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Un projet international de 500 millions de dollars créera la carte cérébrale la plus détaillée jamais réalisée

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Un projet international de 500 millions de dollars créera la carte cérébrale la plus détaillée jamais réalisée

Malgré des décennies de recherche, le cerveau humain reste en grande partie un mystère pour la science. 500 nouveaux dollars million Projet de création d’une sa carte Jamais peut aider à changer cela.

Nos cerveaux sont parmi les choses les plus complexes de l’univers connu. Déchiffrer leur fonctionnement pourrait apporter d’énormes avantages, allant de la recherche de moyens de traiter les maladies du cerveau et les troubles neurologiques à l’inspiration de nouvelles formes d’intelligence artificielle.

Mais un point de départ important consiste à établir une liste de pièces. Alors que tout le monde sait que les cerveaux sont principalement constitués de Cellules nerveusesIl existe une gamme impressionnante de différents types de ces cellules. Sans oublier les différents types De cellules gliales qui forment le tissu conjonctif du cerveau et jouent un rôle de soutien crucial.

C’est pourquoi National Institutes de son BRAIN Health Initiative vient d’annoncer 500 millions de dollars en financement sur cinq ans pour tenter de caractériser et de cartographier les neurones et d’autres types de cellules dans l’ensemble du cerveau humain. Le projet sera mené par Institut Allen À Seattle, mais InbolEn échange d’une coopération entre 17 autres institutions aux États-Unis, en Europe et au Japon.

« Ces bourses permettront aux chercheurs d’explorer les propriétés multiformes de plus de 200 milliards de neurones et de cellules non neuronales.dans le cerveau humain avec des détails et une taille sans précédent », John Ngai, directeur de la NIH BRAIN Initiative, Il a déclaré dans un communiqué.

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L’initiative BRAIN a été lancée en 2014 par l’ancien président Barack Obama pour révolutionner notre compréhension de l’esprit humain. Le nouveau projet s’appuie sur un effort antérieur d’identification et de planification Plus de 100 types de cellules A travers le cortex moteur de la souris, vous emprunterez de nombreux outils et techniques développés pour cet effort.

Ces méthodes comprennent des méthodes telles que la transcription unicellulaire, qui permet de mesurer l’expression génique dans des cellules individuelles, et la transcriptomique spatiale, qui permet de cartographier l’expression génique sur de grandes parties de tissus et de localiser l’activité génique dans des régions spécifiques.

Un groupe du Salk Institute de San Diego se concentrera spécifiquement Comment le cerveau change avec l’âge En mesurant les changements dans l’expression des gènes au fil du temps – connus sous le nom de changements épigénétiques – dans des échantillons de cerveau de personnes d’âges différents.

Cependant, ce sera une entreprise ambitieuse. l’esprit humain 1000 fois plus grand qu’un cerveau de souris Et beaucoup plus complexe, donc la mise à l’échelle de ces technologies ne sera pas simpleOasis. S’ils réussissent, l’atlas cellulaire qui en résultera deviendra une ressource puissante et librement accessible pour les neuroscientifiques du monde entier.

« Je considère vraiment cela comme le projet du génome humain. Nous avons maintenant la capacité d’identifier les cellules comme nous avons pu identifier un gènes », Ed Lein, qui dirige la contribution de l’Institut Allen, Raconter STAT. « C’est la base pour commencer à comprendre beaucoup d’autres aspects de la biologie et de la maladie. »

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Ces projets font partie d’une nouvelle ronde de financement Baptisé BRAIN 2.0 qui a été lancé au début de cette année. Parallèlement à l’intensification des efforts pour cartographier différents types de cellules cérébrales, 36 millions de dollars iront à une initiative appelée Armamentarium pour un accès précis aux cellules du cerveauqui utilisera des données sur les types de cellules cérébrales pour développer de nouveaux outils conçus pour les cibler à des fins d’étude et éventuellement de traitement.

Il y a plus de financement à venir. Au début de l’année prochaine, les National Institutes of Health engageront 30 millions de dollars supplémentaires dans des projets qui cherchent à franchir la prochaine étape dans la cartographie du cerveau, passant d’une liste de pièces à dessiner les schémas de câblage qui régissent la connexion des différentes cellules et régions.

Le projet devant produire des pétaoctets de données, il faudra probablement des années avant que les scientifiques puissent tirer pleinement parti de cette nouvelle ressource. Mais cela pourrait être une pièce importante du puzzle alors que nous essayons de percer les mystères du cerveau humain.

droit à l’image : Institut Allen

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La NASA et Boeing évaluent les effets potentiels des fuites d’hélium sur le Starliner

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La NASA et Boeing évaluent les effets potentiels des fuites d’hélium sur le Starliner

La capsule Starliner de Boeing poursuit une inspection approfondie lors de sa toute première mission d’astronaute.

Starliner a été lancé le 5 juin, transportant les astronautes de la NASA Butch Wilmore et Sonny Williams vers la Station spatiale internationale (ISS) pour une croisière connue sous le nom de Crew Flight Test (CFT).

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La NASA partage une superbe image de la galaxie spirale poussiéreuse NGC 4414 ; Voici tout ce que vous devez savoir

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La NASA partage une superbe image de la galaxie spirale poussiéreuse NGC 4414 ;  Voici tout ce que vous devez savoir

L’agence spatiale américaine National Aeronautics and Space Administration (NASA) a publié une image époustouflante de la galaxie spirale poussiéreuse appelée NGC 4414. L’image a été prise par le télescope spatial Hubble de la NASA dans le cadre du projet majeur HST sur l’échelle de distance extragalactique en 1995.

Le télescope spatial Hubble, lancé en 1990, a modifié la compréhension fondamentale de l’univers, passant de la détermination de la composition atmosphérique des planètes en orbite autour d’autres étoiles à la découverte de l’énergie noire.

Revenant sur la galaxie spirale poussiéreuse, la NASA Hubble déclare : « Sur la base de mesures précises de la luminosité des étoiles variables (étoiles dont la luminosité fluctue) dans NGC 4414, les astronomes ont déterminé que la galaxie se trouve à 60 millions d’années-lumière. »

Elle a ajouté : « Ces informations ont aidé les scientifiques à mieux comprendre le taux d’expansion de notre univers, et nous en avons appris davantage sur la distance et la taille de nombreux objets cosmiques, et même sur l’âge de l’univers lui-même. »

En parlant de l’image partagée par la NSA Hubble, NGC 4414 est une galaxie spirale avec sa composition d’étoiles distincte dans ses différentes régions. Dans leurs régions centrales se trouvent une abondance d’étoiles jaunes et rouges, une caractéristique souvent associée aux amas d’étoiles plus anciens que l’on trouve généralement dans les galaxies spirales.

Dans les régions extérieures, NGC 4414 apparaît plus bleue. La NASA affirme que cette couleur bleuâtre indique la présence d’étoiles plus jeunes et plus chaudes, indiquant une formation d’étoiles en cours dans ces régions. L’image partagée par la NASA montre NGC 4414 comme une grande galaxie spirale avec un noyau jaune lumineux et des bras spiraux tentaculaires décorés de poussière brun foncé et d’amas d’étoiles.

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Selon la NASA Hubble, étant donné que la taille de la galaxie dépassait la capacité des détecteurs WFPC2, seule la moitié de NGC 4414 était visible dans les ensembles de données collectées par les astronomes dans le cadre du projet principal en 1995. Cependant, en 1999, l’équipe Hubble Legacy a revisité NGC. 4414 Et remplissez-le. Dans la partie manquante de son image en observant l’autre moitié en utilisant les mêmes filtres utilisés en 1995.

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Publié : 12 juin 2024, 07h16 IST

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Des scientifiques conçoivent de la caméline avec des graines jaunes à forte production d’huile

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Des scientifiques conçoivent de la caméline avec des graines jaunes à forte production d’huile

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Représentation artistique de l’effet de l’édition des six copies du gène TT8 chez Camelina sativa. Les graines avec des gènes TT8 inactivés (à droite) présentent une couleur jaune, une épaisseur de tégument réduite et une accumulation d’environ 22 % d’huile en plus que les graines de type sauvage (à gauche). Crédit : Valérie Lentz/Laboratoire national de Brookhaven

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Représentation artistique de l’effet de l’édition des six copies du gène TT8 chez Camelina sativa. Les graines avec des gènes TT8 inactivés (à droite) présentent une couleur jaune, une épaisseur de tégument réduite et une accumulation d’environ 22 % d’huile en plus que les graines de type sauvage (à gauche). Crédit : Valérie Lentz/Laboratoire national de Brookhaven

Les efforts visant à atteindre zéro émission nette de carbone provenant des carburants de transport augmentent la demande de pétrole produit par des cultures non alimentaires. Ces plantes utilisent la lumière du soleil pour convertir le dioxyde de carbone atmosphérique en huile, qui s’accumule dans les graines. Les sélectionneurs de cultures, intéressés à sélectionner des plantes produisant beaucoup d’huile, recherchent des graines jaunes. Dans les cultures oléagineuses comme le canola, les variétés à graines jaunes produisent généralement plus d’huile que leurs homologues à graines brunes. La raison : la protéine responsable de la couleur brune des graines, qui manque aux plantes à graines jaunes, joue également un rôle clé dans la production d’huile.

Aujourd’hui, les biochimistes végétaux du laboratoire national de Brookhaven du département américain de l’Énergie – intéressés par l’intensification de la synthèse d’huiles végétales pour la production durable de biocarburants et d’autres bioproduits – ont exploité ces connaissances pour créer un nouveau groupe de cultures d’oléagineux hautement productives. Sur papier uniquement publié dans Journal de biotechnologie végétaleIls décrivent comment ils ont utilisé des outils génétiques modernes pour produire une variété de graines de Camelina sativa jaune, un proche parent du canola, qui accumule 21,4 % plus d’huile que la cameline ordinaire.

« Si les sélectionneurs peuvent obtenir un petit pourcentage d’augmentation de la production de pétrole, ils considèrent que cela est important, car même de petites augmentations de production peuvent conduire à de fortes augmentations de la production de pétrole lorsque vous cultivez des millions d’acres », a déclaré John Shanklin, biochimiste au laboratoire de Brookhaven. Chef du Département de Biologie du Laboratoire et Responsable du Programme de Recherche sur les Huiles Végétales. « Notre augmentation d’environ 22 % était inattendue et pourrait conduire à une augmentation significative de la production », a-t-il déclaré.

Idée claire, plante insolite

L’idée derrière le développement de cette variété de caméline à haut rendement était simple : imiter ce qui se passe dans les variétés naturelles de canola à graines jaunes à haut rendement.

« Les sélectionneurs ont identifié les plantes avec plus d’huile, dont certaines avaient des graines jaunes, et ils ne se sont pas vraiment préoccupés du mécanisme », a déclaré Shanklin. Mais une fois que les scientifiques ont découvert le gène responsable de la couleur jaune des graines et de l’augmentation de leur teneur en huile, ils ont trouvé un moyen d’augmenter la production d’huile chez d’autres espèces.

Le gène contient des instructions pour fabriquer une protéine connue sous le nom de testa 8 translucide (TT8), qui contrôle la production de composés qui donnent, entre autres, aux graines leur couleur brune. Il est important de noter que TT8 réprime également certains gènes impliqués dans la synthèse du pétrole.

Xiao Hongyu, qui a dirigé ce projet, a émis l’hypothèse que l’élimination du TT8 dans la caméline devrait libérer des inhibiteurs de la synthèse du pétrole, libérant ainsi une partie du carbone qui pourrait être canalisée vers la production pétrolière.


Équipe de recherche du Brookhaven Lab (de gauche à droite) : Jin Zhai, Judy Cui, Shreyas Prakash, Xiaohongyu, John Shanklin, Jörg Schwinder, Hai Shi et Sanket Anokar. Ils sont tous membres du département de biologie du Brookhaven Lab. Prakash et Tsui sont respectivement étudiants de premier cycle à l’Université Cornell et à l’Université Stony Brook et participent au programme de stages en laboratoire du Département américain de l’énergie. Crédit : Jessica Rutkiewicz/Laboratoire national de Brookhaven

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Équipe de recherche du Brookhaven Lab (de gauche à droite) : Jin Zhai, Judy Cui, Shreyas Prakash, Xiaohongyu, John Shanklin, Jörg Schwinder, Hai Shi et Sanket Anokar. Ils sont tous membres du département de biologie du Brookhaven Lab. Prakash et Tsui sont respectivement étudiants de premier cycle à l’Université Cornell et à l’Université Stony Brook et participent au programme de stages en laboratoire du Département américain des sciences de l’énergie. Crédit : Jessica Rutkiewicz/Laboratoire national de Brookhaven

L’élimination d’un seul gène chez la caméline est très difficile car cette plante est inhabituelle parmi les organismes. Au lieu d’avoir deux ensembles de chromosomes – deux copies de chaque gène – il en possède six.

« Ce génome hexaploïde explique pourquoi il n’existe pas d’espèce naturelle de caméline à graines jaunes », a expliqué Yu. « Il serait peu probable que des mutations surviennent simultanément dans les six copies de TT8 et perturbent complètement sa fonction. »

L’édition génétique a un impact sur le pétrole

Grâce aux outils de la génétique moderne, l’équipe de Brookhaven a pu éliminer les six copies de TT8. Ils ont utilisé une technologie d’édition génétique connue sous le nom de CRISPR/Cas9 pour cibler des séquences d’ADN spécifiques dans les gènes TT8. Ils ont utilisé la technologie pour couper l’ADN sur ces sites, puis créer des mutations qui inactivent les gènes. Ensuite, Yu et l’équipe ont mené une série d’analyses biochimiques et génétiques pour surveiller les effets de l’édition ciblée des gènes.

« Le phénotype des graines jaunes que nous recherchions était un excellent guide visuel pour nos recherches », a déclaré Yu. « Cela nous a aidé à trouver les graines que nous recherchions en criblant moins de 100 plantes, et parmi elles, nous avons identifié trois lignées indépendantes dans lesquelles les six gènes étaient perturbés. »

Résultats : La couleur du tégument de la graine est passée du brun au jaune uniquement chez les plantes dans lesquelles les six copies du gène TT8 ont été perturbées. Les graines jaunes contiennent des niveaux inférieurs de flavonoïdes et de mucilage – tous deux normalement produits par des voies biochimiques contrôlées par TT8 – que les graines brunes provenant de souches de caméline au génome non édité.

De plus, plusieurs gènes impliqués dans la synthèse du pétrole et la production d’acides gras, les éléments constitutifs du pétrole, ont été exprimés à des niveaux accrus dans les graines de plantes éditées par CRISPR/Cas9. Cela a conduit à une augmentation significative de l’accumulation de pétrole. Les graines modifiées contenaient une autre surprise positive : les niveaux de protéines et d’amidon n’ont pas changé.

Des mutations ciblées sur TT8 ont été héritées dans les générations suivantes de plantes de caméline, ce qui suggère que les améliorations seraient stables et durables.

« Nos résultats montrent que de nouvelles lignées de caméline peuvent être générées par modification génétique, dans ce cas en manipulant TT8 pour améliorer la biosynthèse du pétrole. Comprendre plus de détails sur la façon dont TT8 et d’autres facteurs contrôlent les voies biochimiques peut fournir des cibles génétiques supplémentaires pour augmenter la production de pétrole.  »  » » dit Shanklin.

Plus d’information:
Yuanheng Cai et al., Établissement de graines jaunes de Camelina sativa avec accumulation améliorée d’huile par inactivation transparente de Testa 8 par CRISPR, Journal de biotechnologie végétale (2024). est ce que je: 10.1111/pbi.14403

Informations sur les magazines :
Journal de biotechnologie végétale


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