Nature #548 (7666) + онлайны: транскриптом ооцитов, новое протомлекопитающее и способ запутать вкусовой анализатор

• Наука и общество. Спецвыпуск Nature посвящен инновациям. Статьи выпуска расскажут об условиях, благодаря которым научные открытия могут быстро стать источником новых благ для общества и экономики. В обзорах авторы спецвыпуска обсуждают, какие исследования в последние годы привели ко многим инновациям, и предлагают в качестве меры инновационности исследования рассматривать его цитирование в патентах. — Connecting big ideas to benefit, Charting influence, Trials and tribulations, On the right track, Game-changers, Profile: Michael Sporn: A legacy of greater knowledge, Comment: Turning science into social outcomes, Comment: Measure for measure.
• Антропология, эволюция. До сих пор наши представления о древних приматах, живших незадолго до того, как от них отделились предки людей, были составлены на основании исследований фрагментов челюстей и зубов. Однако теперь, когда в Кении нашли хорошо сохранившийся череп молодого примата, жившего 13 миллионов лет назад, мы сможем больше узнать об этом интересном периоде эволюции. — Evolution: Skull secrets of an ancient ape, New infant cranium from the African Miocene sheds light on ape evolution.
• Экология. В ходе двадцатого века экосистемам требовалось все больше времени на восстановление после засухи. Учитывая, что для многих регионов в двадцать первом веке предсказывают большую частоту и интенсивность засух, чем в двадцатом, многие экосистемы не смогут восстановиться после засухи вообще. — Environmental science: Trends in ecosystem recovery from drought, Global patterns of drought recovery.
• Нейробиология. Получена карта одной из нейронных цепей грибовидных тел дрозофил, участвующей в формировании ассоциативной памяти — связи определенного стимула с положительным или отрицательным подкреплением. Оказалось, что большинство нейронов этого контура получают сигналы, в которых нет ничего общего, но всегда есть и группа нейронов, получающих однообразные входные сигналы. — The complete connectome of a learning and memory centre in an insect brain.
• Рак, генетика. С помощью CRISPR-системы редактирования генома и 123 тысяч разных гидовых РНК американские исследователи просканировали геном меланомы на предмет мутаций, увеличивающих ее устойчивость к T-клеточной терапии. Большинство генов, отключение которых помогало опухоли переносить лечение, было связано с презентацией антигенов или с передачей сигнала через интерферон гамма. — Identification of essential genes for cancer immunotherapy.
• Нейробиология. Вкусовые рецепторные клетки живут 5-10 дней и, соответственно, постоянно обновляются за счет делений стволовых клеток. При этом новую вкусовую рецепторную клетку важно подключить к правильному нейрону, передающему сигнал дальше по цепочке, потому что у этих нейронов, как и у рецепторных клеток, есть специализация на определенном вкусе. Оказалось, что за правильное подключение рецепторных клеток отвечают разные типы белка семафорина — рецепторные клетки, реагирующие на горький вкус, синтезируют SEMA3A, а за сладкий — SEMA7A. Конечно, уважающий себя биоинженер должен попробовать сломать систему — и действительно, экспрессируя в рецепторных вкусовых клетках нехарактерные для них семафорины, можно заставить их передавать сигнал по неправильной цепочке. — Neurobiology: A bitter—sweet symphony, Rewiring the taste system.
• Эволюция, генетика. Исследовав крылья 50 тысяч дрозофил, а также их генетическую вариабельность, обусловленную и не обусловленную мутациями, ученые из США и Норвегии пришли к выводу, что эволюция идет гораздо медленнее, чем могут обеспечить эти два источника вариабельности. — Genetics: Role of mutation in fly-wing evolution, Mutation predicts 40 million years of fly wing evolution.
• Палеонтология. В Китае нашли новые останки протомлекопитающих, обладавших перепонками для планирования во время прыжков между деревьями, а также необычным строением уха. По строению зубов животных можно предположить, что они питались в основном семенами и мягкими растительными тканями. — New evidence for mammaliaform ear evolution and feeding adaptation in a Jurassic ecosystem, New gliding mammaliaforms from the Jurassic.
• Антропология, палеонтология. Исследовав древние зубы, найденные в одной из пещер острова Суматра, палеонтологи пришли к выводу что зубы, во-первых, принадлежали людям современного типа, а во-вторых, достигли возраста 63-73 тысяч лет. Получается, что люди современного типа оказались на Суматре не позже этого промежутка времени. — An early modern human presence in Sumatra 73,000–63,000 years ago. См. также: Генофонд австралийских аборигенов хранит ключ к тайне выхода человека из Африки.
• Молекулярка. N⁶-метиладенозин — самая распространенная модификация мРНК, но, как ни странно, до сих пор ее роль не была исследована в клетках млекопитающих. Теперь мы знаем, что в T-лимфоцитах N⁶-метиладенозин важен как для дифференцировки, так и для размножения этих клеток с сохранением их свойств. Без фермента, присоединяющего эти метки к мРНК, наивные Т-клетки мышей не размножались и оставались наивными в течение 12 недель, хотя у них были все шансы активно поучаствовать в развитии колита. — m⁶A mRNA methylation controls T cell homeostasis by targeting the IL-7/STAT5/SOCS pathways.
• Структурка. Лизофосфатидная кислота активирует рецепторы двух групп — из семейства генов эндотелиальной дифференцировки (EDG) и семейства, не имеющего отношения к генам эндотелиальной дифференцировки (non-EDG). Структура представителя второй группы, LPA₆,без которого возникает наследственное облысение, охарактеризована в новой работе. — Structural insights into ligand recognition by the lysophosphatidic acid receptor LPA₆.
• Биология развития, молекулярка. На ранних стадиях развития гены эмбриона неактивны, а трансляция идет с мРНК, находившихся в ооците еще до оплодотворения. Новое исследование проясняет, как эти транскрипты отбираются — например, уридилирование 3’-конца мРНК приводит к уничтожению транскриптов, пока ооцит растет. Ферменты, присоединяющие эту метку, также влияют на длину поли-А на концах мРНК, а в транскриптомах ооцитов поли-А хвосты короче, чем в соматических клетках. — mRNA 3' uridylation and poly(A) tail length sculpt the mammalian maternal transcriptome.

Science #357 (6351) + онлайны: идеальный хрусталик кальмаров, структура хроматина архей и самодельные галлюцинации

• Молекулярка. Одна из сложностей с тем, чтобы создать идеальную линзу, состоит в том, что у краев часто получается большее преломление. Чтобы изображение не искажалось, коэффициент преломления должен меняться с кривизной линзы. Оказалось, хрусталик кальмара так и устроен — в нем глобулярные белки образуют градиент, варьируя коэффициент преломления от центра к краю. — Patchy proteins form a perfect lens, Eye patches: Protein assembly of index-gradient squid lenses.
• Микробиология, клеточная биология. Обнаружилась новая роль бутирата в регуляции состава микрофлоры — оказалось, что под действием этих молекул в клетках эпителия кишечника активнее идет β-окисление, в результате чего клетки поглощают больше кислорода. Это мешает размножению некоторых патогенных бактерий, которым необходим кислород. — Gut cell metabolism shapes the microbiome, Microbiota-activated PPAR-γ signaling inhibits dysbiotic Enterobacteriaceae expansion.
• Микробиология. В этом выпуске Science вышел масштабный обзор, содержащий всевозможные сведения об археях — их метаболизме, генетике и недавних изменениях в систематике. — Genomic exploration of the diversity, ecology, and evolution of the archaeal domain of life.
• Нейробиология. В мозгах макак обнаружили две новые области, участвующие в распознавании лиц. Ответы этих областей на знакомые и незнакомые лица различались — для незнакомых лиц активация росла линейно, когда изображение лица менялось от размытого ко все более четкому, а для знакомых лиц ответ менялся нелинейно. — Two areas for familiar face recognition in the primate brain.
• Нейробиология. Простой способ сделать галлюцинацию своими руками — это сочетать два стимула разных модальностей, например, зрительный и звуковой. Если испытуемый привыкнет, что эти стимулы следуют вместе, то когда один из них пропадет, испытуемому может казаться, что он все еще ощущает оба сигнала. При этом в мозге испытуемых активируется похожий набор областей, что и у пациентов, испытывающих галлюцинации самопроизвольно. — Pavlovian conditioning—induced hallucinations result from overweighting of perceptual priors.
• Эпигенетика, нейробиология. Исследовав метилирование ДНК единичных нейронов фронтальной коры мышей и человека, американские ученые выделили 16 и 21 популяцию нейронов соответственно. Кроме того, исследователи показали, что разнообразие возбуждающих нейронов больше в глубоких слоях коры, чем в поверхностных. — Single-cell methylomes identify neuronal subtypes and regulatory elements in mammalian cortex.
• Структурка. Структурка ДНК, обернутой вокруг архейных гистонов. Интересно, что ДНК вокруг этих белков укладывается очень похожим образом на ДНК, обвивающую эукариотические нуклеосомы. — Structure of histone-based chromatin in Archaea.
• Клеточная биология, молекулярка. Часто мРНК распределяется в клетках неравномерно, и в некоторых частях ее скапливается больше. Особенно явно это различие можно пронаблюдать на клетках эпителия кишечника, у которых есть апикальная часть, обращенная к просвету кишки, и противоположная ей базальная часть. Оказывается, в апикальной части клеток эпителия кишечника больше рибосом, и трансляция там идет эффективнее. Если какой-то белок нужно начать синтезировать активнее, соответствующие мРНК перемещаются из базальной части клетки в апикальную. — Global mRNA polarization regulates translation efficiency in the intestinal epithelium.
• Молекулярка, нейробиология. Если удалить у мышей локус, кодирующий циклическую РНК Cdr1as, у животных нарушится передача сигналов через синапсы. На молекулярном уровне отсутствие Cdr1as ведет к нарушению экспрессии микро-РНК miR-7 и miR-671, влияющих, в числе прочего на активность гена транскрипционного фактора Fos. Этот транскрипционный фактор влияет на множество процессов, в том числе, на размножение, дифференцировку и апоптоз. — Loss of a mammalian circular RNA locus causes miRNA deregulation and affects brain function.
• Иммунология, молекулярка. Киназа mTOR важна для регуляции числа антиген-презентирующих клеток в легких, а также соотношения разных типов Т-хелперов, влияющих на развитие аллергического воспаления. — mTOR regulates metabolic adaptation of APCs in the lung and controls the outcome of allergic inflammation.
• Молекулярка, биоинженерия. Свиньи могли бы быть донорами некоторых органов для человека, но одна из сложностей состоит в присутствии в свиных геномах нехарактерных для человека эндогенных ретровирусов. Новое исследование показало, что хотя свиные эндогенные ретровирусы способны передаваться человеческим клеткам, но вирусы в свиных клетках можно дезактивировать с помощью системы CRISPR. — Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9.