Εκπληκτική φωτογραφία του Μεγάλου Νέφους του Μαγγελάνου. Hubble Views the Large Magellanic Cloud and its Star Forming Regions

Η υπέροχη εικόνα από το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου που κατέγραψε το Hubble. Nearly 200 000 light-years from Earth, the Large Magellanic Cloud, a satellite galaxy of the Milky Way, floats in space, in a long and slow dance around our galaxy. As the Milky Way’s gravity gently tugs on its neighbor’s gas clouds, they collapse to form new stars. In turn, these light up the gas clouds in a kaleidoscope of colors, visible in this image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope. Credit: NASA, ESA. Acknowledgement: Josh Lake

Μια ακόμη καταπληκτική φωτογραφία προσέθεσε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble στην τεράστια λίστα των εντυπωσιακών εικόνων που έχει καταγράψει από το Σύμπαν. Αυτή τη φορά κατέγραψε με τον φακό του ένα υπέροχο «πλάνο» από το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, ένα μικρό γειτονικό μας γαλαξία. Τη φωτογραφία έδωσε στη δημοσιότητα η NASA με τα στελέχη της να κάνουν λόγο για «ένα χορό των χρωμάτων».

Το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου φιλοξενεί πολλές περιοχές γέννησης νέων άστρων. Σύμφωνα με τους ειδικούς η αλληλεπίδραση της βαρύτητας του γαλαξία μας με τα νέφη κοσμικής ύλης του Μεγάλου Νέφους του Μαγγελάνου έχει ως αποτέλεσμα τα νέφη να «καταρρέουν» προκαλώντας τη γέννηση νέων άστρων. Καθώς εξελίσσεται το φαινόμενο και τα νέφη δίνουν τη θέση τους στα νέα άστρα οι περιοχές αυτές λούζονται από λαμπρό φως που έχει πολλές αποχρώσεις δημιουργώντας αυτή την εντυπωσιακή εικόνα.

This video pans across observations of LHA 120-N11, one of these regions of glowing dust and gas with ongoing star formation. Credit: NASA, ESA. Acknowledgement: Josh Lake

Το μυστηριώδες περιβάλλον του Μπετελγκέζ, Betelgeuse Star Braces for Crash with Strange Bar

The red supergiant star Betelgeuse is seen here in a new view from the Herschel Space Observatory, a European Space Agency mission with important NASA participation. Image credit: ESA/Herschel/PACS/L. Decin et al

Aυτή η νέα εικόνα από διαστημικό τηλεσκόπιο της ESA, Herschel, αποκαλύπτει πολλαπλά τόξα γύρω από τον Betelgeuse (Μπετελγκέζ), τον πλησιέστερο υπεργίγαντα στη Γη. Το άστρο και η «τοξοειδής ασπίδα» του κινούνται προς έναν μυστηριώδη «τοίχο» με τον οποίο αναμένεται να συγκρουστούν σε 5000 χρόνια.

Betelgeuse has a visibly reddish tint and is the second brightest star in the Orion constellation. Image courtesy of Oisin Trust.

Ο Betelgeuse είναι τόσο μεγάλο άστρο που αν τοποθετηθεί στο κέντρο του ηλιακού μας συστήματος, θα καταλάβει όλο τον χώρο μέχρι και την τροχιά του Δία. Η λάμψη του είναι 100.000 φορές μεγαλύτερη του Ήλιου μας. απέχει περίπου 600 έτη φωτός από τη Γη και είναι γνωστός ως άλφα του αστερισμού του Ωρίωνα.

This artist’s impression shows the supergiant star Betelgeuse as it was revealed thanks to different state-of-the-art techniques on ESO’s Very Large Telescope (VLT), which allowed two independent teams of astronomers to obtain the sharpest ever views of the supergiant star Betelgeuse. They show that the star has a vast plume of gas almost as large as our Solar System and a gigantic bubble boiling on its surface. These discoveries provide important clues to help explain how these mammoths shed material at such a tremendous rate. Credit: ESO/L. Calçada

Η εικόνα στο υπέρυθρο από το Herschel μας δείχνει πως «άνεμος» των σωματιδίων που εκπέμπονται από τον υπεργίγαντα συγκρούεται με την μεσοαστρική ύλη, δημιουργώντας ένα κρουστικό τόξο καθώς το άστρο κινείται με μια ταχύτητα περίπου 30 km/sec. Mια σειρά από σπασμένα πυκνά τόξα μπροστά στο άστρο δείχνουν την ταραχώδη ιστορία της απώλειας μάζας του.

Το ενδιαφέρον όμως εντοπίζεται στην γραμμική δομή που εμφανίζεται μετά από τα τόξα. Παλιότερες θεωρίες θεωρούσαν ότι πρόκειται για ύλη του άστρου που εκτινάχθηκε πολύ παλιότερα, όμως η ανάλυση της νέας εικόνας δείχνει πως πρόκειται είτε για ένα γραμμικό νήμα που συνδέεται με το μαγνητικό πεδίο του γαλαξία είτε για το άκρο ενός κοντινού μεσοαστρικού νέφους που φωτίζεται από τον Betelgeuse.

Εάν αυτός ο «τοίχος» αποτελεί ένα εντελώς ανεξάρτητο αντικείμενο, τότε παίρνοντας υπόψη την κίνηση του Betelgeuse και των τόξων του, το εξωτερικό τόξο θα συγκρουστεί μ’ αυτόν σε 5000 χρόνια ενώ ο ερυθρός υπεργίγαντας μετά από 12.500 χρόνια αργότερα.

Με «μισοφέγγαρο» μοιάζουν οι μαύρες τρύπες, Black Hole May Look Crescent

Κάπως έτσι μοιάζουν οι μαύρες τρύπες σύμφωνα με τη νέα μελέτη. Crescent shape: Astronomers from Berkeley have created this prediction of what a black hole looks like based on observations of Sagittarius A*, the black hole at the centre of our galaxy. Credit: Kamruddin / Dexter

Για πρώτη φορά επιστήμονες προσπαθούν να διαπιστώσουν πώς θα φαίνεται μια μαύρη τρύπα σε κάποιον που την πλησιάζει. Αστρονόμοι του Πανεπιστημίου Μπέρκλεϊ στις ΗΠΑ μελετώντας δεδομένα από την μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας εκτιμούν ότι, καθώς πλησιάζει κάποιος σε μια μαύρη τρύπα, η «εικόνα» της θα μοιάζει με μια κοσμική δομή που θυμίζει μισοφέγγαρο.

Ο ορίζοντας γεγονότων

Δεν θα είναι αυτή η εικόνα μιας μαύρης τρύπας σε κάποιον που την πλησιάζει. Σύμφωνα με την νέα μελέτη αυτό που θα δει θα είναι ένα κοσμικό μισοφέγγαρο. This is NOT what a black hole looks like: A previous artists' impression of a black hole.

Η ύπαρξη των μελανών οπών έχει διαπιστωθεί εδώ και πολλές δεκαετίες. Τις τελευταίες δεκαετίες τα πολύ ισχυρά επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια εντοπίζουν συνεχώς μαύρες τρύπες στο Σύμπαν. Οι μαύρες τρύπες «εγκλωβίζουν» ακόμη και το φως και έτσι παραμένουν αόρατες. Έτσι ο εντοπισμός και η παρατήρησή τους γίνεται με έμμεσο τρόπο και ειδικότερα από την κοσμική δραστηριότητα που υπάρχει γύρω από αυτές.

Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές αν κάποιος πλησιάζει σε μια μαύρη τρύπα αυτό που θα βλέπει και θα μοιάζει με μισοφέγγαρο δεν θα είναι η μαύρη τρύπα αυτή κάθε αυτή , αλλά ο ορίζοντας γεγονότων. Σύμφωνα με τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας, ο Ορίζοντας των Γεγονότων είναι το σημείο στον χωροχρόνο εντός του οποίου τα γεγονότα δεν μπορούν να επηρεάσουν τον παρατηρητή, καθώς η βαρύτητα ισοδυναμεί με καμπύλωση του χωροχρόνου. Με απλά λόγια είναι το «σημείο χωρίς επιστροφή», δηλαδή το σημείο στο οποίο η βαρυτική έλξη γίνεται τόσο δυνατή, ώστε κάθε διαφυγή να είναι αδύνατη. Το πιο κοινό παράδειγμα ενός Ορίζοντα γεγονότων, είναι η μαύρη τρύπα.

Το πρόγραμμα

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα που έχουν συλλεχθεί από ένα επιστημονικό πρόγραμμα που ξεκίνησε πρόσφατα. Πρόκειται για το Event Horizon Telescope στο πλαίσιο του οποίου γίνεται συλλογή και επεξεργασία δεδομένων από τις παρατηρήσεις που διενεργούνται από ένα ευρύ δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων σε όλο τον κόσμο. Βασικός στόχος του προγράμματος είναι να συγκεντρώνονται δεδομένα από διαφόρων ειδών κοσμικά αντικείμενα η μελέτη των οποίων είναι δύσκολη από μια μεμονωμένη μονάδα παρατήρησης. «Πιστεύω ότι μπορούμε να καταγράψουμε μια εικόνα από μαύρη τρύπα μέσα στα επόμενα πέντε έτη» δηλώνει ο Τζέισον Ντέξτερ, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

H NASA στέλνει «σκατζόχοιρους» στον Φόβο, NASA Eyes 'Hedgehog' Invasion of Mars Moon Phobos

This illustration depicts the Phobos Surveyor mission concept, which would land small, spiky "hedgehog" probes on Mars' largest moon, Phobos, while a mother ship monitored the landers from nearby. CREDIT: Stanford University

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Στάνφορντ κατασκευάζουν για λογαριασμό της NASA ένα νέο τύπο ρομπότ το οποίο η αμερικανική διαστημική υπηρεσία προορίζει για μια αποστολή εξερεύνησης του Φόβου, ενός εκ των δύο δορυφόρων του Άρη. Το ρομπότ δεν θα έχει την μορφή ενός τετράτροχου οχήματος όπως αυτά που εξερευνούν την επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη τα τελευταία χρόνια. Θα έχει σφαιρικό σχήμα και μέγεθος παρόμοιο με μια μπάλα του βόλει.

Το πιο ενδιαφέρον και «παράξενο» χαρακτηριστικό του νέου ρομπότ είναι ότι θα υπάρχουν τοποθετημένες πάνω σε αυτό δεκάδες ακίδες. Αυτές οι ακίδες θα επιτρέπουν στο ρομπότ να κυλάει στην ανώμαλη και γεμάτη κρατήρες επιφάνεια του δορυφόρου. Με αυτόν τον τρόπο οι κατασκευαστές του πιστεύουν ότι το ρομπότ δεν θα «κολλήσει» πουθενά, όπως έχει συμβεί με ορισμένα από τα ρομπότ στον Άρη, και έτσι θα καταφέρει να εξερευνήσει πλήρως τον δορυφόρο. Οι υπεύθυνοι της αποστολής έχουν ονομάσει το ρομπότ «σκατζόχοιρο» εξαιτίας της όψης του.

Η αποστολή 

Phobos From 5,800 Kilometers. Credit: NASA

Παράλληλα με το ρομπότ κατασκευάζεται το σκάφος που θα το μεταφέρει στον Φόβο. Το σκάφος έχει λάβει την ονομασία Phobos Surveyor. Η αποστολή δεν έχει ακόμη μπει σε επίσημο προγραμματισμό με τα στελέχη της NASA να εκτιμούν ότι το σκάφος και 5-6 σκατζόχοιροι θα είναι έτοιμοι να αναχωρήσουν για τον Φόβο σε διάστημα 10-20 ετών.

 Ο «σκατζόχοιρος» θα εξερευνήσει τον Φόβο. Credit: Stanford University/Marco Pavone

Σύμφωνα με τον αρχικό σχεδιασμό μόλις το σκάφος φθάσει στο δορυφόρο θα απελευθερώσει ένα σκατζόχοιρο. Το ρομπότ θα πραγματοποιήσει για λίγες μέρες έρευνες και ανάλογα με την πρόοδο τους οι επιτελείς της αποστολής στη Γη θα αποφασίσουν σε ποιό σημείο του δορυφόρου θα απελευθερώσει το σκάφος το δεύτερο ρομπότ, διαδικασία που θα ακολουθηθεί και με τα υπόλοιπα ρομπότ έτσι ώστε να διασφαλιστεί ότι δεν θα μείνει κανένα σημείο του Φόβου ανεξερεύνητο. Η αποστολή θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική αφού θα λειτουργήσει ως προπομπός μιας επανδρωμένης αποστολής στον Άρη.

Ο θαλάσσιος ελέφαντας του Διαστήματος, Spectacular Manatee Nebula

Είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακή η ομοιότητα του νεφελώματος W50 με τους θαλάσσιους ελέφαντες. A distant nebula 18,000 light-years away bears a startling resemblance to Earth's humble manatee -- down to the "scars" on its back. Scientists already knew of the giant cloud, called the W50 nebula, which formed when a star went supernova 20,000 years ago. But a new image of it taken by the National Science Foundation's Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) telescope, has inspired a new name for the object: the Manatee Nebula. The nebula received its moniker after someone at the National Radio Astronomy Observatory noticed its resemblance to a manatee floating on its back, flippers over tummy. Bright arcs formed by powerful jets of charged particles in the massive cloud mirror the curved boat propeller scars the endangered animals often bear. And like its namesake, the Manatee Nebula is a whopper: It's 700 light-years across, one of the biggest supernova remnants ever spotted by VLA. Credit: (Right) A Florida Manatee rests underwater in Three Sisters Springs in Crystal River, Florida. Image used with permission from Tracy Colson. (Left) W50 supernova remnant in radio (green) against the infrared background of stars and dust (red). Credits: NRAO/AUI/NSF, K. Golap, M. Goss; NASA’s Wide Field Survey Explorer (WISE).

Σε εξέλιξη βρίσκονται οι εργασίες αναβάθμισης των ραδιοτηλεσκοπίων του Αστεροσκοπείου VLA (Very Large Array) στο Νέο Μεξικό. Καθώς προχωρούν οι εργασίες οι επιστήμονες ελέγχουν την πρόοδο τους και τεστάρουν τις νέες δυνατότητες της συστοιχίας. Σε μια από αυτές τις «δοκιμαστικές» έρευνες εντόπισαν ένα νεφέλωμα το οποίο κέντρισε το ενδιαφέρον τους. 

Using the Karl G. Jansky Very Large Array, scientists have imaged a 20,000-year-old supernova remnant that resembles a manatee. The gas clouds have been pushed outward by a microquasar deep within the nebula. Credit: NRAO/AUI/NSF, J. Hellerman, B. Saxton, J. Stoke, T. Burchell, A. Bolling

Το νεφέλωμα έλαβε τη κωδική ονομασία W50 και είναι στην πραγματικότητα τα υπολείμματα μιας έκρηξης υπερκαινοφανούς αστέρα (σουπερνόβα) που συνέβη όπως εκτιμούν οι ειδικοί πριν από 20 χιλιάδες έτη. Το νεφέλωμα βρίσκεται στον αστερισμό του Αετού, έχει έκταση 700 έτη φωτός και είναι ένα από τα μεγαλύτερα υπολείμματα σουπερνόβα που έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα στο Σύμπαν. Το νεφέλωμα έχει συγκεντρώσει τα φώτα της δημοσιότητας επειδή το σχήμα του παραπέμπει σε θαλάσσιο ελέφαντα.

Ενδείξεις ζωής σε κρατήρα του Άρη, Layers with Carbonate Content Inside McLaughlin Crater on Mars

O κρατήρας MacLaughlin, όπως τον φωτογράφησε η κάμερα High Imaging Science Experiment (HiRISE) του Mars Reconnaissance Orbiter της NASA. Με τα βελάκια στην εικόνα σημειώνονται τα σημεία όπου βρίσκονται τα πετρώματα των οποίων η χημική σύσταση μεταβλήθηκε από νερό στο εσωτερικό του Άρη. This view of layered rocks on the floor of McLaughlin Crater shows sedimentary rocks that contain spectroscopic evidence for minerals formed through interaction with water. The High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) camera on NASA's Mars Reconnaissance Orbiter recorded the image. A combination of clues suggests this 1.4-mile-deep (2.2-kilometer-deep) crater once held a lake fed by groundwater. Part of the evidence is identification of clay and carbonate minerals within layers visible near the center of this image. The mineral identifications come from the Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM), also on the Mars Reconnaissance Orbiter. Image credit: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Δύο βρετανοί επιστήμονες μελετώντας δορυφορικές εικόνες και δεδομένα σχετικά με έναν αρχαίο κρατήρα στον Άρη υποστηρίζουν ότι εντόπισαν ευρήματα που υποδεικνύουν την ύπαρξη μικροβιακής και βακτηριακής ζωής στο υπέδαφός του. Οι δύο ερευνητές θεωρούν ότι τα ευρήματα τους αποτελούν τις πιο ισχυρές ενδείξεις ύπαρξης ζωής που έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα στον Κόκκινο Πλανήτη.

Tα πετρώματα και η λίμνη

Ο Τζον Παρνέλ, καθηγητής του Πανεπιστημίου του Αμπερντίν και ο Τζόσεφ Μικάλσκι, πλανητικός γεωλόγος του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας στο Λονδίνο μελέτησαν τον κρατήρα MacLaughlin. Πρόκειται για έναν κρατήρα διαμέτρου 97 χλμ και βάθους 2,2 χλμ που είναι από τους αρχαιότερους του Άρη.

Μελετώντας εικόνες και δεδομένα που έστειλε ο δορυφόρος MRO ο οποίος βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Άρη οι δύο ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι στον κρατήρα είχε σχηματιστεί μια λίμνη πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια έτη. Πιο συγκεκριμένα οι ερευνητές μελέτησαν τη σύσταση πετρωμάτων στον κρατήρα τα οποία αναδύθηκαν στην επιφάνεια μετά την πτώση του αστεροειδή που τον δημιούργησε.

Η θεωρία

Όπως φαίνεται, το υπέδαφος του Άρη είναι το ίδιο φιλικό για την ανάπτυξη της ζωής όπως και αυτό της Γης (Credit:ESA)

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η χημική σύσταση των πετρωμάτων μεταβλήθηκε από την παρουσία του νερού που είναι ένας από τους πιο κρίσιμους παράγοντες για την ύπαρξη της ζωής. Η μεταβολή αυτή, όπως εκτιμούν οι δύο επιστήμονες, έλαβε χώρα όταν τα πετρώματα βρίσκονταν ακόμη στο υπέδαφος. Θεωρούν ότι στο υπέδαφος του Άρη υπήρχαν και πιθανώς εξακολουθούν να υπάρχουν όλες οι απαραίτητες για την εμφάνιση και διατήρηση της ζωής συνθήκες. Πιστεύουν επίσης ότι ο κρατήρας γέμισε με το νερό που υπήρχε στο υπέδαφος και όχι με νερό που έπεσε σε αυτόν από κάποια εξωτερική πηγή.

«Γνωρίζουμε ότι στο υπέδαφος της Γης υπάρχουν πολλές μορφές ζωής. Η μελέτη του κρατήρα MacLaughlin αποκαλύπτει ότι οι συνθήκες στο υπέδαφός του έχουν πολλές ομοιότητες με αυτές στο υπέδαφος της Γης. Στην επιφάνεια του Άρη δεν μπορεί να υπάρξει ζωή αφού ο πλανήτης βομβαρδίζεται συνεχώς από ακτινοβολία ενώ ταυτόχρονα επικρατούν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Όμως το υπέδαφος προσφέρει προστασία από αυτές τις δυσμενείς συνθήκες. Δεν υπάρχει λόγος να μην ζουν στο υπέδαφος βακτήρια ή μικρόβια. Εκτιμούμε ότι μορφές ζωής που βρίσκονται στο υπέδαφος του Άρη δεν χρειάζονται υδρογόνο για να επιβιώνουν, όπως συμβαίνει και με τα μικρόβια που ζουν στο υπέδαφος της Γης. Δυστυχώς δεν πρόκειται να βρούμε ζώα στο υπέδαφος του Άρη αφού και στο γήινο υπέδαφος οι πιο σύνθετες μορφές ζωής που υπάρχουν είναι μύκητες. Όμως οι μύκητες είναι σύνθετες μορφές ζωής και δεν αποκλείεται να υπάρχουν τέτοιες μικρές αλλά σύνθετες μορφές ζωής και στον Άρη» αναφέρει ο Παρνέλ.

Ο εντοπισμός

Οι δύο ερευνητές πιστεύουν ότι οι επόμενες αποστολές στον Άρη πρέπει να «επισκεφθούν» τον κρατήρα MacLaughlin και να σκάψουν το έδαφος. Υποδεικνύουν μάλιστα το χείλος του ως ένα σημείο όπου οι πιθανότητες να υπάρχει ζωή κάτω από την επιφάνεια είναι αυξημένες. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι, εκτός των άλλων, τα αποτελέσματα των ερευνών στο υπέδαφος του κρατήρα MacLaughlin ή και σε άλλους κρατήρες θα βοηθήσουν στο να μάθουμε νέα στοιχεία για το πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη.

«Αν και όλοι ζούμε στην επιφάνεια της Γης η ζωή δεν ξεκίνησε εδώ αλλά στο υπέδαφος. Όταν πλέον η ζωή στο υπέδαφος σταθεροποιήθηκε άρχισε να μετακινείται προς την επιφάνεια. Μελετώντας τη ζωή στους κρατήρες του Άρη ανακαλύπτουμε στοιχεία για το πώς ξεκίνησε η ζωή και στη Γη» υποστηρίζει ο Παρνέλ. Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Geoscience» με τους δύο ερευνητές να αναφέρουν ότι σύντομα θα μπορούν να πουν με βεβαιότητα αν υπάρχει τώρα ή υπήρχε ζωή κάποτε στον Άρη.

Ανακαλύφθηκε «τετραπλή έλικα» DNA σε ανθρώπους, Quadruple DNA helix discovered in human cells

Αυτός ο πίνακας της καλλιτέχνιδος Ανι Νιούμαν «αιχμαλωτίζει» την τετραπλή έλικα του DNA. Living by the Code, a painting by Annie Newman in Shankar Balasubramaniam's office, captures four-stranded DNA.

Εξήντα χρόνια μετά την ανακοίνωση – ορόσημο από τους Γουότσον και Κρικ σχετικά με τη δομή της διπλής έλικας του DNA, ερευνητές του ίδιου πανεπιστημίου, αυτού του Κέιμπριτζ, δημοσιεύουν μια νέα μελέτη στην επιθεώρηση «Nature Chemistry» η οποία ανοίγει καινούργιους δρόμους στην κατανόηση των «μυστικών» του γενετικού υλικού μας και του ρόλου που παίζει τόσο στην υγεία όσο και στην ασθένεια. Επιστήμονες του Τμήματος Χημείας του Κέιμπριτζ αναφέρουν ότι «συνέλαβαν» για πρώτη φορά in vivo σε ανθρώπινα κύτταρα στο εργαστήριο… τετραπλές έλικες DNA!

Με… βάση τη γουανίνη

Αναπαράσταση της τετραπλής έλικας (αριστερά) ενώ δεξιά φθορίζοντες δείκτες αποκαλύπτουν την παρουσία των τετραπλών αυτών δομών σε ανθρώπινα κύτταρα. Researchers have shown that four-stranded 'quadruple helix' DNA structures -- known as G-quadruplexes -- exist within the human genome. (Credit: Jean-Paul Rodriguez and Giulia Biffi)

Οι δομές αυτές ονομάζονται G-quadruplexes και σχηματίζονται σε περιοχές του DNA στις οποίες αφθονεί ο «δομικός λίθος» - ή βάση, όπως αποκαλείται – του DNA γουανίνη {guanine, εξ ου και το G – υπενθυμίζουμε ότι οι άλλες τρεις βάσεις του γενετικού υλικού μας είναι η αδενίνη (adenine), η κυτοσίνη (cytosine)και η θυμίνη(thymine)}. Συγκεκριμένα, όπως είδαν οι επιστήμονες, όταν υπάρχει αφθονία της γουανίνης σε κάποια περιοχή του γονιδιώματος η διπλή έλικα διασπάται και παίρνει τετραπλή μορφή, μέσω της αλληλεπίδρασης τεσσάρων G βάσεων οι οποίες σχηματίζουν ένα τετράγωνο. Οι δομές αυτές εμφανίζονται στον πυρήνα των χρωμοσωμάτων αλλά και στα τελομερή, στις άκρες δηλαδή των χρωμοσωμάτων οι οποίες τα προστατεύουν από τη φθορά.

Σύμφωνα με τους ερευνητές του Κέιμπριτζ που εντόπισαν τις τετραπλές έλικες σε ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα, αυτές φαίνεται να αποτελούν μεταβατικές δομές και να συνδέονται με την αντιγραφή του DNA η οποία είναι καθοριστική για την κυτταρική διαίρεση.

 Πρώτη φορά σε ανθρώπινα κύτταρα

Prof Shankar Balasubramanian in front of a painting by artist Annie Newman that represents quadruplex DNA.

Η ερευνητική ομάδα με επιβλέποντα τον καθηγητή Σανκάρ Μπαλασουμπραμάνιαν «κυνηγούσε» επί τουλάχιστον μια δεκαετία την τετραπλή εκδοχή του DNA η οποία είχε παραχθεί συνθετικά στο εργαστήριο από άλλες ομάδες εδώ και αρκετά χρόνια. Τετραπλές έλικες DNA είχαν επίσης εντοπιστεί σε κάποια πρωτόζωα, ωστόσο είναι η πρώτη φορά που τέτοιες δομές ταυτοποιούνται σε κύτταρα ανθρώπων. Όπως ανέφερε μετά τη δημοσίευση ο καθηγητής Μπαλασουμπραμάνιαν «πρόκειται για δομές αρκετά διαφορετικές από τη διπλή έλικα. Είναι όμορφες τετραπλές έλικες για τις οποίες γνωρίζουμε λίγα πράγματα, αλλά σε κάθε περίπτωση είμαστε πλέον πεπεισμένοι ότι δημιουργούνται με φυσικό τρόπο».

Οι επιστήμονες από το Κέιμπριτζ με επικεφαλής και πρώτη συγγραφέα της νέας μελέτης την Τζούλια Μπίφι , ερευνήτρια στο εργαστήριο του καθηγητή Μπαλασουμπραμάνιαν, παρήγαγαν αντισώματα τα οποία ήταν ειδικώς σχεδιασμένα ώστε να ανιχνεύουν και να προσδένονται σε περιοχές του ανθρώπινου DNA οι οποίες είναι «πλούσιες» σε G-quadruplexes – συγκεκριμένα οι επιστήμονες στόχευσαν καρκινικά κύτταρα. Τα αντισώματα έφεραν φθορίζοντες δείκτες έτσι ώστε οι ερευνητές να μπορούν να παρατηρήσουν με λεπτομέρεια τον ακριβή χρόνο και τόπο «γέννησης» αυτών των δομών κατά τον κυτταρικό κύκλο.

Το πείραμα απέδειξε ότι οι τετραπλές έλικες DNA δημιουργούνται κυρίως κατά την αποκαλούμενη φάση- S του κυτταρικού κύκλου – όταν δηλαδή ένα κύτταρο αντιγράφει το DNA του προτού διαιρεθεί. «Ανακαλύψαμε ότι παγιδεύοντας τις τετραπλές έλικες με συνθετικά μόρια ήμαστε σε θέση να τις σταθεροποιήσουμε, γεγονός που μαρτυρεί ότι μπορούμε να βάλουμε ‘φρένο’ στη διαίρεση των κυττάρων» γράφουν οι ερευνητές.

«Κλειδί» για την έρευνα στον καρκίνο

A study of tadpoles suggests that destructive molecules linked to ageing and cancer could play an important role in healing.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Μπαλασουμπραμάνιαν, το γεγονός αυτό είναι άκρως σημαντικό σε ό,τι αφορά την έρευνα του καρκίνου. Και αυτό διότι ο καρκίνος «πυροδοτείται» συνήθως από συγκεκριμένα γονίδια, τα αποκαλούμενα ογκογονίδια, τα οποία έχουν μεταλλαχθεί με τρόπο ώστε να αυξάνουν την αντιγραφή του γενετικού υλικού τους. Τι σημαίνει πρακτικά αυτό; Ότι με βάση τη νέα ανακάλυψη, μελλοντικά θα μπορούν ίσως να αναπτυχθούν συνθετικά μόρια τα οποία θα μπλοκάρουν τις τετραπλές δομές DNA και τελικώς την αντιγραφή του γενετικού υλικού των καρκινικών κυττάρων.

Οι ερευνητές εκτιμούν πάντως ότι τετραπλές έλικες DNA θα υπάρχουν και στα φυσιολογικά κύτταρα, προβλέπουν ωστόσο ότι θα εμφανίζουν διαφορές από εκείνες που εντοπίζονται στα καρκινικά.

Σε κάθε περίπτωση ο καθηγητής Μπαλασουμπραμάνιαν τόνισε ότι η νέα ανακάλυψη ανοίγει μια καινούργια σελίδα στην έρευνα του καρκίνου και όχι μόνο. «Οι τετραπλές έλικες DNA μπορούν να αποτελέσουν το ‘κλειδί’ σε ό,τι αφορά την επιλεκτική αναστολή του πολλαπλασιασμού των καρκινικών κυττάρων. Η επιβεβαίωση της ύπαρξής τους σε ανθρώπινα κύτταρα αποτελεί πραγματικό ορόσημο».