Nature #564 (7734) + онлайны: гемопоэз оболочников, теплокровие ихтиозавров и донорские сердца свиней

• Нейробиология. Хорошо известно, как важен гиппокамп для декларативной памяти — то есть, для воспоминаний, которые мы вызываем осознанно, считая, что они сейчас могут пригодиться. Но не так хорошо известно, как эта функция гиппокампа помогает ему влиять на поведение. В ходе нового исследования ученые из США и Португалии показали, что активация регионом CA2 гиппокампа нейронов боковой перегородки у мыши усиливается перед атакой на другую мышь. Эту передачу сигнала усиливает гормон аргинин-вазопрессин. Количество этого гормона может влиять на то, поведет ли себя животное агрессивно после активации CA2-региона гиппокампа. — A circuit from hippocampal CA2 to lateral septum disinhibits social aggression.
• Молекулярка, микробиология. Обычно для защиты от фагов бактерии полагаются на специальные белки, но у Streptomyces недавно описали и вариант химической защиты. Эти бактерии синтезируют несколько типов небольших молекул, которые встраиваются в фаговую ДНК и блокируют ее репликацию. — A chemical defence against phage infection.
• Клеточная биология. Пусть у оболочника Botryllus schlosseri и нет позвоночника, зато у него есть кровеносная система с циркулирующими клетками. Новое исследование было посвящено гематопоэзу этих животных. У них нашли гематопоэтические стволовые клетки, различные клетки-предшественники клеток крови, иммуноэффектроные клетки, а также гематопоэтическую нишу. Эти результаты указывают, что гематопоэтические стволовые клетки и иммунные клетки миелоидного происхождения были еще у общего предка оболочника и позвоночных. — Complex mammalian-like haematopoietic system found in a colonial chordate.
• Молекулярка. Биоинженеры пробуют создавать «ортогональные» рибосомы, несколько отличающиеся по структуре от природных и способные за счет этого, к примеру, использовать мономеры, которые не подходят для природных рибосом. Изначально ортогональные рибосомы делали, меняя 16S РНК, а потом, чтобы дополнительно расширить репертуар, стали менять еще и 23S. После этого возникла проблема, как заставлять рибосомальные субъединицы на базе этих модифицированных РНК взаимодействовать друг с другом, а не с природными клеточными субъединицами. В новой работе исследователи соединили модифицированные РНК куском РНК же. Получившиеся рибосомы работали с эффективностью, сопоставимой с эффективностью природных вариантов. — Controlling orthogonal ribosome subunit interactions enables evolution of new function, биомолекула: Расширенный геном, Слово из четырёх букв.
• Эволюция. Во внутреннем ухе челюстных позвоночных есть три полукружных канала. У древних бесчелюстных рыб остракодерм таких канала было два. У современных круглоротых полукружных каналов меньше, чем у челюстных позвоночных, — у миксин всего один, а у миног, как раньше считалось, два. Новое исследование показало, что у миног образуются два углубления в зачатке уха, которые могли бы разлиться в два полукружных канала, как у остракодерм. Но эти углубления у миног сливаются, и образуется один канал, как и у миксин. — Inner ear development in cyclostomes and evolution of the vertebrate semicircular canals.
• Палеонтология. Ихтиозавры не только внешне походили на современных китов, но и с высокой вероятностью тоже были теплокровными. В пользу этого говорит находка удивительно хорошо сохранившихся останков ихтиозавра Юрского периода, у которого остались фрагменты мягких тканей. В сохранившейся коже можно выделить эпидермис, дерму и лежащий под ними слой жира, который мог бы помочь животному сохранять тепло. Распределение меланофоров говорит о том, что у животного могла быть окраска с противотенью, которая служит как для маскировки, так и для терморегуляции. — Soft-tissue evidence for homeothermy and crypsis in a Jurassic ichthyosaur.
• Молекулярка. Нуклеаза Dna2 — это фермент, который поддерживает целостность генома, работая с двухцепочечными разрывами, фрагментами Оказаки и застрявшими репликационными вилками. Как оказалось, в отсутствие Dna2 в геноме дрожжей появляется много новых вставок длиной от 100 до 1500 пар оснований, происходящих из ретротранспозонов, рибосомальных генов а также хрупких участков генома, таких как центромеры, теломеры и окрестности репликационных вилок. — Dna2 nuclease deficiency results in large and complex DNA insertions at chromosomal breaks.
• Методика, клеточная биология. Американские ученые разработали методику мечения клеток, удобную, чтобы следить за их судьбой в ходе перепрограммирования. Несколько раундов мечения позволяют отследить судьбу индивидуальных клеток и их состояние на каждом этапе. Благодаря этому методу исследователи увидели, что перепрограммирование фибробластов в предшественников эндодермы может идти по двум путям, и один из них будет успешным, а другой — тупиковым. Пути при этом можно различить еще на ранних стадиях перепрограммирования. — Single-cell mapping of lineage and identity in direct reprogramming.
• Биоинженерия. Органы свиней по многим параметрам похожи на человеческие, и, как надеются исследователи, в будущем их можно будет лишь с помощью небольшого числа модификаций использовать для трансплантации. Пока эксперименты идут на бабуинах, и здесь ученые недавно достигли больших успехов — бабуинам пересадили сердца свиней с нокаутом гена α1,3-гликозилтранферазы, а также с человеческими CD46 и тромбомодулином. Хотя рост таких органов после пересадки нужно было тщательно контролировать, они поддерживали жизнь животных очень продолжительное время — до 195 дней. — Consistent success in life-supporting porcine cardiac xenotransplantation.

Science #362 (6419) + онлайны: новые эффекторы CRISPR-Cas, расселение древних людей по Америке и моделирование пермского вымирания

• Молекулярка. От малярии постоянно нужны новые лекарства, потому что плазмодии быстро развивают к ним устойчивость. Авторы новой работы нацелились на печеночную стадию жизненного цикла паразита, хотя обычно лекарства создают против кровяной стадии. Чтобы удобнее наблюдать за эффективностью лекарств, использовали генетически модифицированных плазмодиев, нарабатывающих люциферазу. Ученые провели скрининг 500 тысяч молекул и нашли несколько десятков особенно перспективных. Среди отобранных лекарств было особенно много ингибиторов митохондрий. — Toward a chemical vaccine for malaria, Open-source discovery of chemical leads for next-generation chemoprotective antimalarials.
• Экология. В конце Пермского периода вымерло 96% морских видов и 70% наземных. Как предполагается, вымирание произошло из-за вулканических выбросов парниковых газов, которые вызвали резкое глобальное потепление. Ориентируясь на геохимические данные, позволяющие оценить изменения условий в определенный период, американские ученые смоделировали температуры и доступность кислорода в разных частях мирового океана. Используя данные о метаболических индексах современных животных, они определили, насколько активно шло вымирание в зависимости от географических координат. Получилось, что активнее всего вымирание шло в высоких широтах, а наименее активно — в тропиках. — Climate change and marine mass extinction, Temperature-dependent hypoxia explains biogeography and severity of end-Permian marine mass extinction.
• Генетика. Вышло новое исследование заселения древними людьми Америки. Ученые провели анализ 15 древних геномов, найденных в разных частях американского континента, от Аляски до Патагонии. Шесть из исследованных геномов были старше 10000 лет. Исследование выявило новые подробности истории американских популяций — например, что прежде, чем коренные американцы разделились на северную и южную ветви около 15 тысяч лет назад, от них отделилась еще одна популяция. — Early human dispersals within the Americas.
• Экология. Обычно, говоря о факторах, влияющих на круговорот углерода, упоминают растения, микробов и абиогенные факторы. Ученые из США, Канады и Бразилии призывают принимать во внимание и вклад животных, подробно описав в своем разборе, из каких компонентов этот вклад состоит. — Animals and the zoogeochemistry of the carbon cycle.
• Микробиология. Спасаясь от превратностей судьбы, таких как, к примеру, антибиотики, сальмонелла может останавливать свой рост. Как оказалось, в этом состоянии бактерия остается не полностью спящей, а производит факторы вирулентности, влияющие на цитокиновый профиль хозяйских клеток. Благодаря этому сальмонелла может ослабить воспалительные процессы и сделать среду более благоприятной для себя. — Salmonella persisters undermine host immune defenses during antibiotic treatment.
• Генетика. Вклад рецессивных вариантов белок-кодирующих генов в появление нарушения развития, как выяснилось, зависит от частоты браков между родственниками в популяции. Так, у европейцев, у которых эта частота низкая, рецессивные генетические варианты отвечали лишь за 3% нарушений развития, а чаще всего их причинами были новоприобретенные мутации. В Пакистане, где браки между родственниками встречаются чаще, рецессивные варианты были ответственны уже за 30% нарушений развития. — Quantifying the contribution of recessive coding variation to developmental disorders.
• Генетика, рак. Секвенирование геномов 400 нейробластом позволило выделить признаки, отличающие опухоли с низким, средним и высоким риском. Опухоли с низким риском, хорошо поддающиеся лечению, не имели механизмов поддержания теломер. У опухолей со средним риском такие механизмы были, а у опухолей с высоким риском к ним добавлялись мутации путей, связанных с RAS или p53. — A mechanistic classification of clinical phenotypes in neuroblastoma.
• Молекулярка. Метилирование ДНК чаще всего ведет к подавлению активности генов, но не всегда. У Arabidopsis обнаружили белковый комплекс-читатель метильных меток, усиливающий транскрипцию уже работающих генов, но не влияющий на неактивные гены. Этот механизм может быть полезен, чтобы вставка по соседству с геном неактивного транспозона не нарушила экспрессию, и транспозон при этом не начинает транскрибироваться. — A DNA methylation reader complex that enhances gene transcription.
• Иммунология. Среди лимфоцитов барьерных тканей немало тех, кто специфичен по отношению к бактериям-комменсалам, которые в этих тканях также многочисленны. Как оказалось, эти же лимфоциты под воздействием медиаторов воспаления или при повреждении тканей могут запускать программу регенерации тканей. Почему бы и нет, раз они все равно там находятся. — Commensal-specific T cell plasticity promotes rapid tissue adaptation to injury.
• Молекулярка. Описаны новые эффекторы Cas12 — Cas12c, g, h, и i. Их последовательности и структуры достаточно сильно отличаются от известных ранее Cas12a и Cas12b. Cas12c, h и i работают с двухцепочечной ДНК, а Cas12g может разрезать РНК или одноцепочечную РНК. — Functionally diverse type V CRISPR-Cas systems.