercheur postdoctoral Xianhai Zhao sous la direction de Liu.
Le chercheur postdoctoral Xianhai Zhao et le biochimiste Chang-Jun Liu avec des plantes Arabidopsis utilisées dans cette étude. Crédit : Laboratoire national de Brookhaven
Zhao a expliqué : « Les plantes ont développé un certain nombre de gènes donneurs d’électrons homologues, nous avons donc dû créer des plantes avec des délétions de gènes uniques et des combinaisons de gènes. Nous avons ensuite étudié les changements dans la distribution des produits aromatiques au cours du développement des plantes.
« Nous avons également effectué une analyse comparative complète de l’expression des gènes donneurs d’électrons et de l’abondance des molécules sources d’électrons dans différentes parties de la plante et mesuré les taux de transfert d’électrons de différentes chaînes de transport », a ajouté Zhao.
Ces expériences ont aidé les scientifiques à déterminer les raisons sous-jacentes pour lesquelles les enzymes P450 sont impliquées dans différentes chaînes de transport d’électrons dans différentes parties de la plante.
prochaines étapes
Les connaissances acquises fournissent aux scientifiques un nouvel ensemble d’outils génétiques qu’ils peuvent manipuler pour contrôler la production d’aromatiques.
« Nous pouvons manipuler des donneurs d’électrons spécifiques – au lieu de P450 – pour supprimer un groupe distinct d’aromatiques et obtenir le résultat souhaité », a déclaré Liu.
Par exemple, la réduction du composé aromatique connu sous le nom de lignine dans les tiges peut faciliter la décomposition des plantes et les transformer en biocarburant. Réduire les niveaux de certains aromatiques dans les graines peut les améliorer valeur nutritionnelle.
« Les connaissances détaillées présentées dans cette étude nous permettent d’apporter des modifications sélectives à une partie de la plante sans affecter l’autre – comme l’accumulation de composés aromatiques qui fournissent un écran solaire UVB dans les feuilles », a déclaré Liu.
L’équipe de Brookhaven prévoit de tester ces stratégies de manipulation génétique pour améliorer les cultures bioénergétiques. Ils mèneront également d’autres études à l’aide de microscopes électroniques cryogéniques au laboratoire de structure biomoléculaire de Brookhaven pour comprendre les détails au niveau atomique qui entraînent des partenariats sélectifs entre les enzymes P450 et des donneurs d’électrons spécifiques.
« L’exploration de la base moléculaire de la liaison donneur sélective d’électrons P450 nous aidera à comprendre le fonctionnement du système P450 », a déclaré Liu. « Ceci, à son tour, nous permettra de créer plus d’efficacité enzyme systèmes pour produire les produits biologiques souhaités et pour améliorer la conversion et le stockage du carbone absorbé par la photosynthèse.
Plus d’information:
Xianhai Zhao et al, Recrutement préférentiel tissulaire des chaînes de transport d’électrons pour la biosynthèse phénolique catalysée par le cytochrome P450, La science avance (2023). DOI : 10.1126/sciadv.ade4389. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade4389
Introduction de
Laboratoire national de Brookhaven
la citation: Study Identifies New Levers Controlling Plant Biochemistry (11 janvier 2023) Extrait le 11 janvier 2023 de https://phys.org/news/2023-01-levers-biochemistry.html
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29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
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science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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