Πέμπτη, 30 Νοεμβρίου 2017

Νέα στοιχεία για τον πιο «ακραίο πλανήτη». Exoplanet has smothering stratosphere without water

Νέες μελέτες για τον εξωπλανήτη Wasp-18b αποκαλύπτουν στοιχεία της ατμόσφαιρας του. A NASA-led team of scientists determined that WASP-18b, a “hot Jupiter” located 325 light-years from Earth, has a stratosphere that’s loaded with carbon monoxide, or CO, but has no signs of water. Credits: NASA's Goddard Space Flight Center

Η θέση αλλά και τα φαινόμενα που προκαλούνται σε ένα από τους περίπου έξι χιλιάδες εξωπλανήτες που έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα οδήγησαν τους επιστήμονες στο να τον χαρακτηρίσουν «ακραίο πλανήτη». Νέα στοιχεία που ανακαλύφθηκαν σε αυτόν επιβεβαιώνουν τον χαρακτηρισμό που του δόθηκε. Ο πλανήτης αυτός βρίσκεται στο σύστημα του άστρου WASP 18 σε απόσταση 325 ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό του Φοίνικα και έχει λίγο μεγαλύτερη μάζα από αυτή του Ήλιου.

O Wasp-18b όπως ονομάστηκε ο εξωπλανήτης είναι ένας γίγαντας αερίων με μάζα δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτή του Δία και βρίσκεται σε απόσταση αναπνοής από το μητρικό του άστρο, μόλις 3 εκατ. χλμ μακριά από αυτό. Ο πλανήτης Wasp 18b είναι τόσο κοντά στο άστρο που ολοκληρώνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από αυτό μόλις σε 24 ώρες! Μάλιστα κατά την τροχιακή του κίνηση ο πλανήτης πλησιάζει το άστρο σε απόσταση μικρότερη του ενός εκατομμυρίου χιλιομέτρων και με δεδομένο το μέγεθος του θα μπορούσε να πει κάποιος ότι σχεδόν το ακουμπάει!

Ομάδα ερευνητών του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA εντόπισαν νέα στοιχεία στον Wasp-18b Και ειδικότερα μια σειρά από ατμοσφαιρικά δεδομένα. Σύμφωνα με τους ερευνητές ο πλανήτης περιβάλλεται από μια «πνιγηρή» στρατόσφαιρα στην οποία κυριαρχεί το τοξικό μονοξείδιο του άνθρακα ενώ απουσιάζει εντελώς οποιοδήποτε ίχνος νερού.

«Η ατμοσφαιρική σύσταση του Wasp-18b ξεπερνάει όλα όσα γνωρίζαμε για τους πλανήτες αλλά και όσα αναμέναμε να δούμε ακόμη και σε αυτόν. Δεν υπάρχει κανένας άλλος πλανήτης που τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας του να κυριαρχούνται σε τόσο υψηλά ποσοστά από μονοξείδιο του άνθρακα» αναφέρουν στην μελέτη τους οι ερευνητές επιβεβαιώνοντας δικαιώνοντας έτσι τον χαρακτηρισμό του ακραίου πλανήτη που έχει δοθεί στον Wasp-18b. Οι αστρονόμοι θα συνεχίσουν να παρατηρούν και τα επόμενα χρόνια τον συγκεκριμένο πλανήτη για να μάθουν όσο το δυνατόν περισσότερα για αυτόν.



Επιστήμονες «μεγάλωσαν» το αλφάβητο του DNA. Expanding DNA's alphabet lets cells produce novel proteins

Δημιούργησαν ημισυνθετικό βακτήριο. This undated photo provided by The Scripps Research Institute shows a semi-synthetic strain of E. coli bacteria that can churn out novel proteins. Scientists reported on Wednesday, Nov. 29, 2017, that they have expanded the genetic code of life and used man-made DNA to create this strain of bacteria. (Bill Kiosses/The Scripps Research Institute via AP)

Να αυξήσουν το γενετικό αλφάβητο κατά 50% κατάφεραν επιστήμονες στις Ηνωμένες Πολιτείες, καθώς δημιούργησαν ένα ημισυνθετικό βακτήριο, το οποίο διαθέτει στο DNA του, πέρα από τα τέσσερα φυσικά «γράμματα», άλλα δύο συνθετικά.

Το συνθετικό DNA διαθέτει έξι διαφορετικά νουκλεοτίδια (τρία ζεύγη συζυγών βάσεων).

Τα δύο αυτά έξτρα «γράμματα» του γενετικού αλφαβήτου επιτρέπουν στον μικροοργανισμό να παράγει νέες πρωτεΐνες που δεν υπάρχουν στη φύση, με τους δημιουργούς του να επισημαίνουν ότι πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα στην κατεύθυνση της δημιουργίας υβριδικής, τεχνητής και «κατά παραγγελία» ζωής.



Η δομή των νέων συζυγών βάσεων Χ και Υ (d5SICSdNaM) σε σύγκριση με τις φυσικές συζυγείς βάσεις γουανίνη και κυτοσίνη (dGdC).

Εδώ και περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια που εμφανίσθηκε η ζωή στη Γη, τα γονίδια στο DNA είναι «εγχειρίδια οδηγιών» για τη δημιουργία πρωτεϊνών. Τα τέσσερα γράμματα του γενετικού κώδικα είναι μόρια, γνωστά και ως αζωτούχες βάσεις. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν αυτά τα γράμματα-βάσεις A (αδενίνη), C (κυτοσίνη), G (γουανίνη) και T (θυμίνη), αλλά ο νέος οργανισμός διαθέτει δύο ακόμη, που αποκαλούνται Χ και Υ.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Φλόιντ Ρόουμσμπεργκ του Ινστιτούτου Ερευνών Scripps στην Καλιφόρνια, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», είχαν για πρώτη φορά ενσωματώσει το 2014 τα «γράμματα» Χ και Υ στο DNA ενός βακτηρίου E.coli. Τα βακτήρια μπορούσαν τότε απλώς να αποθηκεύουν τις δύο πρόσθετες συνθετικές βάσεις και να τις «κληροδοτούν» στους «απογόνους» τους.

Schematic depicting the incorporation of a non-canonical amino acid (ncAA) into a protein via ribosomal decoding of an unnatural codon in a semi-synthetic organism Credit: Adapted from an image created by Dennis Sun, Mezarque Design

Το νέο ουσιαστικό βήμα που έγινε αυτή τη φορά, είναι ότι οι επιστήμονες κατάφεραν να «παντρέψουν» με επιτυχία τις τέσσερις φυσικές και τις δύο συνθετικές βάσεις μέσα στα γονίδια του βακτηρίου, κάνοντας «σάντουιτς» κάθε Χ και κάθε Υ ανάμεσα σε δύο άλλες φυσικές βάσεις. Έτσι το βακτήριο μπόρεσε να «διαβάσει» το DNA που περιέχει τα έξτρα Χ και Υ, να τα μεταγράψει σε μόρια RNA και, τελικά, αυτά να «μεταφρασθούν» σε πρωτεΐνες, οι οποίες περιέχουν αμινοξέα που δεν υπάρχουν στη φύση.

Semi-synthetic organism (E. coli) producing green fluorescent protein via decoding of an unnatural codon Credit: William B. Kiosses

«Δεν θα αποκαλούσα νέα μορφή ζωής αυτό που δημιουργήσαμε, αλλά είναι το κοντινότερο σε αυτό πράγμα που οποιοσδήποτε έχει ποτέ κάνει. Είναι η πρώτη φορά που ένα κύτταρο έχει μεταφράσει μια πρωτεΐνη, χρησιμοποιώντας κάτι άλλο πέρα από τα G, C, A και Τ. Είναι ένα μικρό βήμα, αλλά ένα πρώτο πετυχημένο βήμα» δήλωσε ο Ρόουμσμπεργκ.

Κανονικά οι τέσσερις φυσικές βάσεις-γράμματα του γενετικού κώδικα μπορούν να παράγουν 20 αμινοξέα, αλλά με την προσθήκη των βάσεων Χ και Υ μπορούν να παραχθούν έως 152 αμινοξέα. Αυτά, μελλοντικά, είναι πιθανό να επιτρέψουν τη δημιουργία νέων φαρμάκων, υλικών κ.α. Ήδη από το 2014 το εργαστήριο του Ρόουμσμπεργκ δημιούργησε την εταιρεία Synthorx Inc, η οποία πρωτοπορεί στην προσπάθεια να αναπτυχθούν νέα φάρμακα με βάση τα Χ και Υ.

Scripps Chemistry Professor Floyd Romesberg shares his enthusiasm for developing artificial DNA and its implications for novel protein therapeutics.

Οι επιστήμονες διαβεβαίωσαν ότι είναι αδύνατο ο ημισυνθετικός οργανισμός να ζήσει στη φύση έξω από το εργαστήριο και να πολλαπλασιασθεί ανεξέλεγκτα, καθώς καμία μορφή ζωής στον πλανήτη δεν μπορεί να παράγει μόνη της τα έξτρα «γράμματα» Χ και Υ στο DNA της, χωρίς κάποιος άνθρωπος να προσθέσει τις σωστές χημικές ουσίες. «Δεν μπορούν να δραπετεύσουν. Δεν υπάρχει εδώ σενάριο τύπου Τζουράσικ Παρκ» τόνισε ο Ρόουμσμπεργκ.

Πηγές: Yorke Zhang et al. A semi-synthetic organism that stores and retrieves increased genetic information, Nature (2017). DOI: 10.1038/nature24659 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=920497