Nature #553 (7689) + онлайны: кому принадлежит самый длинный геном, почему нужно убегать от опасности медленно и на сколько частей можно разделить одного плоского червя

• Биология развития, клонирование. Спустя почти двадцать лет после появления на свет овечки Долли китайским ученым удалось применить такой же метод для создания двух детенышей макак (Macaca fascicularis). Это первый успешный опыт клонирования приматов с помощью метода «загрузки» ДНК в донорскую яйцеклетку. Исследователи уже предлагают захватывающие перспективы использования модельных клонов для объединения с инструментами редактирования генов (например, технологией CRISPR/Cas9), чтобы изучать механизмы развития нейродегенеративных заболеваний человека и тестировать новые лекарства. — First monkeys cloned with technique that made Dolly the sheep. биомолекула: Молекулярное клонирование, или как засунуть в клетку чужеродный генетический материал.
• Антропология. Новое сообщение археологов об ископаемой находке на Аравийском полуострове отодвигает дату выхода предка человека из Африки более чем на 50 тысяч лет назад. Останки верхней челюсти и зубов, найденных в израильской пещере, подтверждает предположение о том, что древние люди мигрировали на азиатскую часть Евразийского континента примерно 180 тысяч лет назад, положив тем самым начало всемирной истории миграций человека. — Israeli fossils are the oldest modern humans ever found outside of Africa. биомолекула: Древняя ДНК: Привет из прошлого, Генофонд австралийских аборигенов хранит ключ к тайне выхода человека из Африки.
• Экология. Все знают, что исчезновение растительности и обезлесивание — это плохо, так как приводит к опустыниванию, засухам и другим глобальным изменениям климата. Крупномасштабный проект по озеленению карстовых районов юго-западного Китая продемонстрировал свою успешность на космическом уровне. Сравнение спутниковых снимков китайских провинций Гуйчжоу, Гуанси и Юньнань во временном интервале последних лет показало положительную динамику увеличения биомассы в этих регионах с нарушенным природным ландшафтом. — Increased vegetation growth and carbon stock in China karst via ecological engineering, Satellite images show China going green. биомолекула: Кто на самом деле крутит углеродное колесо.
• Техника и технологии. Объемные дисплеи, создающие трехмерные изображения высокого качества (без обрезок и искажений!) — это уже не предмет научной фантастики, а реальный объект. Ученые из Центра компьютерной инженерии Юты, США, предложили новую технологию оптического захвата частиц с помощью фотоловушек. Изоляция отдельных целлюлозных частичек и последующее их сканирование в RGB спектре позволяют получать 3D изображения с высоким качеством детализации. — A photophoretic-trap volumetric display, Trapped particle makes 3D images.
• Молекулярка, рак. Исследование динамики метастазирования аденокарциномы протоков поджелудочной железы очень затруднено, что снижает возможности диагностики рака этого органа. Группой исследователей из Мюнхена была продемонстрирована роль колебаний мутантного гена Kras^MUT, низкая экспрессия которого запускает раннее распространение воспаления, а более высокая активность провоцирует разрастание метастазов. Менее метаболически активные онкогенные мишени (Myc, Yap1 и Nfkb2) в сотрудничестве с Kras^MUT «настраивают» механизм распространения аденокарциномы. — Evolutionary routes and KRAS dosage define pancreatic cancer phenotypes. биомолекула: Расследования в поджелудочной: чем питаются раковые клетки.
• Молекулярка. Длинные некодирующие РНК — ключевые участники многих важнейших клеточных процессов, однако механизмы их действия в клетке до конца не выяснены. Обычно пул таких фрагментов РНК обогащается за счет ядерного материала (в отличие от преимущественно цитоплазматической мРНК). Израильские ученые, исследовавшие библиотеки фрагментов РНК, обнаружили, что выделенная из Alu-повторов последовательность при взаимодействии с другими внеядерными элементами способствуют образованию как мРНК, так и длинных некодирующих РНК. Это открытие демонстрирует новый путь накопления как ядерной, так и цитоплазматической РНК. — Sequences enriched in Alu repeats drive nuclear localization of long RNAs in human cells. биомолекула: Alu: история одной последовательности.
• Регенерация, биология стволовых клеток. Одно из наиболее жизнеспособных животных — планария Schmidtea mediterranea. Единственная особь, нарезанная на множество мелких кусочков, не погибает, а дает начало такому же числу потомков, на сколько частей она была рассечена. Это становится возможным благодаря высокоактивной регенерации стволовых клеток. Исследователи из института Макса Планка проанализировали геном таких планарий и обнаружили в нем новый класс гигантских ретроэлементов. В то же время в ДНК плоских червей отсутствует целый ряд высококонсервативных генов (например, MAD1 и MAD2), которые ранее считались жизненно необходимыми для нормального развития особей. — The genome of Schmidtea mediterranea and the evolution of core cellular mechanisms. биомолекула: Ствол и ветки: стволовые клетки.
• Этология, биомеханика. «Тише едешь — дольше будешь» — именно такая стратегия лучше всего подходит для выживания в саваннах. Ученые из Лондонского университета и Университета Ботсваны исследовали модели поведения «хищник—жертва» на примере африканских обитателей — львов, гепардов, зебр и антилоп. Сравнение локомоторных характеристик в парах показало, что преследователи в целом на 20% мощнее и на 37% быстрее своей добычи, а в показателях скорости торможения вообще на 72% опережают своих будущих жертв. Имитация динамики охоты на основе этих данных показала, что чем медленнее и маневреннее будет двигаться зебра или антилопа, тем быстрее она утомит своего непривычного к такому темпу врага, сохранив себе жизнь. — Biomechanics of predator—prey arms race in lion, zebra, cheetah and impala.
• Генетика. Угадайте, кто является носителем самого «длинного» генома? Подсказка: это не человек. Это вообще не млекопитающее. Самым объемным геномом обладает мексиканская амбистома (Ambystoma mexicanum), земноводный обитатель американского континента. Личинки этих животных — аксолотли — уже давно и широко известны в качестве модельных объектов для изучения механизмов регенерации. А с применением новой технологии секвенирования больших участков генома выяснилось, что в клетки этого небольшого животного вмещается целых 32 млрд пар нуклеотидных оснований (к слову, у человека их всего 3,1 млрд пар, т.е. почти в 10 раз меньше). Обнаружилось, что почти 65% генома аксолотля — это повторяющиеся последовательности, а ген Рах3, ответственный за регенерацию, оказался утрачен, и вместо него восстановительную роль выполняет ген Рах7. — The axolotl genome and the evolution of key tissue formation regulators.

Science #359 (6374) + онлайны: как бактерии сражаются с вирусами, чем опасны медоносные пчелы и почему нужно есть больше соевых бобов

Проблеме сокращения природных ландшафтов, пригодных для естественного обитания диких животных, посвящена обложка нового номера Science. На фото — зажатый в тесноте каменных джунглей Мумбаи леопард. В антропогенных «клетках» млекопитающие ограничены расстояниями, составляющими от половины до трети потенциальных дистанций, преодолеваемых их вольными собратьями. — Moving in the Anthropocene: Global reductions in terrestrial mammalian movements.

• Генетика, биология развития. Что первичнее — гены или воспитание? Исландские ученые предлагают объединить два этих понятия, выдвигая гипотезу «генетического воспитания» — косвенного влияния ненаследуемых генов на развитие ребенка. Ученые изучили геномы более 21 тысячи испытуемых — как родителей, так и детей, а затем объединили генетические данные с социальными факторами, например, с уровнем образования. Выяснилось, что гены родителей, не переданные потомству по наследству, на 29,9% определяли уровень образовательных достижений детей. Причем эффект такого влияния был примерно одинаков как по материнской, так и по отцовской линиям (впрочем, гены матери в большей степени определяли пищевые привычки и здоровье детей). — The nature of nurture: Effects of parental genotypes, Using nature to understand nurture.
• Молекулярка, биомембраны. Встраивание трансмембранных белков в мембраны — сложно управляемый процесс ввиду многообразия видов и важности ее функций. Ученые из Оксфорда и Кембриджа идентифицировали консервативный белковый комплекс, который отвечает за встраивание новых белков в мембрану ЭПР и одновременно исключает возможность распознавания этих «избранных» белков другими мембранными комплексами. В отсутствие же этого комплекса вновь поступающие в клетку белки, минуя этап включения в состав ЭПР, связываются кальмодулином и поступают на службу другим потребностям клетки. — The ER membrane protein complex is a transmembrane domain insertase, Complexity in targeting membrane proteins. биомолекула: Умелые руки: как доставить полипептид через мембрану?
• Экология, зоология беспозвоночных. Насекомые-опылители — важное звено не только экологической, но и экономической цепочки. Около 75% всех глобально важных культур зависят от своевременного переноса пыльцы, а дополнительный урожай, полученный в результате опыления сельскохозяйственных растений, прибавляет 9% к ежегодному мировому производству опыляемых культур. На благо этого процесса работают более 20 тысяч опылителей — бабочек, мух, жуков и некоторых птиц. Однако британские исследователи, сосредоточившие свое внимание на западной медоносной пчеле (Apis mellifera), обнаружили следующее: эти полезные на первый взгляд насекомые могут нанести непоправимый вред другим диким опылителям, что заставляет задуматься об изменении стратегии управления популяцией «культурных» пчел. — Conserving honey bees does not help wildlife. биомолекула: Суперорганизмы.
• Молекулярка, микробиология. Противостояние между вирусами и бактериями заставляет последних вырабатывать новые защитные системы, закодированные в особых «оборонных» зонах микробного генома. Ученые из Института Вейцмана в Израиле проанализировали более 14 тысяч семейств белков, выбрав среди них непосредственных соседей генов систем защиты бактерий, обеспечивающих «иммунитет» к бактериофагам. В результате данного исследования были открыты девять ранее неизвестных противофаговых и одна антиплазмидная система, в которых также используются компоненты бактериальных жгутиков. Это не только подтверждает общность происхождения древних компонентов генома бактерий, растений и простейших животных, но и открывает новые перспективы редактирования бактериального генома. — Systematic discovery of antiphage defense systems in the microbial pangenome, биомолекула: Пожиратели бактерий: убийцы в роли спасителей.
• Диетология, здоровье. Спермидин — вещество, содержащееся в проростках пшеницы, соевых бобах, многих овощах и фруктах; его потребление повышает устойчивость организма к раковым, сердечно-сосудистым и нейродегенеративным заболеваниям. Это связано с особым клеточным действием данного соединения, которое усиливает аутофагию и деацетилирование белка. В обзоре австрийских ученых рассказывается об управляемых диетах с повышенным содержанием спермидина и о других положительных эффектах этого полиамина. — Spermidine in health and disease, биомолекула: Нутригеномика: питание vs. заболевания.
• Экология, биология моря. Изучение коралловых рифов в Азиатско-Тихоокеанском регионе демонстрирует неутешительную статистику: пластиковые отходы при контакте с коралловыми рифами увеличивают вероятность их гибели с 4% до 89%. Международная группа исследователей из США и Австралии изучила более 124 тысяч коралловых колоний из 159 тихоокеанских рифов и обнаружила, что запутывание пластика в разветвленных «лесах» кораллов нарушает их целостность, что облегчает проникновение внутрь рифов патогенов, а токсины, содержащиеся в пластике, убивают водоросли-симбионты, которые снабжают коралловые колонии кислородом и питательными веществами. — Plastic waste associated with disease on coral reefs, биомолекула: А ты такой холодный, как... пластик в океане, Это страшное слово «дефаунизация».
• Структурка. Р-гликопротеин — белок множественной лекарственной переносимости, который в том числе ответственен за устойчивость к химиотерапии. С его помощью токсические молекулы благодаря работе АТФ-каналов переносятся через мембрану клеток. Ученым из США впервые удалось получить изображение структуры человеческого Р-гликопротеина в конформации «наружу», а не «внутрь». Выяснилось, что в полости канала находятся два АТФ-связывающих домена; такая структура указывает на необходимость связывания (а не гидролиза, как считалось ранее) молекул АТФ для переноса лекарства внутрь клетки. — Molecular structure of human P-glycoprotein in the ATP-bound, outward-facing conformation.