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Los biólogos construyen una ‘tabla periódica’ para los núcleos celulares

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Los biólogos construyen una ‘tabla periódica’ para los núcleos celulares

En un artículo publicado en Science, biólogos de la Facultad de Medicina de Baylor, el Instituto del Cáncer de los Países Bajos y la Universidad de Rice, que estudian el árbol de la vida, revelan un nuevo sistema de clasificación para los núcleos celulares y el descubrimiento de un método de transmutación de un tipo de núcleo celular a otro. otro. Esta ilustración muestra la colección de patrones de contacto cromosómico en los núcleos de varios animales y plantas. Crédito: Adam Fotos, Olga Dudchenko, Benjamin Rowland y Erez Lieberman Aiden / Baylor College of Medicine

Hace ciento cincuenta años, Dmitry Mendeleev creó la tabla periódica, un sistema para clasificar los átomos en función de las propiedades de sus núcleos. Esta semana, un equipo de biólogos que estudia el árbol de la vida dio a conocer un nuevo sistema de clasificación de núcleos celulares y descubrió un método para transmutar un tipo de núcleo celular en otro.


El estudio, que aparece esta semana en la revista La ciencia, surgió de varios esfuerzos anteriormente separados. Uno de ellos se centró en el Zoológico de ADN, un consorcio internacional que abarca decenas de instituciones, incluida la Facultad de Medicina de Baylor, el Centro de Física Teórica y Biológica (CTBP) con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de la Universidad. Rice, la Universidad de Australia Occidental y Mundo Marino.

Los científicos del equipo de DNA Zoo trabajaron juntos para clasificar cómo los cromosomas, que pueden tener varios pies de largo, se pliegan para encajar dentro de los núcleos de diferentes especies en el árbol de la vida.

«Ya sea que estemos viendo gusanos o erizos de mar, ascidias o corales, seguimos viendo aparecer los mismos patrones de plegado», dijo la Dra. Olga Dudchenko, co-primera autora del nuevo estudio y miembro del Centro de Genoma. Arquitectura en Baylor y CTBP.

Finalmente, el equipo se dio cuenta de que solo veían variaciones en dos diseños nucleares generales. «En algunas especies, los cromosomas están organizados como las páginas de un periódico impreso, con los márgenes exteriores en un lado y el medio doblado en el otro», dijo Dudchenko, quien también es codirector de DNA Zoo. «Y luego, en otras especies, cada cromosoma se arruga en una pequeña bola».

«Así que tuvimos un enigma», dijo el Dr. Erez Lieberman Aiden, profesor asociado de biología molecular y genética humana y Baylor McNair Fellow Emeritus, codirector de DNA Zoo y autor principal del nuevo estudio. “Los datos implican que durante la evolución, las especies pueden cambiar de un tipo a otro. Nos preguntamos: ¿cuál es el mecanismo de control? ¿Sería posible cambiar un tipo de núcleo a otro en el laboratorio? Aiden también es Director del Centro de Arquitectura del Genoma e Investigador Principal de CTBP.

Mientras tanto, un equipo independiente de Holanda había descubierto algo inesperado. «Estaba haciendo experimentos con una proteína llamada condensina II, que sabíamos que juega un papel en la división celular», dijo Claire Hoencamp, coautora primera del estudio y miembro del laboratorio del Dr. Benjamin Rowland en Netherlands Cancer. Instituto. “Pero observamos lo más extraño: cuando mutamos la proteína en las células humanas, los cromosomas se reorganizaron por completo. ¡Fué confuso!

Los dos equipos se reunieron en una conferencia en las montañas de Austria, donde Rowland presentó el último trabajo de su laboratorio. Pronto se dieron cuenta de que Hoencamp había encontrado una forma de convertir células humanas de un tipo nuclear a otro.

«Cuando observamos los genomas estudiados en DNA Zoo, descubrimos que la evolución ya se había experimentado muchas veces. Cuando las mutaciones en una especie descomponen la condensina II, por lo general anulan toda la arquitectura del núcleo», dijo Rowland. , autor principal del estudio. «Siempre es un poco decepcionante ser elegido en un experimento, pero la evolución tuvo una ventaja muy larga».

El equipo decidió trabajar en conjunto para confirmar el papel de Condensin II. Pero luego la pandemia de COVID-19 golpeó y gran parte del mundo cerró sus puertas.

«Sin acceso a nuestros laboratorios, solo teníamos una forma de establecer lo que estaba haciendo Condensin II», dijo Hoencamp. «Necesitábamos crear un programa de computadora que pudiera simular los efectos de la Condensina II en la cadena de cientos de millones de letras genéticas que componen cada cromosoma humano».

El equipo se dirigió al Dr. José Onuchic, presidente Harry C. de Física y Olga K. Wiess de Rice. «Nuestras simulaciones mostraron que al destruir la Condensina II, se podría hacer que un núcleo humano se reorganice para parecerse a un núcleo de mosca», dijo Onuchic, codirector de CTBP, que incluye colaboradores de Rice, Baylor, Northeastern University y otras instituciones en Houston y Boston. . .

Las simulaciones fueron realizadas por un equipo dentro del laboratorio de Onuchic en CTBP, dirigido por el investigador postdoctoral y coautor principal, el Dr. Sumitabha Brahmachari, en colaboración con el Dr. Vinicius Contessoto, ex becario postdoctoral en CTBP, y la Dra. Michele Di Pierro, investigadora senior de CTBP. y actualmente profesor asistente en Northeastern University.

“Comenzamos con un estudio increíblemente grande de 2 mil millones de años de evolución nuclear”, dijo Brahmachari. “Y hemos descubierto que todo se reduce a un mecanismo simple, que podemos simular y resumir, por nuestra cuenta, en un tubo de ensayo. Este es un paso emocionante en el camino hacia un nuevo tipo de ingeniería del genoma, ¡en 3D! »


El complejo de proteínas en forma de anillo desgarra el ADN


Más información:
«La genómica 3D a través del árbol de la vida revela la condensación II como determinante del tipo de arquitectura» La ciencia (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.abe2218

Cita: Biologists Construct ‘Periodic Table’ for Cell Nuclei (2021, 27 de mayo) recuperado el 27 de mayo de 2021 de https://phys.org/news/2021-05-biologists-periodic-table-cell-nuclei .html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte del uso legítimo para fines de estudio o investigación privados, no se puede reproducir ninguna parte sin permiso por escrito. El contenido se proporciona solo a título informativo.

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Cómo la CIA “secuestró” una sonda lunar soviética durante la carrera espacial

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Cómo la CIA “secuestró” una sonda lunar soviética durante la carrera espacial

La carrera espacial entre los Estados Unidos y la ex Unión Soviética estaba cobrando impulso a finales de los años 1950 y continuó hasta los años 1960. Esta competencia entre dos países proporcionó un impulso adicional. NASALa determinación de John Kennedy de cumplir su promesa de llevar un hombre a la Luna.

Las relaciones entre Estados Unidos y la Unión Soviética eran innegablemente tensas, una rivalidad entre superpotencias alimentada por diferencias en ideología política y objetivos económicos, y ambas naciones se esforzaban por influir en el mundo mostrando su destreza tecnológica y militar.

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El pingüino y el huevo cósmicos celebran el segundo aniversario del telescopio espacial y ayudan a la NASA a resolver misterios de larga data

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El pingüino y el huevo cósmicos celebran el segundo aniversario del telescopio espacial y ayudan a la NASA a resolver misterios de larga data
Telescopio espacial James Webb – NASA

Un pingüino cósmico brillando en el espacio junto a un huevo marca el segundo aniversario del telescopio espacial James Webb.

El dúo de galaxias en interacción conmemora la nave espacial de la NASA que se especializó en capturar luz infrarroja, que está más allá de lo que nuestros propios ojos pueden detectar.

La imagen de Webb muestra estas galaxias, conocidas colectivamente como Arp 142, atrapadas en una «lenta danza cósmica».

La Agencia Espacial Europea lo describe “Antes de su primera aproximación, el Pingüino tenía forma de espiral. Hoy, su centro galáctico brilla como un ojo, sus brazos desplegados dan forma a su pico, su cabeza, su columna vertebral y su cola extendida. »

Como todas las galaxias espirales, la Galaxia Pingüino es rica en gas y polvo. Las interacciones entre las dos galaxias atraen gravitacionalmente las áreas más delgadas de gas y polvo en la Galaxia Pingüino, provocando que choquen contra ondas y formen estrellas. Busque estas áreas en dos lugares: lo que parece un pez en el pico y las plumas de la cola.

“Por el contrario, la forma compacta del Huevo permanece prácticamente sin cambios. Como galaxia elíptica, está llena de estrellas envejecidas y tiene mucho menos gas y polvo que pueda extraerse para formar nuevas estrellas. »

MARCA TU CALENDARIO:Dos lluvias de meteoritos alcanzan su punto máximo en la misma región del cielo la misma noche a finales de este mes.

El telescopio espacial de dos años observa continuamente el universo, capturando imágenes y datos muy detallados llamados espectros, que pueden dar como resultado imágenes llamativas como estas.

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Las observaciones de Webb, que combinan luz infrarroja cercana y media de sus dos cámaras infrarrojas, muestran claramente que están conectadas por una neblina mostrada en azul que es una mezcla de estrellas y gas, resultado de su mezcla.

La NASA explicó que su interacción en curso comenzó hace entre 25 y 75 millones de años, cuando el Pingüino (conocido individualmente como NGC 2936) y el Huevo (NGC 2937) completaron su primer encuentro, en su largo viaje hacia una posible unión.

“Continuarán moviéndose y balanceándose, formando varios bucles más antes de fusionarse en una sola galaxia dentro de cientos de millones de años. »

MARAVILLAS WEB:La galaxia más antigua y distante descubierta con el telescopio Webb data de 300 millones de años después del Big Bang

El administrador de la NASA, Bill Nelson, alaba el telescopio.

“Desde que el presidente Biden y el vicepresidente Harris revelaron la primera imagen del telescopio espacial James Webb hace dos años, Webb ha seguido descubriendo los misterios del universo.

“Con imágenes extraordinarias de todos los rincones del cosmos, que se remontan casi al principio de los tiempos, las capacidades de Webb arrojan nueva luz sobre nuestro entorno celeste e inspiran a futuras generaciones de científicos, astrónomos y exploradores. »

Mark Clampin, directeur de la division d'astrophysique de la NASA, déclare : « En seulement deux ans, Webb a transformé notre vision de l'univers, permettant le type de science de classe mondiale qui a poussé la NASA à faire de cette mission una realidad.

MIRA LO QUE ENCONTRO: Hombre encuentra meteorito después de ver luz verde en el cielo: estaba caliente y quemado y 'podría haber venido del cometa Halley'

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“Webb arroja luz sobre los misterios de larga data del universo primitivo y marca el comienzo de una nueva era de estudio de mundos distantes, al tiempo que devuelve imágenes que inspiran a personas de todo el mundo y plantea nuevas e interesantes preguntas que deben abordarse.

“Nunca ha sido más posible explorar todas las facetas del universo. »

COMPARTE EL PINGÜINO CELESTIAL con entusiastas de la observación de estrellas en las redes sociales…

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Los científicos finalmente descubrieron cómo los tiburones de Groenlandia pueden vivir hasta 500 años

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Los científicos finalmente descubrieron cómo los tiburones de Groenlandia pueden vivir hasta 500 años

Los expertos creen haber descubierto finalmente el secreto que permite a los tiburones de Groenlandia vivir tanto tiempo.

Groenlandia tiburón pueden vivir hasta 500 años y se espera que su longevidad aumente tiene la clave para la lucha contra el envejecimiento en los seres humanos.

Las teorías sobre su larga vida involucran su ambiente extremadamente frío, ya que habitan las aguas del Ártico y el Atlántico Norte a profundidades de hasta 8,684 pies (2,647 metros), y su mínimo movimiento.

Ahora, los estudios de la especie sugieren que todo podría deberse a su constante actividad metabólica.

Una nueva investigación fue presentada en el Conferencia de la Sociedad de Biología Experimental y sugirió que, a diferencia de otros animales, la tasa metabólica del tiburón de Groenlandia no parece cambiar con el tiempo, independientemente de la edad.

El autor principal, Ewan Camplisson, estudiante de doctorado de la Universidad de Manchester, dijo Ciencia viva: “Esto es importante para nosotros porque demuestra que los tiburones no muestran los signos tradicionales de envejecimiento. »

bbc

El metabolismo se refiere al proceso químico mediante el cual las enzimas descomponen los nutrientes en energía y utilizan esa energía para reparar el cuerpo. En la mayoría de los animales, la tasa metabólica disminuye con la edad, lo que conduce a una disminución del recambio celular, una reducción de la producción de energía y una reparación más lenta.

Como parte de este estudio, se tomó tejido muscular de 23 tiburones de Groenlandia. Fueron capturados frente a la costa sur de la isla Disko en el centro de Groenlandia, y sus edades oscilaban entre 60 y 200 años, dependiendo de la longitud de su cuerpo.

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Luego, los investigadores midieron la actividad de cinco enzimas en los tejidos para determinar la tasa metabólica de cada uno de los tiburones y se sorprendieron al descubrir que no había diferencias entre edades.

«En la mayoría de los animales, se esperaría ver que la actividad de ciertas enzimas disminuyera con el tiempo a medida que se degradan y se vuelven menos efectivas», explicó Camplisson.

Pero, en el caso de los tiburones de Groenlandia, parece que su metabolismo estable les permite no degenerar del mismo modo que otros animales, lo que les permite tener una longevidad asombrosa.

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