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Estudiar el ADN de la levadura en el espacio podría ayudar a proteger a los astronautas de la radiación cósmica

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Estudiar el ADN de la levadura en el espacio podría ayudar a proteger a los astronautas de la radiación cósmica

La atmósfera protege la vida en la Tierra de los efectos de la radiación solar, pero los viajes espaciales son otro asunto. Crédito: NASA/SDO

Las reacciones de fusión nuclear en el sol son la fuente de calor y luz que recibimos en la Tierra. Estas reacciones liberan una cantidad masiva de radiación cósmica, incluidos rayos X y rayos gamma, y ​​partículas cargadas que pueden ser dañinas para cualquier organismo vivo.


La vida en la Tierra ha sido protegida gracias a un campo magnético que obliga a las partículas cargadas a rebotar de polo a polo, así como a una atmósfera que filtra la radiación dañina.

Durante los viajes espaciales, sin embargo, la situación es diferente. Para averiguar qué sucede en una célula durante un viaje espacial, los científicos envían levadura de panadería en la luna como parte de la misión Artemis 1 de la NASA.

daño cósmico

La radiación cósmica puede dañar el ADN celular, aumentando en gran medida el riesgo humano de trastornos neurodegenerativos y enfermedades mortales, como el cáncer. Dado que la Estación Espacial Internacional (ISS) está ubicada en uno de dos Cinturones de radiación de Van Allen— que proporciona una zona segura — los astronautas no están demasiado expuestos. Sin embargo, los astronautas de la ISS experimentan microgravedad, que es otro estrés que puede alterar drásticamente la fisiología celular.

Mientras que la NASA planea enviar astronautas a la luna, y mas tarde en marteestas limitaciones ambientales se vuelven más difíciles.

La estrategia más común para proteger a los astronautas de los efectos negativos de los rayos cósmicos es protegerlos físicamente con materiales de última generación.

Las lecciones de la hibernación

Varios estudios muestran que los hibernadores son más resistentes a altas dosis de radiacióny algunos estudiosos han sugerido el uso de «letargo sintético o inducido«en misiones espaciales para proteger a los astronautas.

Otra forma de proteger la vida de los rayos cósmicos es estudiar los extremófilos…organismos que pueden tolerar notablemente el estrés ambiental. Los tardígrados, por ejemplo, son microanimales que han demostrado una resistencia asombrosa a una serie de estreses, que incluyen radiación dañina. Esta robustez inusual proviene de una clase de proteínas llamadas «proteínas específicas de tardígrados

Estudiar el ADN de la levadura en el espacio podría ayudar a proteger a los astronautas de la radiación cósmica

El ADN tardígrado puede ayudar a aumentar la resiliencia de otros organismos. Crédito: Shutterstock

Bajo la supervisión del biólogo molecular Corey NislowYo uso levadura de panadería, Saccharomyces cerevisiae, para estudiar el estrés por daño del ADN cósmico. Estamos en la misión Artemis 1 de la NASA, donde nuestra colección de células de levadura viajará a la luna y regresará en la nave espacial Orion durante 42 días.

Esta colección contiene aproximadamente 6000 cepas de levadura con código de barras, donde en cada cepa se elimina un gen. Cuando se exponen al entorno en el espacio, estas cepas comenzarían a retrasarse si la eliminación de un gen específico afectara el crecimiento y la replicación celular.

Mi principal proyecto en el laboratorio de Nislow involucra la modificación genética de células de levadura para expresar proteínas específicas de tardígrados. Luego podemos estudiar cómo estas proteínas pueden modificar la fisiología de las células y su resistencia al estrés ambiental, especialmente a la radiación, con la esperanza de que esta información sea útil cuando los científicos intenten diseñar mamíferos con estas proteínas.

Cuando se complete la misión y recibamos nuestras muestras, utilizando los códigos de barras, se podría contar el número de cada cepa para identificar los genes y las vías genéticas esenciales para sobrevivir al daño inducido por la radiación cósmica.

Un organismo modelo

La levadura ha servido durante mucho tiempo como un «organismo modelo» en los estudios de daños en el ADN, lo que significa que existe una sólida comprensión básica de los mecanismos en la levadura que responden a los agentes que dañan el ADN. La mayoría de los genes de levadura implicados en la respuesta al daño del ADN han sido bien estudiados.

A pesar de las diferencias en la complejidad genética entre la levadura y el ser humano, la función de la mayoría de los genes involucrados en la replicación del ADN y la respuesta al daño del ADN se han conservado tanto entre los dos que podemos obtener mucha información sobre la respuesta al daño del ADN de las células humanas mediante el estudio de la levadura. .

Además, la simplicidad de las células de levadura en comparación con las células humanas (la levadura tiene 6000 genes mientras que nosotros tenemos más de 20 000 genes) nos permite sacar conclusiones más sólidas.

Y en estudios de levadura, es posible automatizar todo el proceso de alimentar células y evitar que crezcan en un dispositivo electrónico del tamaño de una caja de zapatos, mientras que cultivar células de mamíferos requiere más espacio en la nave espacial y máquinas mucho más complejas.

Dichos estudios son esenciales para comprender cómo el cuerpo de los astronautas puede hacer frente a misiones espaciales a largo plazo y desarrollar contramedidas efectivas. Una vez que identifiquemos los genes que juegan un papel clave en la supervivencia de la radiación cósmica y la microgravedad, podremos buscar fármacos o tratamientos que puedan ayudar a aumentar la durabilidad de las células para resistir tales tensiones.

Luego podríamos probarlos en otros modelos (como ratones) antes de aplicarlos a los astronautas. Este conocimiento también podría ser potencialmente útil para cultivar plantas más allá de la tierra.


Científico envía levadura y algas al espacio en Artemis 1


Proporcionado por La Conversación

Este artículo se vuelve a publicar de La conversación bajo licencia Creative Commons. léelo artículo original.La conversación

Cotizar: Estudiar el ADN de la levadura en el espacio puede ayudar a proteger a los astronautas de la radiación cósmica (3 de octubre de 2022) Consultado el 3 de octubre de 2022 en https://phys.org/news/2022-10-yeast -dna-space-astronauts-cosmic. html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Excepto para el uso justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.

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El Boeing Starliner llega a la plataforma de lanzamiento para el primer vuelo de astronautas el 6 de mayo (fotos)

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El Boeing Starliner llega a la plataforma de lanzamiento para el primer vuelo de astronautas el 6 de mayo (fotos)

CABO CAÑAVERAL — ¡Que Rocket Force esté contigo!

Un cohete Atlas V se desplegó en su plataforma de lanzamiento el sábado 4 de mayo, también Día de Star Wars, en la estación espacial de Cabo Cañaveral, días antes de su histórica primera misión con astronautas. En lo alto del propulsor de United Launch Alliance estaba la nave espacial Starliner de Boeing, que también realizará su primer vuelo con humanos a bordo después de su lanzamiento no antes del lunes 6 de mayo.

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Probablemente nos equivoquemos nuevamente sobre el T.Rex, según un nuevo estudio: ScienceAlert

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Probablemente nos equivoquemos nuevamente sobre el T.Rex, según un nuevo estudio: ScienceAlert

¿Estúpido idiota o músculo inteligente? El debate ha terminado Tirano saurio Rex La inteligencia continúa, con un nuevo artículo que se basa en la teoría original de que estos temibles gigantes no eran tan brillantes.

En 2023, un controvertido estudio sugirió que uno de los dinosaurios más infames del mundo, tirano-saurio RexPodría ser tan inteligente como los simios modernos, lo que provocó mucho escepticismo entre otros investigadores que ahora han presentado sus resultados.

«La posibilidad de que Tirano saurio Rex podría haber sido tan inteligente como un babuino es fascinante y aterrador, con el potencial de reinventar nuestra visión del pasado», explicar Darren Naish, paleontólogo de la Universidad de Southampton. «Pero nuestro estudio muestra cómo todos los datos que tenemos van en contra de esta idea».

Dirigido por el zoólogo Kai Caspar de Universidad Heinrich Heine en AlemaniaEl nuevo estudio encontró que las mediciones del tamaño del cerebro en el estudio de 2023 eran inexactas, lo que inflaba las estimaciones sobre cuántas neuronas los reptiles prehistóricos podían caber en sus cabezas, particularmente en el prosencéfalo.

Esta sobreestimación se debió principalmente al hecho de que el artículo original suponía Tirano saurio Rex El cerebro ocupaba la mayor parte del espacio endocraneal, lo que no ocurre en la mayoría de los dinosaurios, Naish explica en un artículo de blog.

Relación entre cerebro y masa corporal en vertebrados terrestres. los dinosaurios aman Tirano saurio Rex Tienen una proporción de tamaño cerebro-cuerpo similar a la de los reptiles vivos. (Gutiérrez-Ibáñez)

Además, Caspar y sus colegas sostienen que el número de neuronas no rastrea de manera confiable la inteligencia. Tomemos como ejemplo a los pájaros: durante mucho tiempo se pensó que el tamaño pequeño de su cabeza significaba que tenían menos neuronas y, por lo tanto, no eran muy inteligentes.

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Pero desde entonces hemos aprendido que aves como los cuervos pueden superar a los primates en ciertas tareas cognitivas a pesar de tener cabezas más pequeñas, lo que lleva a la conclusión de que otros factores además del tamaño del cerebro, como los patrones de conectividad, desempeñan un papel muy importante en la determinación de la inteligencia.

«Argumentamos que no es una buena práctica predecir la inteligencia en especies extintas cuando lo único que tenemos es la cantidad de neuronas reconstruidas a partir de endocasts». dicho Casper.

En cambio, se necesitan múltiples fuentes de datos, desde anatomía hasta pistas sobre el comportamiento y más comparaciones con los animales modernos, para hacer estimaciones más precisas sobre las inteligencias prehistóricas.

«Se necesita una comprensión significativamente mejorada de la relación entre el número de neuronas y otras variables biológicas, particularmente el rendimiento cognitivo, en los animales existentes» antes de que puedan ocurrir predicciones más precisas, dijo el equipo. argumenta en su artículo.

Árbol de relaciones entre reptiles, dinosaurios y aves así como su complejidad cerebral
Las relaciones entre grupos de reptiles, así como una representación de su complejidad cerebral, muestran que los cerebros de los tiranosaurios no son tan diferentes de los de los crocodilomorfos. (Caspar et al., El archivo anatómico2024).

Entonces, ¿dónde deja eso a la Tirano saurio Rex?

La evidencia conductual reciente sugiere que los famosos reptiles prehistóricos pueden haber sido sorprendentemente sociales, cazar en manadaspero esto no es suficiente para sugerir inteligencia a nivel de primates.

«Se parecían más a cocodrilos gigantes e inteligentes, y eso es igualmente fascinante». concluye Naish.

Esta investigación fue publicada en El archivo anatómico.

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El brillo de un exoplaneta podría provenir de la luz de las estrellas que se refleja en el hierro líquido

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El brillo de un exoplaneta podría provenir de la luz de las estrellas que se refleja en el hierro líquido
Agrandar / Impresión artística de una gloria en el exoplaneta WASP-76b.

¿Existen arcoíris en mundos distantes? Muchos fenómenos que ocurren en la Tierra, como la lluvia, los huracanes y la aurora boreal, también ocurren en otros planetas de nuestro sistema solar si las condiciones son adecuadas. Ahora tenemos evidencia desde fuera de nuestro sistema solar de que un exoplaneta particularmente extraño podría incluso mostrar algo parecido a un arco iris.

Un fenómeno llamado «gloria», que aparece en el cielo como un halo de colores, se produce cuando la luz incide en nubes formadas por una sustancia homogénea en forma de gotas esféricas. Esta podría ser la explicación de un misterio relacionado con las observaciones del exoplaneta WASP-76B. También se observó que este planeta, un gigante gaseoso en llamas que experimenta lluvias de hierro fundido, tiene más luz en su terminador oriental (una línea utilizada para separar el lado diurno del lado nocturno) que en su terminador occidental. ¿Por qué había más luz en un lado del planeta?

Después de observarla con el telescopio espacial CHEOPS y luego combinarla con observaciones anteriores del Hubble, Spitzer y TESS, un equipo de investigadores de la ESA y la Universidad de Berna en Suiza cree ahora que la razón más probable de esta luz adicional es una gloria. .

Mira la luz

Durante tres años, CHEOPS llevó a cabo 23 observaciones de WASP-76B en luz visible e infrarroja. Estos incluyen curvas de fasetránsitos y eclipses secundarios. Las curvas de fase son observaciones continuas que siguen la revolución completa de un planeta y muestran cambios en su fase o en la parte de su lado iluminado que mira al telescopio. El telescopio puede ver este lado más o menos a medida que el planeta orbita su estrella. Las curvas de fase pueden determinar el cambio en el brillo total del planeta y la estrella a medida que el planeta gira.

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Los eclipses secundarios ocurren cuando un planeta pasa detrás de su estrella anfitriona y es eclipsado por ella. La luz vista durante un eclipse de este tipo se puede comparar con la luz total antes y después de la ocultación para darnos una idea de la luz reflejada por el planeta. Los Júpiter calientes como WASP-76B se observan comúnmente durante los eclipses secundarios.

Las observaciones de las curvas de fase pueden continuar a medida que el planeta eclipsa a su estrella. Mientras observaba la curva de fase de WASP-76B, CHEOPS vio un exceso de luz previa al eclipse en su lado nocturno. Esto también se había observado en la curva de fase TESS y en las observaciones del eclipse secundario realizadas anteriormente.

¿El fin del arcoíris?

Una ventaja de WASP-76b es que es un Júpiter ultracaliente, por lo que al menos su lado diurno no presenta las nubes y nieblas que a menudo oscurecen las atmósferas de los Júpiter calientes y fríos. Esto hace que las emisiones al aire sean mucho más fáciles de detectar. Que ya habíamos observado una asimetría en el contenido de hierro entre los terminadores del lado diurno y del lado nocturno, descubierta en un estudio previo, hizo que el planeta fuera particularmente intrigante. No había mucho gas de hierro en la atmósfera superior de la rama diurna en comparación con la de la rama nocturna. Probablemente esto se deba a que llueve hierro en el lado diurno de WASP-76b, que luego se condensa en nubes de hierro en el lado nocturno.

Las observaciones de Hubble sugieren que la inversión térmica (cuando el aire cerca de la superficie de un planeta comienza a enfriarse) estaba ocurriendo en el lado nocturno. El enfriamiento en ese lado causaría la condensación del hierro que previamente se había condensado en nubes, llovió en el lado del día y luego se evaporó por el intenso calor. Entonces, las gotas de hierro líquido pueden formar nubes.

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Estas nubes son fundamentales ya que la luz de la estrella anfitriona, reflejada por estas gotas en estas nubes, puede crear un efecto de gloria.

«Para explicar la observación con el efecto Gloria se necesitarían gotas esféricas de aerosoles y nubes altamente reflectantes y de forma esférica sobre el hemisferio oriental del planeta», dijeron los investigadores en un artículo publicado recientemente en Astronomy & Astrophysics.

Glorias ya se han visto fuera de la Tierra. También se sabe que se forman en nubes de Venus. Al igual que WASP-76b, en Venus se observó más luz previa al eclipse. Entonces, aunque la gloria es casi definitiva para el exoplaneta, futuras observaciones con un telescopio más potente podrían ayudar a determinar qué tan similar es el fenómeno de WASP-76 al de WASP-76b. Venus. Si coinciden, será la primera gloria jamás observada en un exoplaneta.

Si futuras investigaciones encuentran una manera precisa de determinar si realmente es una gloria, estos fenómenos podrían decirnos más sobre la composición atmosférica de los exoplanetas, en función de los tipos de elementos o moléculas sobre los que se refleja la luz. Incluso podrían delatar la presencia de agua, lo que podría significar habitabilidad. Aunque la supuesta gloria de WASP-76b no se ha demostrado definitivamente, es todo menos un arco iris en la oscuridad.

Astronomía y astrofísica, 2024. DOI: 10.1051/0004-6361/202348270

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