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Philip Benfey, pionnier de la génétique végétale et de l’innovation en technologie agricole, est décédé

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Philip Benfey, pionnier de la génétique végétale et de l’innovation en technologie agricole, est décédé

Le Centre de biotechnologie de Caroline du Nord a été attristé d’apprendre que Philip Benfey, Ph.D., un généticien végétal inspirant et pionnier, est décédé le 26 septembre à l’âge de 70 ans. Benfey était professeur Paul Kramer de biologie à l’Université Duke. et un enquêteur du Howard Hughes Medical Institute (HHMI).

En utilisant la racine d’Arabidopsis, Benfey a fait progresser notre compréhension de la façon dont les cellules se transforment de cellules souches relativement indifférenciées en tissus entièrement différenciés. L’une de ses contributions majeures a été la découverte et la caractérisation des gènes SARECROW et SHORTROOT, qui codent pour des facteurs de transcription contribuant à la formation des racines des plantes de manière autonome et non autonome.

« Benfi a réalisé à quel point des idées innovantes pouvaient naître d’une université, ce qui a conduit à la création de trois startups », a déclaré Paul Olanche, Ph.D., MBA, directeur principal des initiatives ciblées chez NCBiotech. « C’était un scientifique très pointu, prêt à remettre en question les idées et à remettre en question les nouvelles découvertes, mais en même temps, il était humble et voulait entendre les opinions des autres. »

Le travail pionnier de Benfey a été reconnu par de nombreux honneurs et nominations. Il a été membre de l’American Association for the Advancement of Science, membre de l’Académie nationale des sciences des États-Unis, et a été inclus à de nombreuses reprises dans la liste annuelle des chercheurs les plus cités de Clarivate Analytics, qui répertorie les chercheurs dont les recherches publiées se classent dans le classement des chercheurs les plus cités. top 1% des citations dans leur domaine. Et l’année de publication.

Philip Benfey, 2002. – Photographie de Jim Wallace

Faire avancer la biologie végétale
Jeff Dangel, Ph.D., chercheur au HHMI et John N. Koch de l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, a rencontré Benfey au début des années 1990, alors que Benfey était un jeune professeur adjoint à l’Université Rockefeller de New York et que Dangel était à l’Institut Max Planck de biologie végétale en Allemagne.

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«Nous sommes devenus amis et collègues», a déclaré Dangle. « C’était les débuts de l’Arabidopsis Genome Initiative et de la diffusion d’Arabidopsis comme espèce de référence pour toute la biologie végétale. Nos chemins se sont croisés lors de conférences et à la National Science Foundation, où nous nous sommes rencontrés en tant que membres de divers groupes d’étude pour tracer un nouveau voie pour la science végétale.

Après les attentats du 11 septembre, Benfey et sa femme Elizabeth ont décidé de quitter New York. Dangel a fortement recommandé Benfey aux directeurs scientifiques de l’Université Duke, qui recherchaient une nouvelle chaire en biologie.

« L’impact de Philip sur les sciences biologiques à Duke au cours des 20 dernières années est très significatif », a expliqué Dangle. « Il a été président à une période difficile de l’histoire du département ; il a été une force motrice et un directeur du Duke Center for Systems Biology ; et il a été un leader dans la conception et la construction du Centre français des sciences de la famille. »

Dangel décrit Benfey comme un conférencier et écrivain inspirant et efficace. « Il pouvait donner des conférences merveilleuses et captivantes et il pouvait exprimer sa vision de la botanique », a-t-il déclaré. « Une partie importante de la magie de Philippe résidait dans sa capacité à identifier des avancées nouvelles et révolutionnaires dans la biologie de la croissance végétale, à concevoir un plan pour y remédier et à motiver de jeunes scientifiques hautement qualifiés à participer à l’aventure de la découverte avec lui. »

L’un des scientifiques inspirés par Benvi était Lucia Strader, Ph.D., professeur à l’Université Duke. « Philip et Xinyan Dong ont joué un rôle déterminant dans mon recrutement chez Duke », a-t-elle déclaré. «Après avoir déménagé mon laboratoire à Duke en juillet 2020, Philip a fait de son mieux en s’assurant que je sois présenté à diverses entités de Duke et en organisant des déjeuners de professeurs pour aider à reconstruire cette communauté après la levée des restrictions liées au coronavirus.»

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Avec Benfey, Strader a cofondé le Réseau d’innovation climatique et végétale, un groupe de partenariats régionaux axés sur la résolution des principaux défis associés au changement climatique et à ses impacts sur les cultures et l’alimentation grâce à la recherche interdisciplinaire. « Ses relations profondes dans toute la région ont été un catalyseur pour la formation d’un groupe cohésif, motivé par sa capacité à favoriser un sentiment d’unité entre les membres du groupe », a déclaré Strader.

Le Réseau d’innovation climatique et végétale a abouti à un effort de collaboration dirigé par l’Université d’État agricole et technique de Caroline du Nord pour soumettre une proposition de programme NSF Regional Innovation Engines (NSF) visant à créer un corridor d’innovation agricole en Caroline du Nord. Cette proposition est actuellement à l’étude.

Transformer la recherche en technologie innovante
Benfey avait un fort esprit d’entreprise et reconnaissait l’importance de traduire ses découvertes scientifiques en applications pratiques qui pourraient aider l’industrie agricole de plusieurs manières. En 2007, il a cofondé la startup Grassroots Biotechnology basée sur le dispositif microfluidique RootArray développé par son laboratoire pour visualiser l’expression des gènes dans des dizaines de racines en temps réel. Cinq ans seulement après sa création, Monsanto a acquis Grassroots Biotechnology. Il a ensuite lancé une autre entreprise de biotechnologie agricole, Hi Fidelity Genetics, qui utilise la science des données, des capteurs avancés et le séquençage d’ADN à grande échelle pour optimiser la croissance des racines des cultures afin d’augmenter la productivité.

L’une des réalisations les plus récentes de Benfey a été le développement de l’analyse de l’expression génique unicellulaire, qui a mis en évidence la relation directe entre les sous-réseaux de développement et l’expression cellulaire des gènes. En février 2023, cette découverte est devenue la fondation de Raleigh Biosciences, qu’il a cofondé avec Ross Sozzani, Ph.D., professeur à la North Carolina State University. Le projet favorise la production alimentaire durable en fournissant un contrôle précis de l’expression des caractères, un aspect crucial pour améliorer à la fois les plantes individuelles et l’écosystème agricole dans son ensemble.

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Sozzani a rencontré Benfey pour la première fois en 2006, alors qu’il était étudiant diplômé invité à la recherche d’un poste postdoctoral dans un laboratoire de recherche végétale axé sur la biologie des systèmes. Elle a travaillé dans son laboratoire en tant que chercheuse postdoctorale pendant cinq ans avant de se lancer dans ses propres projets de recherche. « Philip est devenu un guide de vie, toujours juste un coup de téléphone ou un court voyage », a-t-elle déclaré. « Il a partagé qu’il adoptait souvent l’expression ‘Pourquoi pas ?’ état d’esprit au lieu de se contenter par défaut d’un simple « non ». Cette perspective a été une leçon précieuse que je porte toujours avec moi.

Benfi a été un véritable pionnier dans l’adoption de nouvelles technologies et la stimulation de l’innovation, selon Sozzani. « Ses découvertes ont comblé le fossé entre la science fondamentale et ses applications pratiques dans les cultures », a-t-elle déclaré. « Son dévouement envers sa famille – sa femme Elizabeth et leurs deux fils Sam et Julian – a toujours été évident. Au fond, Philip était non seulement un innovateur et un esprit brillant, mais aussi un mentor remarquable qui a laissé une marque indélébile sur ces chanceux. C’est assez. Il nous suffit d’apprendre de lui.

source: ncbiotech.org

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Découverte d’un flux de coma géant au milieu des galaxies

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Découverte d’un flux de coma géant au milieu des galaxies

Étonnamment, une équipe de chercheurs internationaux a découvert un flux d’étoiles exceptionnellement massif et faible au centre des galaxies.

La ligne noire est le géant Coma Stream récemment découvert. Cette ligne fait dix fois la longueur de la Voie lactée et se situe à environ 300 millions d’années-lumière entre les galaxies (taches jaunes). Crédit image : Télescope William Herschel/Roman et al.

Bien que des jets dans la Voie lactée et dans les galaxies voisines aient déjà été documentés, cela représente l’observation inaugurale d’un flux intergalactique étendu. Il est remarquable qu’il s’agisse du volet le plus complet identifié à ce jour. Les astronomes ont détaillé leurs découvertes dans Journal d’astronomie et d’astrophysique.

Les premières observations ont été effectuées à l’aide d’un télescope relativement modeste d’un diamètre de 70 cm appartenant à l’astronome Michael Rich en Californie, aux États-Unis. Les chercheurs ont ensuite pointé le télescope William Herschel de 4,2 mètres à La Palma, en Espagne, vers la zone désignée.

Après un traitement approfondi de l’image, ils ont révélé un flux extrêmement faible qui dépasse de plus de dix fois la longueur de la Voie lactée. Ce flux en expansion ne semble être lié à aucune galaxie particulière, tourbillonnant dans l’environnement des amas. Les chercheurs l’ont surnommé le « flux de coma géant ».

Ce ruisseau géant a croisé notre chemin par hasard. Nous étudiions les halos d’étoiles autour des grandes galaxies.

Javier Roman, chercheur principal à l’Université de Groningue

Elle entretient des affiliations avec l’Université de Groningen aux Pays-Bas et l’Université de La Laguna à Tenerife, en Espagne. L’importance de découvrir le géant Coma Stream réside dans sa fragilité et sa présence dans un environnement difficile caractérisé par des galaxies qui s’attirent et se repoussent.

En même temps, nous avons pu simuler des flux aussi énormes sur ordinateur. Nous espérons donc en trouver davantage. Par exemple, si nous cherchons avec le futur ELT 39 AD et quand Euclide commence-t-il à produire des données.

Reinier Pelletier, co-auteur de l’étude, Université de Groningen

À l’aide des prochains grands télescopes, les chercheurs visent non seulement à détecter des courants géants supplémentaires, mais également à examiner de près le courant de coma géant lui-même.

Nous aimerions observer des étoiles individuelles dans et à proximité du flux et en apprendre davantage sur la matière noire..

Reinier Pelletier, co-auteur de l’étude, Université de Groningen

L’amas de Coma est l’un des groupes de galaxies les plus étudiés, contenant des milliers de galaxies situées à environ 300 millions d’années-lumière de la Terre, dans la constellation nord de Bérénice.

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En 1933, l’astronome suisse Fritz Zwicky démontra que les galaxies au sein de l’amas présentaient des vitesses très élevées lorsque seule la matière visible était considérée. Il en a déduit l’existence de la matière noire, qui agit comme une force invisible assurant le maintien de la cohésion. Les propriétés exactes de la matière noire restent encore inconnues à ce jour.

source: https://nova-astronomy.nl/

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Un outil quantique ouvre la porte à des phénomènes inconnus

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Un outil quantique ouvre la porte à des phénomènes inconnus

Les scientifiques dirigés par Peter Zoller ont développé un nouvel outil pour mesurer l’intrication dans de nombreux systèmes corporels et l’ont démontré expérimentalement. Cette méthode permet d’étudier des phénomènes physiques auparavant inaccessibles et peut contribuer à une meilleure compréhension des matériaux quantiques. Le travail a maintenant été publié dans la revue Nature.

L’intrication est un phénomène quantique dans lequel les propriétés de deux ou plusieurs particules sont interconnectées de telle manière qu’un état spécifique ne peut plus être attribué à chaque particule individuelle. Nous devons plutôt prendre en compte toutes les particules qui participent simultanément à un certain état. L’enchevêtrement des molécules détermine en fin de compte les propriétés de la matière.

« L’intrication de nombreuses particules est la caractéristique qui fait la différence », souligne Christian Kocail, l’un des premiers auteurs de cet article publié dans Nature. « Mais en même temps, c’est très difficile à déterminer. » Les chercheurs dirigés par Peter Zoller de l’Université d’Innsbruck et de l’Institut d’optique quantique et d’information quantique (IQOQI) de l’Académie autrichienne des sciences (ÖAW) présentent désormais une nouvelle approche qui pourrait améliorer considérablement l’étude et la compréhension de l’intrication dans les matériaux quantiques. . Afin de décrire de grands systèmes quantiques et d’en extraire des informations sur l’intrication existante, il faudrait naïvement effectuer un nombre incroyablement grand de mesures. « Nous avons développé une description plus efficace, qui nous permet d’extraire des informations d’intrication du système avec des mesures beaucoup plus petites », explique le physicien théoricien Rijk van Beijnen.

Dans une simulation quantique d’un piège à ions contenant 51 particules, les scientifiques ont imité la matière réelle en la recréant particule par particule et en l’étudiant dans un environnement de laboratoire contrôlé. Très peu de groupes de recherche dans le monde disposent du contrôle nécessaire sur autant de particules que les physiciens expérimentateurs d’Innsbruck dirigés par Christian Ross et Rainer Platt. « Le principal défi technique auquel nous sommes confrontés ici est de savoir comment maintenir de faibles taux d’erreur tout en contrôlant les 51 ions piégés dans notre piège et en garantissant la faisabilité du contrôle des qubits et des lectures individuels », explique l’expérimentateur Manoj Joshi. Ce faisant, les scientifiques ont été témoins pour la première fois d’effets expérimentaux qui n’avaient été décrits auparavant que théoriquement. « Ici, nous avons combiné les connaissances et les méthodes sur lesquelles nous avons travaillé ensemble minutieusement au cours des dernières années. Il est impressionnant de voir que l’on peut faire ces choses avec les ressources disponibles aujourd’hui. « 

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Raccourci via les profils de température

Dans la matière quantique, les particules peuvent être intriquées avec une force plus ou moins grande. Les mesures sur des particules fortement intriquées ne donnent que des résultats aléatoires. Si les résultats des mesures sont très variables, c’est-à-dire s’ils sont purement aléatoires, les scientifiques parlent de « chaud ». Si la probabilité d’un certain résultat augmente, il s’agit d’un objet quantique « froid ». Seule la mesure de tous les objets enchevêtrés révèle l’état exact. Dans les systèmes constitués d’un très grand nombre de molécules, l’effort de mesure augmente considérablement. La théorie quantique des champs prédit que les sous-régions d’un système constitué de nombreuses particules enchevêtrées peuvent se voir attribuer un profil de température. Ces caractéristiques peuvent être utilisées pour extraire le degré d’enchevêtrement des particules.

Dans le simulateur quantique d’Innsbruck, ces profils de température sont déterminés via une boucle de rétroaction entre l’ordinateur et le système quantique, où l’ordinateur génère constamment de nouveaux profils et les compare aux mesures réelles de l’expérience. Les profils de température obtenus par les chercheurs montrent que les particules qui interagissent fortement avec l’environnement sont « chaudes » et celles qui interagissent peu sont « froides ». « Cela correspond tout à fait à l’idée selon laquelle l’intrication est particulièrement importante lorsque l’interaction entre les particules est forte », explique Christian Kocail.

Ouvrir les portes à de nouveaux domaines de la physique

« Les méthodes que nous avons développées constituent un outil puissant pour étudier l’intrication à grande échelle dans la matière quantique cohérente. Cela ouvre la porte à l’étude d’une nouvelle classe de phénomènes physiques à l’aide de simulateurs quantiques déjà disponibles aujourd’hui. » « Avec les ordinateurs classiques, de telles simulations ne peuvent plus être calculées avec un effort raisonnable. » Les méthodes développées à Innsbruck seront également utilisées pour tester de nouvelles théories sur de telles plates-formes.

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L’élément clé de la vie découvert au dernier endroit prédit par les astronomes : ScienceAlert

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L’élément clé de la vie découvert au dernier endroit prédit par les astronomes : ScienceAlert

Générer de la vie à partir d’une soupe biologique est un travail complexe. Il faut une multitude d’ingrédients, tous réunis au même endroit, dans de bonnes conditions.

Bien que les termes exacts puissent encore être débattus, nous avons une bonne idée des éléments requis dans le tableau périodique.

Un composant important – le phosphore – vient d’être découvert les abords de la Voie Lactée ; L’un des derniers endroits où les scientifiques s’attendaient à le voir. En effet, les types d’étoiles massives responsables de la création du phosphore n’existent généralement pas.

« Pour fabriquer du phosphore, il faut une sorte d’événement violent. » dit l’astronome et chimiste Lucy Zuiris Université d’État de l’Arizona et Observatoire Steward. « On pense que le phosphore apparaît dans les explosions de supernova, c’est pourquoi il faut une étoile ayant au moins 20 fois la masse du Soleil. »

C’est en tout cas ce que dit la sagesse conventionnelle. La découverte de phosphore loin de toute étoile massive ou reste de supernova suggère qu’il pourrait y avoir d’autres moyens de créer cet élément crucial à la vie.

Presque tous les objets que vous voyez autour de vous sont constitués d’étoiles. Lorsque les premiers atomes de l’univers sont issus du plasma primordial, ils prenaient principalement la forme d’hydrogène et d’un peu d’hélium ; Toutes les autres choses ne sont arrivées que lorsque les étoiles sont arrivées. Ces magnifiques orbes de feu et de fureur sont plus que de simples lumières dans l’obscurité veloutée ; Ce sont des machines à briser les atomes, fusionnant des éléments en leur noyau pour construire des éléments plus lourds.

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Mais les éléments produits par une étoile dépendent de sa masse. Des étoiles de la taille de notre soleil et plus petites Faciliter les réactions de fusion Qui construit des éléments légers comme le lithium et le béryllium tout en fusionnant l’hydrogène et l’hélium. Une autre forme de fusion Cela peut se produire dans des étoiles beaucoup plus grandes qui peuvent donner naissance à des éléments tels que l’oxygène et l’azote.

Le phosphore ne fait pas partie de la série des fusions stellaires ; Mais une façon connue de les former est lors des explosions de supernova.

Les explosions de supernova présentent un autre avantage, qui n’arrive qu’aux étoiles de masse élevée : elles projettent des éléments dans l’espace, ensemençant le milieu interstellaire avec des composants lourds qui sont absorbés par les nouvelles générations d’étoiles, et d’autres choses comme les comètes et les planètes.

Mais les étoiles massives ne peuvent se former que dans les régions où il y a suffisamment de matière pour les nourrir. La matière devient moins dense à mesure que l’on s’éloigne du centre de la galaxie, on ne s’attend donc pas à ce que des étoiles massives se forment à la périphérie de la galaxie. Cela fait de la découverte du phosphore dans un nuage connu sous le nom de WB89-621, à environ 74 000 années-lumière du cœur de la Voie lactée, un mystère majeur.

Illustration de haut en bas de la Voie lactée. (NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Nuire)

« Le phosphore que nous avons découvert se trouve aux confins de la galaxie, là où il ne devrait pas se trouver. » dit la chimiste Lilia Kulimai De l’Université d’État de l’Arizona. « Cela signifie qu’il doit y avoir un autre moyen de produire du phosphore. »

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Il y a deux explications principales. L’un est Fontaine Galaxie. Ce modèle propose que les éléments soient transportés des régions intérieures de la galaxie vers les régions extérieures par des explosions de supernova qui poussent la matière du disque galactique vers le halo, où elle se refroidit et précipite à nouveau.

Les chercheurs disent que cela est peu probable ; Il existe peu de preuves d’observation concernant les geysers galactiques, et de toute façon, ils ne transporteraient pas de matériaux aussi loin.

Mais il y a une autre possibilité. Il y a quelques années, les astronomes ont découvert que des étoiles moins massives pouvaient Production de phosphore, aussi. Pas lors d’une explosion, mais dans la zone entourant immédiatement son centre grâce à un processus connu sous le nom de capture de neutrons. Là, les isotopes du silicium peuvent piéger des neutrons supplémentaires pour former du phosphore.

La découverte de phosphore loin de la source de toute supernova suggère que ce modèle pourrait avoir quelque chose à voir.

C’est une nouvelle vraiment passionnante, car le phosphore est la dernière chose appelée Nachoups Les éléments – azote, carbone, hydrogène, oxygène, phosphore et soufre – seront situés à la périphérie de la galaxie.

« Pour qu’une planète soit habitable telle que nous la connaissons, elle doit contenir tous les éléments de NCHOPS, et leur présence définit la zone habitable de la galaxie. » Zeuris dit. « Et avec notre découverte du phosphore, ils se trouvent désormais tous aux confins de la galaxie, la zone habitable s’étendant jusqu’à la périphérie de la galaxie. »

Les astronomes n’ont pas pris en compte les limites de la galaxie dans leur recherche de vie extrasolaire parce qu’ils pensaient qu’il n’y avait pas assez de phosphore là-bas. Cette découverte signifie que nous pouvons élargir la portée de la recherche.

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« Nous espérons que la découverte du phosphore aux confins de la galaxie stimulera l’étude des exoplanètes lointaines. » dit la chimiste Catherine Gould De l’Université d’État de l’Arizona.

La recherche a été publiée dans nature.

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