Les candidatures proclamades per a les eleccions al Parlament de Catalunya 2024

Ja s'han publicat els quatre edictes que contenen les candidatures proclamades per a les eleccions al Parlament de Catalunya del 12 de maig.

Per a la província de Barcelona:
1. Partit dels Socialistes de Catalunya (PSC-PSOE).
2. Comuns Sumar.
3. Esquerra Republicana de Catalunya (ERC).
4. Partit Popular (PP).
5. VOX.
6. Frente Obrero.
7. Ciutadans.
8. PACMA.
9. PCTC.
10. CUP-DT.
14. Izquierda por España.
15. Junts+.
16. PUM+J.
17. Aliança Catalana.
18. Alhora.
19. Recortes Cero.
No han estat proclamades les candidatures del Partit Univers Català, de Reset, de Família i Vida i del Front Nacional de Catalunya.

Per a la província de Girona:
1. PSC-PSOE.
2. Comuns Sumar.
3. PP.
4. ERC.
5. Frente Obrero.
6. CUP-DT.
7. VOX.
8. Ciutadans.
10. Aliança Catalana.
11. Junts+.
12. PACMA.
13. PUM+J.
14. PCTC.
15. Alhora.
16. Recortes Cero.
No ha estat proclamada la candidatura del Partit Univers Català.

Per a la província de Lleida:
1. PSC-PSOE.
2. PP.
3. ERC.
4. Comuns Sumar.
5. Frente Obrero.
6. VOX.
7. Ciutadans.
8. PUM+J.
9. CUP+DT.
10. Junts+.
11. Aliança Catalana.
12. Alhora.
14. Front Nacional de Catalunya.
15. PCTC.
17. Recortes Cero.
No han estat proclamades les candidatura de Partit Univers Català ni la del PCMA.

Per a la província de Tarragona:
1. PSC-PSOE.
2. Comuns Sumar.
3. ERC.
4. Frente Obrero.
5. PP.
6. VOX.
7. Ciutadans.
8. PUM+J.
9. CUP-DT.
10. Junts+.
11. PCTC.
13. Aliança Catalana.
14. Izquierda por España.
15. Recortes Cero.
16. Convergents.
17. Front Nacional de Catalunya.
18. Alhora.
19. PACMA.
No ha estat proclamada la candidatures del Partit Univers Català.

Microplàstics en coàguls sanguinis humans

Weiduan Zhuang i Shaowei Guo han liderat un projecte d’investigació sobre la presència de microplàstics en coàguls sanguinis humans. En un article publicat ahir a eBioMedicine, amb Tingting Wang com a primer autora identifiquen i quantifiquen la presència de microplàstics, així com els tipus de polímers i propietats físiques, en trombes humans obtinguts quirúrgicament en sistemes arterials del cervell i del cor així com de sistemes venosos de les cames. L’estudi recopila dades de 30 pacients sotmesos a procediments del trombectomia arran d’un accident cerebrovascular isquèmic, d’un infart de miocardi o de trombosi de vena profunda. Els microplàstics eren analitzats per cromatografia de gasos per piròlisi acoblada a espectrometria de masses (PyGC/MS). Les propietats físiques dels microplàstics eren avaluades per espectroscòpia infraroja directa per làser (LDIR) i microscòpia electrònica de rastreig (SEM). Hom avaluà les dades a la llum de la informació demogràfica i clínica dels pacients, i se seguí un sistema rigorós de control de qualitat per a evitar contaminacions ambientals de les mostres. En 24 dels 30 trombes es detectaren microplàstics per PyGC/MS. Els valors més elevats (141,80 μg/g) es trobaven en els trombes coronaris. Els microplàstics detectats eren poliamida 66 (PA66), clorur de polivinil (PVC) i polietilè (PE). Les concentracions més elevades de microplàstics s’associaven a una major severitat de la malaltia. El microplàstic més habitual era el polietilè de diàmetre mitjà de 35,6 μm, amb una diversitat de formes.

Electromicrografies de microplàstics procedents de trombes cerebrovasculars humans. La barra de les imatges fa 40 μm. La recerca fou finançada pel Col·legi Mèdic de la Universitat de Shantou i la Fundació Li Ka Shing.

L’impacte dels microplàstics en la salut vascular humana

L’ús quotidià dels plàstics no ha fet més que créixer en les darreres dècades, i amb ella la contaminació del medi natural per microplàstics. Els plàstics és un material de fàcil i barata producció, versàtil, durador i resistent a la corrosió, i per tant també persistents en el medi.

La contaminació per microplàstics és alhora primària (per la presència de microplàstics en cosmètics, en dispositius mèdics) i secundària (per la degradació física i química de macroplàstics). Els polímers més habituals són polietilè (PE), niló (PA), polipropilè (PP), tereftalat de polietilè (PET), poliestirè (PS) i clorur de polivinil (PVC). Els microplàstics constitueixen un element ja inevitable de l’exposoma humà, i se’n detecten en teixits i fluids corporals. Han estat detectats en la sang i en coàguls sanguinis.

Un estudi sobre coàguls de 30 pacients

Aquest estudi fou aprovat pel Comitè Ètic del Primer Hospital Afiliat del Col·legi Mèdic de la Universitat de Shantou per la decisió B2023063, i es realitzà sota la Declaració de Helsinki, en la versió revisada del 2013.

Els participants eren pacients que havien de seguir una trombectomia arterial o venosa per un accident cerebrovascular isquèmic, un infart de miocardi o una trombosi venosa profunda en l’hospital esmentat. Els criteris d’inclusió eren:
- tenir un trombe que pogués retirar-se completament del vas sanguini amb cirurgia i transferir ràpidament a una recipient de recol·lecció.
- no tenir implants artificials.
- no tenir historial de prendre agents diagnòstics o terapèutics amb nanomaterials.
- aportar consentiment informat de la trombectomia i de la participació en l’estudi.

Eren criteris d’exclusió les contraindicacions de cirurgia, els implants artificials o el refús a la intervenció.

Entre el maig i l’octubre del 2023 entraren en l’estudi 30 pacients, 16 cerebrovasculars, 5 d’infart de miocardi i 9 amb trombosi venosa. Les dades clíniques eren recollides en el moment de l’ingrés.

Durant tota l’experimentació se seguia un protocol de prevenció de contaminació per plàstics. Es treballava amb bates de laboratori de cotó, amb guants de nitril sense polímers, amb ampolles de vidre autoclavats segellats amb tapes de politetrafluoroetilè (PTFE). Els trombes extrets en la cirurgia eren transferits immediatament al laboratori amb pacs de glaç i se’ls conservava a −80 °C. Així congelats eren tramesos al Shanghai Weipu Testing Technology Group Co.

En arribar a destí hom mesurava el pes fresc del trombe i s’assecava en un forn DHG-9070A a 60 °C fins a arribar a un pes constant. La mostra assecada era tractada llavors amb àcid nítric concentrat per digerir-hi la matèria orgànica. Després era escalfada a 110 °C durant 3 hores per acabar de digerir-hi les proteïnes. El material era concentrat per escalfor fins a arribar a 1 mL. Aquest concentrat era transferit a una copa de piròlisi. Ja tot ben sec s’hi aplicava la cromatografia de gasos acoblada amb espectrometria de masses. La fase mòbil era gas heli. Cada polímer era identificat segons el temps de retenció.

L’espectroscopia LDIR informava del nombre, mida i morfologia de les partícules de tres trombes cerebrovasculars. Alhora també s’obtenien imatges per microscòpia electrònica de rastreig.

La contaminació per microplàstics ambientals durant l’experimentació era monitoritzada amb controls blancs sobre catèters, guies, contenidors i instruments. Es realitzaren tests de recuperació basats en l’addició de grans qualitats de microplàstics a les mostres.

Microplàstics i severitat de malaltia

L’edat mediana dels pacients era de 65,2 anys. 16 eren homes i 14 eren dones. En 24 dels 30 trombes analitzats Wang et al. detectaren microplàstics. Els microplàstics detectats eren PA66, PVC i PE. Els 24 trombes positius tenien diferents orígens anatòmics.

Les concentracions de microplàstics dels 24 trombes positius anaven de 14,88 to 221,8 μg/g. No hi havia associació significativa entre la concentració de microplàstics i la mida del coàgul. Hi havia, això sí, una possible associació entre les concentracions de microplàstics i la severitat de la malaltia.

Lligams:

- Multimodal detection and analysis of microplastics in human thrombi from multiple anatomically distinct sites. Tingting Wang, Zhiheng Yi, Xiaoqiang Liu, Yuxin Cai, Xianxi Huang, Jingnian Fang, Ronghuai Shen, Weikun Lu, Yingxiu Xiao, Weiduan Zhuang, Shaowei Guo. eBioMedicine 103 105118 (2024).

Les candidatures presentades a les eleccions del 12M per la circumscripció de Barcelona

Ja s'ha publicat l'edicte que conté les candidatures presentades a les eleccions del Parlament de Catalunya del proper 12 de maig. A la circumscripció de Barcelona tenim:
1. Partit dels Socialistes de Catalunya (PSC-PSOE) (PSC). Encapçalen la llista de 85 candidats i 10 suplents Salvador Illa Roca, Alícia Romero Llano, Ramon Espadaler Parcerisas (com a independent), Esther Niubó Cidoncha i Ferran Pedret Santos. El seu lema és 'Unir i servir'.
2. Comuns Sumar. Encapçalen la llista de 85 candidats i 10 suplents Jéssica Albiach Satorres, Lluís Mijoler Martínez, Andrés García Berrio (com a independent), Susana Segovia Sánchez i David Cid Colomer.
3. Esquerra Republicana de Catalunya (ERC/Esquerra). Encapçalen la llista de 85 candidats i 10 suplents Pere Aragonès Garcia, Laura Vilagrà Pons, Josep Maria Jové Lladó, Najat Driouech Ben Moussa i Joan Ignasi Elena Garcia.
4. Partit Popular/Partido Popular (PP). Encapçalen la llista de 85 candidats i 5 suplents Alejandro Fernández Álvarez, Manuel Reyes López, María Ángeles Esteller Ruedas, Santi Rodríguez Serra i Rosa del Amo Hernández. El seu lema és 'Volem una Catalunya de Primera'.
5. VOX. Encapçalen la llista de 85 candidats i 3 suplents Ignacio Garriga Vaz De Concicao, María Elisa García Fuster, Joan Garriga Doménech, Manuel Jesús Acosta Elías i Mónica Lora Cisquer.
6. Frente Obrero (FO). Encapçalen la llista de 85 candidats i 5 suplents Alicia Sanz Fernández, Albert Balasch Roque, Daniel Carro Peralta, Olga Donaire Muñoz i Sergio Morata García.
7. Ciutadans-Partido de la Ciudadanía (Cs). Encapçalen la llista de 85 candidats i 10 suplents Carlos Carrizosa Torres, Marina Bravo Sobrino, David Andrés Díaz, Noemí De La Calle Sifré i José María Cano Navarro. El seu lema de campaña es 'Detenlos', en referència a Pedro Sánchez i Carles Puigdemont.
8. Partit Animalista Amb el Medi Ambient (PACMA). Encapçalen la llista de 85 candidats i 5 suplents Ivan Guijarro Vila, Beatriz Arévalo Rodrigo, Paola Natalia Acuña Tecitor, Dimitri Defranc Cevallos i Alba García Roldan.
9. Partit Comunista dels Treballadors de Catalunya (PCTC). Encapçalen la llista de 85 candidats i 1 suplent Doménec Merino Roca, Marina Puente Matas, Ferran Peris Serrano, Maria Rodriguez-Farge Hijano i Alejandro Ramos Roda. El seu lema és 'La força de la classe obrera. Vota comunista'.
10. Candidatura d'Unitat Popular-Defensem la Terra (CUP-DT). Encapçalen la llista de 85 candidats i 10 suplents Laia Estrada Cañón, Laua Fernández Vega, Maria Pilar Castillejo Medina, Xavier Pellicer Pareja i David Caño Cargol.
11. Partit Univers Català (P1C). La llista té un únic candidat, Ramon Carner Alivés.
12. Reinicio Político (Reset). Encapçalen la llista de 25 candidats Bartolomé Fraile Cánovas, Mª Luisa Morali Mediero, Manuel Fraile Cánovas, Cirila Shirley Trujillo Veizaga i Santiago Pulido Vivan.
13. Familia y Vida (PFyV). Encapçalen la llista de 85 candidats Josep Maria Clotet Huertas, Josep Carreras García, Maria Montserrat Autonell Alegre, Adolfa Maide Elena i Pau Sanfeliu Arboix.
14. Izquierda por España (IZQP-UNIDOS-DEF). Encapçalen la llista de 12 candidats Julio Antonio Villacorta García, Miguel Del Amo Bonilla, Enric Martínez Herrera, Vanessa González Fornas i Huma Jamshed Bashir.
15. Junts + Carles Puigdemont Per Catalunya-Junts+ (CAT-JUNTS+). Encapçalen la llista de 85 candidats i 10 suplents Carles Puigdemont i Casamajó, Anna Navarro i Descals, Josep Rull i Andreu, Anna Erra i Solà i Albert Batet i Canadell.
16. Per un Món Més Just (PUM+J). Encapçalen la llista de 85 candidats Rafael Serrano Ordoñez, Annabelle del Rocio Intriago Intriago, Jose Modesto Santana Chaguay, Awa Coulibaly Diamanka i Brenda Elizabeth Zambrano Rivera.
17. Aliança Catalana (Aliança.Cat). Encapçalen la llista de 85 candidats i 4 suplents Lluís Areny Claverol, Jordi Aragonès Martínez, Oriol Gès Royo, Esther Baldajos Grana i Imma Nadal Sarri.
18. Alhora. Encapçalen la llista de 85 candidats i 6 suplents Clara Ponsatí Obiols, Jordi Graupera Garcia-Milà, Anna Punsoda Ricart, Monica Ribell Bachs i Sergi Castañé López.
19. Recortes Cero. Encapçalen la llista de 85 candidats i 2 suplents Pascuala Gomez Iniesta, Iván Mesa Diaz, Natalia Vara Bodas (com a independent), Dolores Suarez Noguera i Alejandro Roldan Ortega.
20. Front Nacional de Catalunya (F.N.C.). Encapçalen la llista de 85 candidats Jordi Casacuberta Pérez, Jaume Nolla Marrtí, Marta Abad Gener, Martí Naval Barceló i Mercè Cases Emilio.

Les coalicions del 12M

El 12 de maig hi ha eleccions al Parlament de Catalunya. Aquestes són les coalicions que s'hi han format:
- Candidatura d'Unitat Popular-Defensem la Terra (CUP-DT). És una coalició instrumental entre la CUP i Capgirem.
- Junts + Carles Puigdemont per Catalunya - Junts+ (Cat -Junts+). Formalment és constituïda per Junts per Catalunya i Demòcrates de Catalunya.
- Comuns Sumar. És una coalició integrada per Catalunya en Comú, Barcelona en Comú i Movimiento Sumar.
- Izquierda por España (IZQP - Unidos - DEf). És una coalició formada per Izquierda en Positivo, Unidos por la Solidaridad Internacional i Democracia Efectiva.

L’associació de variants rares del gen TUBB4B amb el fet d’ésser esquerrà

Exòmica: La dreta és la mà directora de la majoria de persones. En els esquerrans ho és la mà esquerra. Aquesta preferència diferencial és una manifestació de l’especialització dels hemisferis del cervell. El percentatge d’esquerrans puja en poblacions diagnosticades de diversos trastorns de desenvolupament neural. Els estudis d’associació genòmica han assenyalat que la mà directora o l’asimetria cerebral s’associen amb variants majoritàriament externes a les regions codificadores de proteïna, que deuen actuar com a reguladores indirectes d’expressió gènica. Entre els gens afectats per aquestes variants hi ha els gens de tubulines i de proteïnes associades a microtúbuls. Els microtúbuls de tubulina participen en el citoesquelet i mecanismes de transport de gairebé tots els tipus cel·lulars, però són especialment rellevants en neurones. Clyde Francks, del Departament de Llenguatge i Genètica de l’Institut Max Planck, ha coordinat una recerca exòmica sobre la lateralitat de la mà directora, que apareix aquesta setmana en forma d’article a Nature Communications, amb Dick Schijven, de la Radboud Universiteit, com a primer autor. Schijven et al. utilitzen dades extretes del UK Biobank que abasten 38.043 persones esquerranes i 313.271 persones dretanes. S’hi fixen en variants codificants rares, és a dir que tenen freqüències gèniques inferiors a l’1%. De tots els gens analitzats, és el gen de la beta-tubulina TUBB4B el que mostra una major associació per a la lateralitat manual. De mitjana la freqüència de variants rares de TUBB4B és 2,7 vegades superior en esquerrans respecte dels dretans. La majoria de variants són modificacions puntuals que es troben en heterozigosi. Hi ha dues variants d’alteració de la pauta de lectura que es troben exclusivament en esquerrans. Val a dir que Schijven et al. no han trobat en el seu estudi variants de TUBB4B que se saben vinculades a malalties sensorineurals i/o ciliopàtiques. Més enllà del gen TUBB4B, Schijven et al. troben associacions amb variants dels gens DSCAM i FOXP1, gens que altres estudis exòmics vinculen a l’autisme o a l’esquizofrènia. Schijven et al. calculen que l’heretabilitat d’ésser esquerrà degut a aquestes variants codificants rares és de tan sols el 0,91%. El més rellevant d’aquesta recerca és que ofereix més indicis sobre el paper dels microtúbuls en l’asimetria cerebral.

Schijven et al. han trobat un grapat de variants rares del gen TUBB4 en el UK Biobank. Proporcionalment, n'hi ha més entre les persones esquerranes

Els esquerrans: el 10% de la humanitat

Aquesta recerca ha estat concebuda per Dick Schijven, Sourena Soheili-Nezhad (investigador del MPI) i Clyde Francks. Les dades foren tractades per Schijven i Soheili-Nezhad. L’anàlisi formal fou conduït per Schijven. Els fons de recerca foren aportats per Francks i Simon E. Fisher (director del Departament de Llenguatge i Genètica del MPI). L’article fou tramès a Nature Communications el 21 de juliol del 2023, i fou acceptat després d’un procés de revisió el 20 de febrer.

Vora el 90% de la població humana és dretana, i vora el 10% és esquerrana. Encara que aquesta proporció pot variar en l’espai i en el temps (del 2% al 14%), és prou consistent la majoria dretana. La lateralitat manual seria una manifestació de l’asimetria cerebral, de manera que en els dretans hi ha un domini de l’hemisferi cerebral esquerre, i en els esquerrans de l’hemisferi dret. La lateralitat cerebral també es manifesta en el fet que les regions i xarxes importants per a la llengua es concentren en l’hemisferi esquerre per a la majoria de persones.

L’asimetria cerebral apareix aviat en el desenvolupament, i ja es registra en els moviments de braços a les 10 setmanes d’edat gestacional. Així doncs, respon a un programa regulat genèticament en l’eix esquerra-dreta del sistema nerviós central.

Els estudis de bessons indiquen que l’heretabilitat d’ésser esquerrà és del 25%. Ara bé, els estudis d’associació genòmica realitzats en mostres de menys de 10.000 individus no han estat capaços d’identificar gens concrets. Estudis més grans, basats en el UK Biobank (amb 30.000 esquerrans i 300.000 dretans), han trobat tres o quatre loci genòmics amb associació significativa amb ésser esquerrà. Aquests gens són TUBB (gen de la beta-tubilina), MAP2 i MAPT (proteïnes associades a microtúbuls). Les tubulines són les proteïnes que formen la paret dels microtúbuls, els quals són un dels elements del citoesquelet, i participen en processos de creixement, divisió cel·lular, migració, morfologia, formació d’eixos, creixement d’axons, transport intracel·lular, etc. És possible que els microtúbuls contribueixen a la quiralitat cel·lular en el cervell i així a la formació d’una asimetria esquerra-dreta.

Esquerrans i dretans formen part de la variació normal de la població humana. No obstant, en esquerrans hi ha una major incidència d’autisme i d’esquizofrènia. Hom ha pensat que això es deuria a variants genètiques rares, les quals contribuirien en una part relativament petita a la lateralitat esquerrana.

Schijven et al. utilitzen dades de seqüències exòmiques (els exomes són la fracció del genoma d’ADN que es transcriu a ARN missatger i que es tradueix a proteïna) del UK Biobank per investigar la contribució de variants codificants rares a l’esquerranitat.

313.271 dretans i 38.043 esquerrans

Aquesta és la base de dades del UK Biobank que empren Schijven et al. El UK Biobank inclou població britànica. Schijven et al. classifiquen aquestes persones en 1) origen asiàtic; 2) origen negre; 3) origen xinès; i 4) origen blanc. La taxa d’esquerrans varien en aquests quatre grups, probablement perquè en algunes cultures es força l’ús de la mà dreta com a mà directora. Schijven et al. opten per realitzar l’estudi d’associació de variants genètiques amb la lateralitat manual per a cadascun dels quatre grups d’ascendència.

Schijven et al. exclouen de l’anàlisi 6.511 individus del UK Biobank que reportaven un ús equivalent de les seves dues mans.

L’associació es fixa en variants exòniques amb freqüències gèniques rares (≤1%), sempre que siguin seqüències de qualitat i tinguin una probabilitat alta d’afectar la funció proteica. Això inclou aquelles variants que alteren la pauta de lectura o que introdueixen codons de stop més enllà del 5% terminal. També inclou les variants que comporten un canvi en la cadena peptídica que sigui prou rellevant sobre la predicció funcional.

Schijven et al. analitzen 18.381 gens seguint un criteri estricte de variants, que puja a 18.925 gens quan es relaxa aquest criteri.

De tots aquests gens tan sols un, TUBB4B mostra una associació significativa amb la lateralitat manual. Aquest gen codifica per a un dels components dels microtúbuls, la beta-tubulina. Amb associacions menys marcades apareixen el gen TRAK1 (implicat en el tràfic mitocondrial en axons) i el gen MTMR6 (que codifica una fosfatasa de miotubularina).

Schijven examinen els resultats de 48 gens que estudis d’associació genòmica han vinculat amb l’esquerranitat. D’aquests el que apareix amb més força en l’estudi de variants exòniques rares és FOXN2, que codifica per un factor de transcripció de cèl·lules epitelials i del sistema nerviós embrionari.

Variants rares de TUBB4B

Schijven et al. han observat 20 variants rares de TUBB4B en 29 esquerrans, i 53 variants rares en 89 dretans. Això significa que la variants rares de TUBB4B són 2,7 vegades més freqüents en esquerrans que en dretans.

Totes aquestes variants es troben en heterozigosi. Només en un dels individus s’acumulen dues variants (però totes dues en heteorozigosi).

La majoria de les variants seleccionades de TUBB4B produeixen la substitució d’un aminoàcid per un altre en la seqüència proteica. Hi ha dues variants en persones esquerranes que indueixen una alteració en la pauta de lectura (no n’hi ha cap en dretans): aquesta alteració de la pauta de lectura condueix molt probablement a un al·lel no-funcional i, per tant, a una situació d’haploinsuficiència.

Cal remarcar que la seqüència aminoacídica de TUBB4B és molt conservadora. L’homologia entre tetràpodes no baixa del 99,3%, i és superior al 99,8% entre mamífers. Val a dir que la beta-tubulina també es codificada per altres vuit gens en el genoma humà: TUBB, TUBB1, TUBB2A, TUBB2B, TUBB3, TUBB4A, TUBB6 i TUBB8.

Schijven han examinat si les variants rares de TUBB4B causen en els portadors alteracions en la parla, en la visió, en l’audició, etc., i no hi troben res. Això s’explica si recordem que són variants en heterozigosi, i que la beta-tubulina compta amb vuit còpies en el genoma haploide.

La regressió de la càrrega d’heretabilitat d’aquestes variants sobre l’esquerranitat indica que és del 0,91%.

Portadors de variants rares de TUBB4B, de DSCAM i FOXP1 tenen una major probabilitat d’ésser esquerrans. Val a dir, però, que la immensa majoria d’esquerrans no són portadors d’aquestes variants. Hi ha una munió de factors que determinen l’asimetria cerebral i la lateralitat manual, però els microtúbuls semblen tenir un paper especial. Aquestes variants rares deuen ser al·lels dominants, capaços d’alterar en heterozigosi la quiralitat de les cèl·lules del sistema nerviós embrionari. Els microtúbuls actuarien sobre la quiralitat cel·lular per la seva implicació en l’estructura i funcionament dels undulipodis, que no tan sols participen en la motilitat cel·lular sinó també en la creació de corrents en el medi extracel·lular.

El grup de recerca de Francks és expert en neuroimatge, però en el UK Biobank només hi ha dades de MRI del cervell per a 13 dels portadors de variants rares de TUBB4B. Disposar de bases de dades més àmplies ajudarà a entendre millor el paper dels microtúbuls en l’asimetria cerebral.

Lligams:

- Exome-wide analysis implicates rare protein-altering variants in human handedness. Dick Schijven, Sourena Soheili-Nezhad, Simon E. Fisher & Clyde Francks. Nature Communications 15: 2632 (2024).

- Plataforma d’Anàlisis de Recerca del UK Biobank.

Com identificar material cel·lular en un sol gra de glaç en l’espai interplanetari

Cosmobioquímica: Aquest és pràcticament el títol d’un article publicat ahir a Science Advances, amb l’astrobiòleg Fabian Klenner com a primer autor. El títol feia especial referència a Encèlad, satèl·lit de Saturn, i podia estendre’s també a Europa, satèl·lit de Júpiter, i amb una mica més de generositat a tota la col·lecció de planetes secundaris del Sistema Solar Exterior. Aquestes llunes poden emetre a l’espai material originat als seus oceans subsuperficials, aspecte que per si sol ja ens evoca les teories de panspèrmia. En el cas d’Encèlad és ben sabut que, a través de plomes, hi ha emissió de grans de glaç i de gas. En el cas d’Europa això és probable. La nau Cassini mostrà la gran diversitat de composició dels grans de glaç emesos, que entre l’1 i el 4% d’aquests grans presenten matèria orgànica en concentracions elevades. Klenner et al. han simulat experiments d’espectrometria de masses de grans de glaç carregats amb una sola cèl·lula bacteriana, o amb fragments cel·lulars. El SUrface Dust Analyzer de la missió Europa Clipper de la NASA (que serà llençada no pas abans d’octubre d’enguany) té prou capacitat analítica en el context d’un acostament a Europa una velocitat de 4-6 km/s. Klenner et al. ens conviden a pensar que l’Europa Clipper podria ser capaç de detectar restes cel·lulars en l’exosfera europana. L’anàlisi de grans individuals de glaç pot ser més potent que el d’una mostra recollida en una ploma heterogènia.

Espectre de masses catiònic corregit per línia de base d’una gota d’aigua de 15 μm de diàmetre carregada amb l’equivalent d’una cèl·lula de ‘Sphingopyxis alaskensis’, bacteri psicròfil marí. Si en els propers anys aconseguim un espectre semblant en l’exosfera d’Europa o d’Encèlad entrarem en una nova era de la biologia.

Com identificar biosignatures en planetes oceànics extraterrestres.

Si hi ha vida al Sistema Solar més enllà de la Terra els candidats més creïbles són els grans satèl·lits jovians i saturnians. Aquests planetes glacials poden contindre oceans líquids sota l’escorça. Accedir a aquests oceans és ben complex amb la tecnologia actual. No obstant, en el cas d’Encèlad se sap que hi ha emissions de gas i de grans de glaç procedents d’aigües subsuperficials. Possiblement també és el cas d’Europa.

Les dades de la NASA Cassini suggereixen que l’origen de les plomes d’Encèlad és un oceà d’aigua líquida i no tant un reservori més proper a la superfície. La NASA Cassini disposava d’un Cosmic Dust Analyzer (CDA) consistent en un espectròmetre de masser per ionització d’impacte. La NASA Europa Clipper té un SUrface Dust Analyzer (SUDA). Per a missions posteriors hom ha construït l’ENceladus Ice Analyzer (ENIA) o el High Ice Flux Instrument (HIFI). Per a l’espai interplanetari hom projecta la NASA Imap (amb l’IDEX) o la JAXA Destiny⁺.

A Encèlad hi ha una interacció hidrotèrmica entre el nucli rocallós i el mantell oceànic. L’oceà subsuperficial d’Encèlad és d’una salinitat comparable a la de l’oceà superficial de la Terra. D’acord amb les dades de la Cassini, l’oceà d’Encèlad té un contingut de matèria orgànica en forma de compostos volàtils (nitrogenats i oxigenats) i de macromolècules. La majoria dels grans de glaç emesos per les plomes només tenen traces de sals i de substàncies orgàniques, però n’hi ha de més concentrats.

Amb les dades disponibles hom pot assumir que la química orgànica d’Encèlad és prou rica. S’hi ha detectat cianur d’hidrogen i ortofosfats. Però resulta difícil de destriar si és matèria orgànica abiòtica (o prebiòtica) o sí respon a una biosfera amb totes les lletres. Klenner et al. creuen que la resposta depèn de l’anàlisi individual de grans de glaç per espectrometria de masses d’ionització per impacte.

Tota astrobiologia ha de partir de l’únic planeta que sabem habitat, el nostre. A la Terra el 70% de la superfície és cobert per una microcapa oceànica consistent en un biofilm gelatinós. La concentració de microorganismes en aquesta microcapa és fins a centenars de milers de vegades superior a la concentració mitjana de l’oceà. Elements d’aquesta microcapa poden passar a l’atmosfera i esdevindré nuclis en la formació de cristalls en núvols.

Per analogia podem imaginar que hi ha una microcapa orgànica superior a l’oceà d’Encèlad. D’ací vindrien les macromolècules orgàniques detectades per la Cassini. Proporcionalment, tan sols una petita fracció dels grans de glaç de les plomes d’Encèlad té aquest origen. Ara bé, en aquesta fracció de grans hi hauria un procés de concentració de macromolècules i de material refractari. Encèlad aboca grans de glaç a un ritme de 15-65 kg/s, del qual un 10% escapa fins a entrar en l’anell E de Saturn.

La CDA de la Cassini investigà de 30 a 300 grans de glaç en una sola passada per la ploma d’Encèlad. La SUDA de l’Europa Clipper podria analitzar desenes de milers de grans en les plomes hipotètiques d’Europa.

Experiments de laboratori

Klenner et al. utilitzen la desorpció iònica de flux líquid induïda per làser (LILBID) sobre material bacterià. Concretament prenen com a model un cultiu bacterià de Sphingopyxis alaskensis. Es tracta d’un nanobacteri (volum cel·lular inferior a 0,1 μm³) que viu en ambients marins freds. Pot veure’s arrossegat en grans de glaç atmosfèric. Pot sobreviure en un medi baix en nutrients i pot utilitzar gas hidrogen com a font d’energia.

Mostres de cultiu de S. alaskensis eren injectades verticalment en el buit a un corrent d’aigua de 15 μm de diàmetre. El corrent es desintegra en gotes de 2-3 mm. Sota un làser infraroig de 2840 nm de longitud d’ona, es provoca la desorbció de cations i anions de les gotes, que es desvien cap a un espectròmetre de masses de temps de vol (TOF).

L’espectre de masses catiònic d’una gota carregada amb una cèl·lula de S. alaskensis es troba dominat per l’aigua, el potassi (K⁺), el sodi (Na⁺), l’amoni (NH₄⁺). També hi ha pics d’aminoàcids protonats.

L’espectre de masses aniònic és dominat per molècules deprotonades d’àcids grassos saturats i insaturats: àcid tetradecanoic, àcid pentadecanoic, àcid hexadecanoic, àcid octadecanoic, etc.

Europa Clipper i altres missions

Klenner et al. ens mostren la capacitat de la NASA Europa Clipper de detectar biosignatures en el cas que Europa emeti grans de glaç procedents d’una microcapa cel·lular del seu oceà subsuperficial. Els espectres catiònics informaran del perfil aminoacídic d’aquests microorganismes, i els espectres aniònics de perfil lipídic. La SUDA de l’Europa Clipper té la capacitat de detectar fins a un milió d’ions d’un sol gra de glaç. I en cadascuna de les 10 aproximacions a Europa, la SUDA podrà analitzar més de 10.000 grans.

Una anàlisi positiva de la NASA Europa Clipper ens permetria respondre tota una sèrie de qüestions. La primera és: Fins a quin punt la bioquímica de dos planetes diferents pot ser dissimilar?

Lligams:

- How to identify cell material in a single ice grain emitted from Enceladus or Europa. Fabian Klenner, Janine Bönigk, Maryse Napoleoni, Jon Hillier, Nozair Khawaja, Karen Olsson-Francis, Morgan L. Cable, Michael J. Malaska, Sascha Kempf, Bernd Abel, And Frank Postberg. Science Advances 10 (2024)

Anàlisi funcional i teoria de la probabilitat (Michel Talagrand, Premi Abel 2024)

Avui, 20 de març, l’Acadèmia Noruega de Ciències i Lletres ha comunicat la concessió del Premi Abel de Matemàtiques a Michel Talagrand, "per les seves contribucions fonamentals a l'anàlisi funcional i la teoria de la probabilitat, amb aplicacions destacades en la física matemàtica i l'estatística".

Michel Talagrand

Michel Talagrand (*Besièrs, 15.2.1952) fou educat a Liyon, amb un pare professor de matemàtiques i una mare professora de francès. A cinc anys va perdre la visió d'un ull, i a deu anys comença a patir de l’altre. Interessat en matemàtiques i física, es graduà en matemàtiques a la Universitat de Lió. El 1974 començà a investigar a París en el Centre national de la recherche scientifique (CNRS), on es doctorà el 1977. Fou membre de l’Equip d’Anàlisi Funcional de l’Institut de Ciències Matemàtiques, i col·laborà amb Gustave Choquet (1915-2006), Gilles Pisier (*1950) i Vitali Milman (*1939). En el seu primer viatge als Estats Units conegué la matemàtica Wansoo Rhee, amb qui es casà i tingué dos fills. A partir del 1985 fou director de recerca. El 2017 es retirà del CNRS. És autor, entre d’altres de Spin Glasses (2003), The Generic Chaining (2005) i What Is a Quantum Field Theory? (2022).

Processos estocàstics

La teoria de la probabilitat nasqué per respondre a problemes relacionats amb els jocs d’atzar, però aviat trobà aplicacions més generals en l’estimació de riscos. L’atzar deliberat o l’atzar derivat de la complexitat de sistemes hi troben tractament.

La mecànica estatística tracta processos estocàstics inspirats en el medi natural. La transició de fase és un exemple de com l’acumulació de canvis quantitatius, en creuar un llindar força precís, es converteix en un canvi qualitatiu.

En la geometria de processos estocàstics juga un paper important l’estimació del suprem d’una gran col·lecció de variables aleatòries correlacionades. A partir dels treballs d’Andrei Kolmogorov (1903-1987), Xavier Fernique (1934-2020) i Richard M. Dudley (1938-2020), Talagrand desenvolupà la teoria d’encadenament genèric. Aquesta teoria forneix límits precisos dins dels quals s’espera trobar els suprems de processos gaussians (és a dir de processos estocàstics les variables dels quals segueixen una distribució normal) (Talagrand, 1994). Això explicaria la relació entre la funció de distància (que depèn de la covariància del procés) i l’expectació del suprem.

En la geometria de processos estocàstics, Talagrand ha mostrat la rellevància de treballar amb espais multidimensionals, com ara en el volum ‘Probability in Banach Spaces’, escrit el 1991 amb Michel Ledoux (*1958). Un altre exemple d’això el trobem en el treball publicat amb la seva dona sobre distribucions que permeten empacaments perfectes (Rhee & Talagrand, 1988)

Concentració de mesura

La relació entre un paràmetre físic i la mesura que podem obtindre a través d’una metodologia es tractada per tot un àmbit de l’estatística. L’estimació de la probabilitat depèn de la distribució dels casos possibles. Talagrand (1987) obtingué una desigualtat entre la distància del cost de transport quadràtic d’una mesura de probabilitat i una distribució gaussiana a partir de l’entropia relativa.

D’acord amb la llei dels grans nombres, postulada per Jacob Bernouilli a Ars Conjectandi (publicada pòstumament el 1713), la suma normalitzada de variables aleatòries independents convergeix cap a la seva mitjana, és a dir la seva probabilitat. Milman es referia a aquesta suma normalitzada com una concentració de mesura. Talagrand (1995) estimà el límit superior de la probabilitat d’una certa desviació com a funció de la probabilitat de l’esdeveniment i del nombre de repeticions realitzades.

Talagrand (2006) demostrà el límit inferior complementari de la fórmula de Parisi de l’energia lliure en el model de Sherrington-Kirkpatrick. Això conduí al desenvolupament de la teoria matemàtica dels cristalls d’espín.

Talagrand demostrà l’existència de submesures exhaustives que no són absolutament contínues en relació a una mesura finitament additiva. Això obre la porta a nous àlgebres booleans.

Lligams:

- Pàgina web de Michel Talagrand.

- Pàgina web del Premi Abel 2004.

- Regularity of gaussian processes. Michel Talagrand. Acta Mathematica 159: 99-149 (1987)

- Some distributions that allow perfect packing. Wansoo T. Rhee, Michel Talagrand. Journal of the ACM 35: 564-578 (1988).

- Sharper Bounds for Gaussian and Empirical Processes. M. Talagrand. Ann. Probab. 22: 28-76 (1994).

- Concentration of measure and isoperimetric inequalities in product spaces. Michel Talagrand. Publications de l’IHES 81: 73-205 (1995).

- The Parisi Formula. Michel Talagrand. Annals of Mathematics 163: 221-263 (2006).