science
Technologie Tricorder : PicoRuler : règles moléculaires pour la microscopie haute résolution
PicoRuler : les règles moléculaires basées sur des protéines permettent de tester la résolution optique des méthodes de microscopie à super-résolution de pointe sur des biomolécules dans la gamme inférieure à 10 nm dans des conditions réalistes. (Photo : Gerti Bilyeu / Université de Würzburg, création DALL·E 3)
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).
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.
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
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
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.
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
science
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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