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

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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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Enterrada en la Nebulosa Pata de Gato se encuentra una de las moléculas espaciales más grandes jamás observadas.

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Enterrada en la Nebulosa Pata de Gato se encuentra una de las moléculas espaciales más grandes jamás observadas.

Los científicos han descubierto una molécula espacial previamente desconocida mientras investigaban una región relativamente cercana de intenso nacimiento estelar, un punto cósmico a unos 5.550 años luz de distancia. Es parte de la Nebulosa Pata de Gato, también conocida como NGC 6334.

El equipo, dirigido por el estudiante graduado del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Zachary Fried, examinó una sección de la nebulosa conocida como NGC 6334I con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Esto reveló la presencia de una molécula compleja conocida como 2-metoxietanol, que nunca antes se había observado en el mundo natural, aunque sus propiedades habían sido simuladas en laboratorios en la Tierra.

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La misión ClearSpace-1 cambia de objetivo en respuesta a una colisión de desechos espaciales

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La misión ClearSpace-1 cambia de objetivo en respuesta a una colisión de desechos espaciales

Imagen artística de Proba-1 en órbita ©ClearSpace

La misión de eliminación de desechos ClearSpace-1 cambió de objetivo después de detectar una colisión de desechos espaciales del objetivo con desechos imposibles de rastrear. Empresa de eliminación de desechos espaciales Espacio libre anunció la decisión el 24 de abril.

ClearSpace avanzó a la siguiente etapa de la misión ClearSpace-1 después de una revisión técnica y programática con el Agencia Espacial Europea (ESA). El objetivo de escombros se ha modificado para ajustar los requisitos de la misión, simplificar la estructura de su equipo industrial y reducir el riesgo.

Ahora se espera que la nueva misión ClearSpace-1 se encuentre con PROBA-1, una nave espacial de la ESA con capacidades totalmente autónomas que capturará y realizará una maniobra de disminución del perigeo en el veterano satélite espacial de 20 años. La misión utilizará un mecanismo de captura de cuatro brazos para agarrar el satélite cliente y luego reingresar de manera segura a la atmósfera de la Tierra, donde se quemará.

El objetivo inicial de la misión, un adaptador de carga útil VESPA que quedó en órbita durante el lanzamiento de Vega en 2013, era golpeado por otros desechos espaciales el año pasado.

La ESA ha permitido continuar con la fase preparatoria que será ejecutada por un consorcio liderado por la empresa alemana OHB SE, que suministrará el bus satélite y se encargará de la integración y lanzamiento del sistema. ClearSpace proporcionará liderazgo técnico en operaciones de proximidad y captura.

«Nos sentimos honrados de colaborar con OHB y permanecer a la vanguardia del servicio en órbita con la misión ClearSpace-1», dijo Luc Piguet, director ejecutivo de ClearSpace.

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Observe cómo el Sol retira brevemente la cola del cometa del diablo

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Observe cómo el Sol retira brevemente la cola del cometa del diablo

La nave espacial STEREO A de la NASA detectó una poderosa llamarada solar arrancando la cola del cometa Pons-Brooks, aunque rápidamente volvió a crecer. Esta no es la primera vez que STEREO A ve al Sol jugando con una bola de nieve sucia como esta, pero las imágenes son particularmente dramáticas.

Las colas de los cometas son cosas tenues que se crean cuando el viento solar empuja el gas y el polvo liberados por la sublimación del hielo lejos de la cabeza del cometa. No hace falta mucho para molestarlos; A veces se ven cometas con dos colas, una de gas y otra de polvo, apuntando en direcciones algo diferentes, siendo la cola de gas particularmente sensible a las condiciones.

Cuando las erupciones solares generan eyecciones de masa coronal (CME) desde la superficie del Sol, las partículas expulsadas pueden afectar las colas de los cometas, y la nave espacial STEREO, que rastrea las tormentas solares, ha detectado esto con frecuencia. Véase, por ejemplo, este caso de 2013 en el que se pudieron ver dos cometas en el mismo campo visual, uno de ellos moviendo la cola como un renacuajo o un espermatozoide congelado pero particularmente decidido.

Una eyección de masa coronal en 2013 que logró impactar a dos cometas a la vez, como muestra STEREO.

Crédito de la imagen: Karl Battams/NASA/STEREO/CIOC

La nave espacial STEREO no sólo observa las colas de los cometas por diversión. Me gusta su sitio web Observaciones«El uso de colas de cometas como trazadores puede proporcionar datos valiosos sobre las condiciones del viento solar cerca del Sol».

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Como sugiere su nombre, las naves espaciales STEREO fueron diseñadas para proporcionar vistas duales de la actividad solar, una con una órbita unas semanas más corta que la de la Tierra y la otra un poco más larga. La línea de base generalmente larga entre ellos le dio a la NASA una visión sin precedentes de la actividad solar durante una década, pero se perdió el contacto con STEREO B en 2016, e incluso una vez recuperado, los intentos de restaurarlo han fracasado.

STEREO A siguió funcionando, incluso si el acrónimo ahora es inexacto. Su nombre completo es Observatorio A de Relaciones Solar-Terrestres y continúa ayudando a los astrónomos a comprender cómo la variabilidad del Sol afecta a la Tierra. Como muestran estas imágenes, lo mismo ocurre con otros componentes del sistema solar.

El 12 de abril, STEREO A detectó un importante despegue de CME desde el Sol. Este evento se alejaba casi directamente de la Tierra, por lo que no provocó ninguna aurora aquí, aunque ocurrió otra aproximadamente al mismo tiempo. cielo iluminado sobre Tasmania. Pero una semana después, Spaceweather.com se dio cuenta el efecto que tuvo el evento sobre el cometa Pons-Brooks. En lenguaje astronómico, se trató de un «evento de desconexión» en el que la fuerza añadida del viento solar provocó que la cola del núcleo del cometa se rompiera y partiera como la bandera de Rohan hacia el espacio. Las dos torres.

El efecto fue tan fuerte en parte porque la CME era muy poderosa, pero también porque Pons-Brooks estaba a 120 millones de kilómetros (75 millones de millas) del Sol, o el 80 por ciento de la distancia de la Tierra. Aunque desde la perspectiva de STEREO A el cometa parece casi chocar con Júpiter, el planeta gigante estaba casi mil millones de kilómetros (620 millones de millas) más lejos y apenas se habría visto afectado.

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Pons-Brooks no ha estado exactamente a la altura de su apodo últimamente. Se le puso la etiqueta de «Cometa del Diablo» porque durante su paso explotó varias veces (como en visitas anteriores) y algunas de ellas produjeron lo que parecían cuernos del diablo. Desafortunadamente, las explosiones se detuvieron justo cuando podrían haber permitido que más personas vieran el cometa. Es particularmente desafortunado que ninguna coincidiera con esta CME; imaginen una erupción que se lleva algo mucho más brillante y complejo.

La buena noticia es que, si bien los cometas a menudo se comparan con los gatos, en lo que respecta a sus colas, se parecen más a eslizones, que pueden perder sus apéndices y volver a crecer.

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