Nature от 16 апреля 2015 года: много рака, механизм устойчивости к малярии и окситоцин, который помогает лучше слышать

• Органическая химия. Удобнее всего синтезировать лекарства в такой системе, в которую нужно только загрузить исходные компоненты, и потом забрать готовое вещество. К сожалению, пока производителям лекарств очень редко удается отделаться так легко и обойтись без стадий выделения и отчистки промежуточных компонентов синтеза. А теперь ученым удалось собрать систему, в основе которой лежит несколько колонок, и на которой можно производить некоторые лекарства поточным способом — то есть, только добавляя исходные компоненты и забирая из системы готовое вещество. — Organic chemistry: Streamlining drug synthesis, Multistep continuous-flow synthesis of (R)- and (S)-rolipram using heterogeneous catalysts.
• Структурка. Структурка рецептора P2Y₁R, который заставляет тромбоциты слипаться, когда с ним связывается одно из производных аденозина. Этот процесс важен для свертывания крови и влияет на образование тромбов. — Two disparate ligand-binding sites in the human P2Y1 receptor.
• Рак, иммунология. У нашей иммунной системы есть множество механизмов самоконтроля и сдерживания, благодаря которым она не нападает на наши собственные клетки. Опухоли используют эти механизмы, чтобы избежать атак иммунной системы. Поэтому ингибиторы путей самоконтроля иммунной системы пытаются использовать для терапии рака. Препараты, подавляющие механизмы самоконтроля иммунной системы, действительно помогали пациентам с разными формами рака, но к ним часто развивалась устойчивость. Ученые выяснили, что особенно устойчивыми к такой терапии становятся клетки с повышенным содержанием белка PD-N1, и что антитела к нему делают лечение более эффективным. — Radiation and dual checkpoint blockade activate non-redundant immune mechanisms in cancer.
• Рак. Для злокачественного преобразования эпителиальной клетки важны сигналы, идущие через JNK-путь. Кроме того, нужно, чтобы клетка потеряла полярность (специфическое расположение компонентов клетки в разных ее частях, а также различия формы двух концов клетки). Но связана ли утрата полярности с JNK-сигналлингом, до сих пор оставалось непонятным. Ученые нашли у дрозофилы белок, гомологичный рецептору фактора некроза опухоли, через который связаны пути утраты полярности и JNK-сигналлинг, запускающий рост опухоли. — The Drosophila TNF receptor Grindelwald couples loss of cell polarity and neoplastic growth.
• Гормоны. Оказывается, повышенный окситоцин ведет к перестройкам в слуховой коре. Когда бездетным мышам вводили окситоцин, у них изменялось соотношение активирующих и ингибирующих сигналов, идущих в слуховые центры. Под действием окситоцина мышь буквально начинала лучше слышать писк чужих детенышей и быстрее на него реагировала. — Sensory systems: The yin and yang of cortical oxytocin, Oxytocin enables maternal behaviour by balancing cortical inhibition.
• Микробиология. Лучший препарат от малярии, который разработан на данный момент — это артемизин, но, к сожалению, устойчивость к его действию постепенно начинает распространяться. До сих пор механизм действия этого лекарства был не до конца понятен, а с механизмами развития устойчивости тем более ничего не было ясно. Теперь ученым удалось определить, что артемизин действует через ингибирование фосфатидилнозитол-3-киназы (PfPI3K), помогающей паразиту воровать гемоглобин из эритроцитов. А у носителей мутации, вызывающей устойчивость к артемизину, количества PfPI3K были резко повышены, и лекарство уже не могло исправить положение. — Microbiology: Malaria runs rings round artemisinin, A molecular mechanism of artemisinin resistance in Plasmodium falciparum malaria.
• Биоинженерия. CRISPR—Cas — система бактериального иммунитета, с помощью которого клетка сохраняет в специальных местах своего генома фрагменты ДНК чужеродных организмов. С помощью такой картотеки сохраненных фрагментов бактерия может узнать чужаков при следующей встрече и своевременно обезвредить их. Раньше было не до конца понятно, за счет чего бактерия сохраняет в свою картотеку именно чужую ДНК, а не свою собственную. Ученые выяснили, что для такой избирательности важны Chi-сайты ДНК, распространенные на бактериальных хромосомах — оттуда, где было больше этих сайтов, бактерии ДНК не брали. Кроме того, бактерии предпочитали сохранять в свою картотеку те куски ДНК, в которых были двуцепочечные разрывы. То есть, если кольцевая хромосома бактерии поддерживается целой, то маловероятно, что иммунная система захочет запомнить что-то из нее. — CRISPR adaptation biases explain preference for acquisition of foreign DNA. См. также: CRISPR-системы: иммунизация прокариот.
• Статистика. Если вы проводите эксперименты на животных, то уж используйте их, пожалуйста, побольше, а то жалко переводить живых существ ради сомнительных исследований на маленьких выборках — пишут в Nature. — UK funders demand strong statistics for animal studies.
• Биоинженерия. Оказывается, мы уже напечатали на 3D-принтерах различных частей тела на 537 миллионов долларов. В основном это кости, специально смоделированные, чтобы подходить определенным пациентам. Кроме того, производится много образцов тканей, на которых тестируют некоторые лекарства. — The printed organs coming to a body near you.
• Софт. Все чаще для анализа научных данных используются специальные программы, корректность которых рецензенты не могут проверить. Из-за этого никто, кроме самих ученых, не может быть до конца уверенным в достоверности результатов их работы. Нужно разработать систему, с помощью которой рецензентам будет удобно тестировать алгоритмы, использующиеся в научных работах. — Rule rewrite aims to clean up scientific software.
• Рак. ГТФазы Ras похожи на преступников, в виновности которых никто не сомневается, но к которым, тем не менее, очень трудно подобраться. Ras — это злостные онкогены, благодаря которым опухолевая клетка бесконтрольно делится. Нормальный белок Ras реагирует на внешние сигналы, и может включаться, передавая клетке сигнал о том, что пора делиться. А вызывающие рак формы белка постоянно находятся во включенном состоянии, заставляя клетку делиться и образовывать опухоль. К сожалению, так и не удалось подобрать лекарства, которое связывалось бы с онкогенными формами Ras и блокировали их работу, хотя попыток было очень много. Тем не менее, цель такая важная, что нужно пытаться придумать, как еще можно было бы обезвредить характерные для опухоли варианты Ras. — Cancer: The Ras renaissance.

Science 348(6232): способ регенерации спинного мозга, причины нестабильности экосистем и история одомашнивания собак

• Одомашнивание, генетика. Собака — это первое живое существо, которое приручил человек (даже растения он начал культивировать позже). Однако до сих пор точно неизвестно, где и когда произошло одомашнивание собак. Но теперь, когда большая команда археологов и генетиков объединилась, чтобы исследовать этот вопрос, мы обязательно всё узнаем. — Dawn of the dog, How the wolf became the dog.
• Одомашнивание, гормоны. Оказывается, собаки используют зрительный контакт, чтобы завязать с человеком прочные отношения. Чем дольше хозяева и их собаки во время экспериментов смотрели друг на друга, тем выше у них были уровни окситоцина. То есть, мы привязываемся к собакам, а собаки привязываются к нам через ту же окситоциновую систему, которая поощряет наше взаимодействие с другими людьми. — Dogs hijack the human bonding pathway, Oxytocin-gaze positive loop and the coevolution of human-dog bonds.
• Биология развития. Люди не слишком много думают о своих фибробластах. А ведь фибробласты производят матрикс, который формирует надлежащую среду для остальных клеток. Коллектив авторов из Стэнфорда обратил очень пристальное внимание на фибробласты и обнаружил две особых линии этих клеток, одна из которых исключительно важна для формирования соединительной ткани. — A scar is born: Origins of fibrotic skin tissue, Identification and isolation of a dermal lineage with intrinsic fibrogenic potential.
• Нейробиология. Получить травму спинного мозга очень страшно, потому что из-за этого можно потерять чувствительность и способность управлять своим телом. Чтобы помочь пациентам с поврежденным спинным мозгом, нужно стимулировать регенерацию аксонов их нервных клеток. Ученые нашли многообещающее вещество под названием эпотилон B, которое стабилизирует микротрубочки аксона и способствует регенерации травмированного спинного мозга. — Systemically treating spinal cord injury, Systemic administration of epothilone B promotes axon regeneration after spinal cord injury.
• Экология. Масштабное исследование из дюжины экспериментов, каждый из которых шел несколько лет, показало: стабильность экосистемы зависит только от ее биоразнообразия. То есть только те факторы, которые влияют на разнообразие живых организмов, могут изменить стабильность экосистемы. — Anthropogenic environmental changes affect ecosystem stability via biodiversity.
• Биоинженерия. Хеликазы — это ферменты, расплетающие цепочки нуклеиновых кислот. Они состоят из мономеров, каждый из которых бесполезен по-отдельности от других. Мономер может принимать две конформации — открытую и закрытую (при этом его части располагаются под бóльшим или меньшим углом относительно друг друга). Биоинженеры получили мономеры хеликаз, зафиксированные в одном из состояний, и оказалось, что те, которые были в закрытой форме, хорошо соединялись между собой и образовывали рабочую хеликазу. Получается, именно такую конформацию должны принять мономеры, чтобы из них мог получиться рабочий фермент. — Engineering of a superhelicase through conformational control.
• Методика. Обычно мы можем или узнать структуру белка, изучая его фиксированные молекулы, или исследовать его работу, не понимая, что происходит с его формой. Но ученым все-таки удалось придумать способ наблюдать и за тем, и за другим на уровне единственной молекулы. Для этого они использовали оптический пинцет и флуоресцентную микроскопию. — Direct observation of structure-function relationship in a nucleic acid—processing enzyme.
• Иммунология. Молекула CD8 — это знак отличия боевых клеток иммунной системы — цитотоксических и естественных киллеров. Белок LEM помогает их размножению и работе и может быть полезен для восстановления иммунитета. — The protein LEM promotes CD8⁺ T cell immunity through effects on mitochondrial respiration.
• Структурка. Структурка нуклеокапсида вируса кори, полученная методом крио-электронной микроскопии. Она помогла понять, как нуклеокапсид взаимодействует с РНК вируса, уложенной внутри него. — Near-atomic cryo-EM structure of the helical measles virus nucleocapsid.