science
Une nouvelle façon de voir l’activité à l’intérieur d’une cellule vivante
Les cellules vivantes sont bombardées de nombreux types de signaux moléculaires entrants qui influencent leur comportement. La capacité de mesurer ces signaux et la manière dont les cellules y répondent via des réseaux de signalisation moléculaire peut aider les scientifiques à en apprendre davantage sur le fonctionnement des cellules, y compris sur ce qui se passe lorsque nous vieillissons ou développons une maladie.
Actuellement, ce type d’études approfondies n’est pas possible car les techniques actuelles d’imagerie cellulaire sont limitées à quelques types différents de molécules au sein d’une cellule à la fois. Cependant, des chercheurs du MIT ont développé une méthode alternative qui leur permet de surveiller jusqu’à sept molécules différentes simultanément, et peut-être plus.
« Il existe de nombreux exemples en biologie où un événement déclenche une longue chaîne d’événements, qui mène ensuite à une fonction cellulaire spécifique », explique Edward Boyden, professeur Y. Eva Tan de neurotechnologie. « Comment cela se produit-il ? C’est sans doute l’un des problèmes fondamentaux de la biologie, alors nous nous sommes demandés : pourriez-vous simplement regarder cela se produire ? »
La nouvelle approche utilise des molécules fluorescentes vertes ou rouges qui clignotent à des rythmes différents. En imaginant la cellule pendant plusieurs secondes, minutes ou heures, puis en extrayant chaque signal fluorescent à l’aide d’un algorithme mathématique, la quantité de chaque protéine cible peut être suivie à mesure qu’elle évolue dans le temps.
Boyden, également professeur de génie biologique et de sciences du cerveau et cognitives au MIT, chercheur au Howard Hughes Medical Institute, membre du McGovern Institute for Brain Research du MIT et du Koch Institute for Integrative Cancer Research, ainsi que codirecteur du K Lisa Yang Center for Electronics Electronic, est l’auteur principal de l’étude, qui paraît aujourd’hui dans cellule. Yong Qian, chercheur postdoctoral au MIT, est l’auteur principal de cet article.
Signaux fluorescents
Le marquage des molécules à l’intérieur des cellules avec des protéines fluorescentes a permis aux chercheurs d’en apprendre beaucoup sur les fonctions de nombreuses molécules cellulaires. Ce type d’étude est souvent réalisé à l’aide de la protéine fluorescente verte (GFP), publiée pour la première fois pour l’imagerie dans les années 1990. Depuis lors, plusieurs protéines fluorescentes qui brillent dans d’autres couleurs ont été développées à des fins expérimentales.
Cependant, un microscope optique typique ne peut distinguer que deux ou trois de ces couleurs, permettant ainsi aux chercheurs d’avoir seulement un aperçu de l’activité globale se produisant à l’intérieur de la cellule. S’ils parviennent à suivre un plus grand nombre de molécules marquées, les chercheurs pourraient par exemple mesurer la réponse des cellules cérébrales à différents neurotransmetteurs au cours de l’apprentissage, ou étudier les signaux qui incitent une cellule cancéreuse à se propager.
« Idéalement, vous seriez en mesure d’observer les signaux dans la cellule lorsqu’ils fluctuent en temps réel, puis de comprendre comment ils sont liés les uns aux autres. Cela vous indiquera comment la cellule effectue ses calculs », explique Boyden. c’est qu’on ne peut pas regarder beaucoup de choses en même temps. »
En 2020, le laboratoire de Boyden a développé un moyen d’imager simultanément jusqu’à cinq molécules différentes à l’intérieur d’une cellule, en ciblant des rapporteurs fluorescents à différents endroits à l’intérieur de la cellule. Cette approche est connue sous le nom de «Multiplexage spatial« , permet aux chercheurs de distinguer les signaux provenant de différentes molécules même si elles peuvent toutes émettre une fluorescence de la même couleur.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont adopté une approche différente : au lieu de distinguer les signaux en fonction de leur emplacement physique, ils ont créé des signaux fluorescents qui variaient dans le temps. Cette technologie repose sur des « fluorophores commutables », qui sont des protéines fluorescentes qui s’allument et s’éteignent à une vitesse spécifique. Dans cette étude, Boyden et son équipe ont identifié quatre fluorophores verts commutables, puis en ont conçu deux autres, qui s’allument et s’éteignent tous à des rythmes différents. Ils ont également identifié deux protéines fluorescentes rouges qui mutent à des rythmes différents et ont conçu un fluorophore rouge supplémentaire.
Chacun de ces fluorophores commutables peut être utilisé pour marquer un type différent de molécule dans une cellule vivante, comme une enzyme, une protéine de signalisation ou une partie du cytosquelette de la cellule. Après avoir photographié la cellule pendant plusieurs minutes, heures ou même jours, les chercheurs utilisent un algorithme mathématique pour détecter le signal spécifique de chaque fluorophore, de la même manière que l’oreille humaine peut capter différentes fréquences sonores.
« Dans un orchestre symphonique, vous avez des instruments aigus, comme la flûte, et des instruments graves, comme le tuba. Et au milieu se trouvent des instruments comme la trompette. Ils ont tous des sons différents, et nos oreilles les trient, « , dit Boyden.
La technique mathématique utilisée par les chercheurs pour analyser les signaux des fluorophores est connue sous le nom de mélange linéaire. Cette méthode peut extraire différents signaux fluorophores, de la même manière que l’oreille humaine utilise un modèle mathématique connu sous le nom de transformée de Fourier pour extraire différentes hauteurs d’un morceau de musique.
Une fois cette analyse terminée, les chercheurs peuvent voir quand et où chacune des molécules marquées par fluorescence a été trouvée dans la cellule pendant toute la période d’imagerie. L’imagerie elle-même peut être réalisée à l’aide d’un simple microscope optique, sans nécessiter d’équipement spécialisé.
Phénomènes biologiques
Dans cette étude, les chercheurs ont démontré leur approche en marquant six molécules différentes impliquées dans le cycle de division cellulaire, dans les cellules de mammifères. Cela leur a permis d’identifier des modèles dans la façon dont les niveaux d’enzymes appelées kinases dépendantes de la cycline changent à mesure que la cellule progresse dans le cycle cellulaire.
Les chercheurs ont également montré qu’ils pouvaient classer d’autres types de kinases, impliquées dans presque tous les aspects de la signalisation cellulaire, ainsi que dans les structures cellulaires et les organites, tels que le cytosquelette et les mitochondries. En plus de leurs expériences utilisant des cellules de mammifères cultivées dans une boîte de laboratoire, les chercheurs ont montré que la technique pouvait fonctionner dans le cerveau des larves de poisson zèbre.
Selon les chercheurs, cette méthode pourrait être utile pour surveiller la façon dont les cellules réagissent à tout type d’apport, tel que les nutriments, les facteurs du système immunitaire, les hormones ou les neurotransmetteurs. Il peut également être utilisé pour étudier la façon dont les cellules réagissent aux changements dans l’expression des gènes ou aux mutations génétiques. Tous ces facteurs jouent un rôle important dans des phénomènes biologiques tels que le développement, le vieillissement, le cancer, la neurodégénérescence et la formation de la mémoire.
« Vous pouvez considérer tous ces phénomènes comme représentant une classe générale de problèmes biologiques, dans lesquels un événement à court terme – comme manger un nutriment, apprendre quelque chose ou contracter une infection – déclenche un changement à long terme », explique Boyden.
En plus de poursuivre ces types d’études, le laboratoire de Boyden travaille également à élargir le référentiel de fluorophores commutables afin de pouvoir étudier davantage de signaux dans la cellule. Ils espèrent également adapter le système afin qu’il puisse être utilisé dans des modèles de souris.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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.
EspaceX
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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