Puede parecer que nuestra Luna brilla pacíficamente en el cielo nocturno, pero hace miles de millones de años, la agitación volcánica le dio un rostro.

Una pregunta que ha permanecido sin respuesta durante décadas es por qué hay más rocas volcánicas ricas en titanio, como la ilmenita, en el lado cercano que en el otro. Ahora, un equipo de investigadores del Laboratorio Planetario y Lunar de Arizona ofrece una posible explicación para esto.

La superficie lunar estuvo una vez inundada por un océano de magma en ebullición, y después de que el océano de magma se endureció, hubo un gran impacto en el lado opuesto. El calor de este impacto se extendió hacia el lado más cercano e hizo que la corteza se volviera inestable, provocando que capas de minerales más pesados ​​y densos en la superficie se hundieran gradualmente en el manto. Estos volvieron a derretirse y fueron expulsados ​​por los volcanes. La lava de estas erupciones (la mayoría de las cuales ocurrieron en el lado más cercano) terminó en lo que ahora son flujos de rocas volcánicas ricas en titanio. En otras palabras, la antigua cara de la Luna ha desaparecido y resurgido.

lo que hay debajo

La región de la Luna en cuestión se conoce como Procellarum KREEP Terrane (PKT). KREEP significa concentraciones elevadas de potasio (K), elementos de tierras raras (REE) y fósforo (P). Aquí también se encuentran basaltos ricos en ilmenita. Se cree que KREEP y los basaltos se formaron por primera vez cuando la Luna se enfrió después de su fase oceánica magmática. Pero la región siguió siendo caliente porque KREEP también contiene altos niveles de uranio y torio radiactivos.

«La región PKT… representa la región volcánicamente más activa de la Luna, un resultado natural de la gran abundancia de elementos productores de calor», dijeron los investigadores en un comunicado. estudiar publicado recientemente en Nature Geoscience.

¿Por qué esta región está ubicada en el lado cercano, mientras que el lado opuesto carece de KREEP y basaltos ricos en ilmenita? Una hipótesis existente llamó la atención de los investigadores: sugería que después de que el océano de magma se endureciera en el lado cercano, las capas de estos minerales KREEP eran demasiado pesadas para permanecer en la superficie. Comenzaron a adentrarse más profundamente en el manto y hasta el límite entre el manto y el núcleo. Al hundirse, se pensaba que estas láminas minerales habían dejado rastros de material por todo el manto.

Si la hipótesis fuera correcta, esto significaría que debajo de la superficie lunar deberían existir trazas de minerales de la corteza magmática endurecida de KREEP en forma de láminas, que podrían llegar hasta el borde de la capa límite del núcleo.

¿Cómo se podría probar esto? Los datos gravitacionales de la misión del Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad (GRAIL) a la Luna pueden haber tenido la respuesta. Esto les permitiría detectar anomalías gravitacionales causadas por la mayor densidad de la roca KREEP en comparación con los materiales circundantes.

Volviendo a la superficie

Los datos de GRAIL revelaron previamente la existencia de un patrón de anomalías de gravedad subsuperficial en la región PKT. Esto parecía similar al patrón que se habrían formado las capas de roca volcánica cuando se hundieron, por lo que el equipo de investigación decidió ejecutar una simulación por computadora del hundimiento de KREEP para ver qué tan bien coincidía la hipótesis con los hallazgos de GRAIL.

Efectivamente, la simulación terminó formando aproximadamente el mismo patrón que las anomalías encontradas por GRAIL. El patrón poligonal observado tanto en las simulaciones como en los datos de GRAIL probablemente significa que rastros de capas de KREEP más pesadas y basalto rico en ilmenita quedaron debajo de la superficie cuando estas capas se hundieron debido a su densidad, y GRAIL detectó sus residuos debido a su mayor gravedad. . para tirar. GRAIL también sugirió que había muchas anomalías más pequeñas en la región PKT, lo cual tiene sentido dado que gran parte de la corteza está formada por rocas volcánicas que habrían fluido y dejado residuos antes de derretirse y reconstruir la superficie durante las erupciones.

Ahora también tenemos una idea de cuándo ocurrió este fenómeno. Debido a que hay cuencas de impacto que datan de hace aproximadamente 4,22 mil millones de años (que no deben confundirse con el impacto anterior en el lado opuesto), pero se cree que el océano se endureció magmáticamente antes de esa fecha, los investigadores creen que la corteza también comenzó a fluir antes de esa fecha. este tiempo.

«Las anomalías en los límites del PKT proporcionan la evidencia física más directa de la naturaleza del océano post-magma… el derrocamiento del manto y el hundimiento de la ilmenita en el interior profundo», dijo el equipo en el mismo comunicado. estudiar.

Esto es sólo más información sobre cómo evolucionó la Luna y por qué es tan desigual. El lado cercano alguna vez estuvo lleno de lava que ahora es roca volcánica, gran parte de la cual existe en flujos llamados mare (que se traduce como «mar» en latín). La mayor parte de esta roca volcánica, especialmente en la región PKT, contiene elementos de tierras raras.

Sólo podemos confirmar que en realidad hay rastros de una corteza antigua dentro de la Luna al recolectar material lunar real muy por debajo de la superficie. Cuando los astronautas de Artemis finalmente podrán recolectar muestras de material volcánico en la Luna en el sitio¿Quién sabe qué saldrá a la superficie?

Geociencias naturales, 2024. DOI: 10.1038/s41561-024-01408-2

Un estudio del grupo Hackett del EMBL de Roma ha llevado al desarrollo de una potente tecnología de edición epigenética, que abre la posibilidad de programar con precisión modificaciones de la cromatina.

Comprender cómo se regulan los genes a nivel molecular es un desafío central en la biología moderna. Este complejo mecanismo está impulsado principalmente por la interacción entre proteínas llamadas factores de transcripción, ADN regiones reguladoras y modificaciones epigenéticas: alteraciones químicas que cambian la estructura de la cromatina. El conjunto de modificaciones epigenéticas del genoma de una célula se denomina epigenoma.

Avances en la edición del epigenoma.

En un estudio publicado hoy (9 de mayo) en genética natural, científicos del grupo Hackett del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) en Roma han desarrollado una plataforma modular de edición del epigenoma, un sistema para programar modificaciones epigenéticas en cualquier parte del genoma. El sistema permite a los científicos estudiar el impacto de cada modificación de la cromatina en la transcripción, el mecanismo por el cual los genes se copian en ARNm para impulsar la síntesis de proteínas.

Se cree que las modificaciones de la cromatina contribuyen a la regulación de procesos biológicos clave como el desarrollo, la respuesta a señales ambientales y las enfermedades.

Representación creativa de la caja de herramientas de edición epigenética: cada edificio representa el estado epigenético de un solo gen (las ventanas oscuras son genes silenciosos, las ventanas iluminadas son genes activos). Crane ilustra el sistema de edición epigenética que permite la deposición de novo de marcas de cromatina en cualquier ubicación genómica. Marzia Munafò

Para comprender los efectos de las marcas de cromatina específicas en la regulación genética, estudios previos han mapeado su distribución en los genomas de tipos de células sanas y enfermas. Al combinar estos datos con el análisis de la expresión genética y los efectos conocidos de la alteración de genes específicos, los científicos han asignado funciones a estas marcas de cromatina.

Sin embargo, ha resultado difícil determinar la relación causal entre las marcas de cromatina y la regulación genética. El desafío es analizar las contribuciones individuales de los muchos factores complejos involucrados en dicha regulación: marcas de cromatina, factores de transcripción y secuencias reguladoras de ADN.

Avance en la tecnología de edición del epigenoma

Los científicos del grupo Hackett han desarrollado un sistema modular de edición del epigenoma para programar con precisión nueve marcas de cromatina biológicamente importantes en cualquier región deseada del genoma. El sistema se basa en CRISPR, una tecnología de edición del genoma ampliamente utilizada que permite a los investigadores realizar cambios en ubicaciones específicas del ADN con alta precisión y precisión.

Estas alteraciones precisas les permitieron analizar cuidadosamente las relaciones causa-consecuencia entre las marcas de cromatina y sus efectos biológicos. Los científicos también diseñaron y utilizaron un «sistema informador», que les permitió medir los cambios en la expresión genética a nivel unicelular y comprender cómo los cambios en la secuencia del ADN influyen en el impacto de cada marca de cromatina. Sus resultados revelan el papel causal de una serie de importantes marcas de cromatina en la regulación genética.

Hallazgos clave y direcciones futuras

Por ejemplo, los investigadores descubrieron una nueva función para H3K4me3, una marca de cromatina que antes se pensaba que era el resultado de la transcripción. Observaron que H3K4me3 en realidad puede aumentar la transcripción por sí solo si se agrega artificialmente a ubicaciones específicas del ADN.

«Este es un resultado extremadamente emocionante e inesperado que va en contra de todas nuestras expectativas», dijo Cristina Policarpi, becaria postdoctoral en el grupo Hackett y científica principal del estudio. “Nuestros datos apuntan a una red reguladora compleja, en la que varios factores determinantes interactúan para modular los niveles de expresión génica en una célula determinada. Estos factores incluyen la estructura de la cromatina preexistente, la secuencia de ADN subyacente y la ubicación en el genoma.

Aplicaciones potenciales e investigaciones futuras.

Hackett y sus colegas están explorando actualmente formas de aprovechar esta tecnología a través de una startup prometedora. El siguiente paso será confirmar y ampliar estos hallazgos apuntando a genes en diferentes tipos de células y a gran escala. También queda por aclarar cómo las marcas de cromatina influyen en la transcripción a través de la diversidad genética y los mecanismos posteriores.

«Nuestra caja de herramientas modular de edición epigenética constituye un nuevo enfoque experimental para analizar las interrelaciones entre el genoma y el epigenoma», dijo Jamie Hackett, líder del grupo en EMBL Roma. “El sistema podría utilizarse en el futuro para comprender con mayor precisión la importancia de los cambios epigenómicos a la hora de influir en la actividad genética durante el desarrollo y en las enfermedades humanas. Por otro lado, la tecnología también abre la posibilidad de programar los niveles de expresión genética deseados de una manera altamente personalizable. Esta es una vía interesante para aplicaciones de precisión en la salud y podría resultar útil en el contexto de la enfermedad.

Referencia: “La edición sistemática del epigenoma captura la función instructiva dependiente del contexto de las modificaciones de la cromatina” 9 de mayo de 2024, genética natural.
DOI: 10.1038/s41588-024-01706-w

China Chang'e-6 misión, actualmente en camino para recuperar una muestra de material del otro lado de La lunaProbará teorías que explican por qué las caras lunares cercanas y lejanas son tan diferentes.

Teniendo lanzado el 3 de mayo Se espera que Chang'e-6 aterrice a principios de junio en la Cuenca de Impacto del Doble Anillo del Apolo, que se encuentra dentro de una cuenca aún más grande. Cuenca del Polo Sur – Aitken (SPA). El inmenso SPA es el elemento de mayor impacto de su tipo en el mundo. sistema solar, con una extensión de 2.400 kilómetros por 2.050 kilómetros (1.490 por 1.270 millas) de superficie; se formó hace aproximadamente 4,3 mil millones de años, es decir. muy principios de la historia del sistema solar. Aunque Apolo es más joven, también es el lugar de impacto más grande superpuesto a la SPA. Apolo tiene una estructura de doble anillo, con su anillo interior de picos montañosos con un diámetro de 247 kilómetros (153 millas) y un anillo exterior de aproximadamente 492 kilómetros (305 millas) de diámetro.