Nature #565 (7739) + онлайны: стратегия «сжимающихся» клеток, голодающие интроны и гендерное неравенство митохондрий

• Молекулярка, наследование. Традиционно считалось, что митохондриальная ДНК наследуется исключительно от матери. Но вот оказывается, что нет. Ученые из Медицинского центра детской больницы Цинциннати (Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, Cincinnati) обнаружили, что мтДНК может переходить к ребенку по отцовской линии. Результаты исследования были подтверждены на трех неродственных семьях, в ряду поколений которых мутации в мтДНК передавались от отца детям. — Mitochondrial DNA can be inherited from fathers, not just mothers, биомолекула: Трое в лодке: о легализации замены митохондрий.
• Структурка, ВИЧ. Вирус иммунодефицита человека «прицепляется» к клеткам-мишеням с помощью гликопротеина Env (envelope glycoprotein) собственного белкового капсида. Этим можно объяснить тот интерес, с которым ученые изучали структуру Env, который после взаимодействия с рецепторами мишени «разбивается» на две части — gp120 и gp41. Выяснилось, что вирусная субъединица gp120 с помощью особой петли обеспечивает первичный контакт («мостик») между вирусом и клеткой, а субъединица gp41 инициирует слияние мембраны и капсида. Это исследование раскрывает механизм проникновения ВИЧ в клетки хозяина и может помочь в разработке таргетных препаратов. — Structural basis of coreceptor recognition by HIV-1 envelope spike, биомолекула: ВИЧ vs рекомбиназа: битва продолжается.
• Биомоделирование, биомедицина. Команда ученых из Австрии подошла к изучению проблемы развития васкулопатии при диабете с необычной стороны. В качестве объекта исследования выступали плюрипотентные стволовые клетки, которые были пересажены мышам. Выяснилось, что в мышином организме эти эндотелиальные стволовые клетки способны самоорганизовываться в достаточно сложные сосудистые структуры. После искусственной реконструкции такого «кровеносного дерева» ученые приступили к основной части исследования: изучению молекулярных механизмов воспалений сосудов при развитии диабета. В ходе экспериментов были идентифицированы главные «виновники» — гены DLL4 и NOTCH3, инициирующие развитие васкулопатии у людей, больных диабетом. — Human blood vessel organoids as a model of diabetic vasculopathy, биомолекула: Сахарный диабет I типа, или охота на поджелудочную железу.
• Эмбриология. Если поздние стадии развития энтодермы и морфогенез органов дыхания и пищеварения изучены достаточно хорошо, то вот промежуточные процессы (и в частности — «эволюционные» модификации кишечной трубки) остаются малопонятными. В новой работе ученые из США продемонстрировали интересные механизмы морфогенеза кишечной трубки эмбрионов цыплят на макроскопическом уровне. Так, кишечная трубка формируется на основе двух полярных инвагинаций — передней и задней (хвостовой), которые мигрируют по направлению друг к другу. В своей статье исследователи описывают особый механизм миграции «хвостовых» клеток кишечной трубки. Интересно, что массив этих клеток устремляется к переднему концу трубки за счет коллективного движения клеточных структур, что способствует разрастанию ткани на заднем полюсе трубки. При этом миграции клеток обеспечиваются за счет положительной обратной связи, при которой «сжимающиеся» клетки втягивают более «пассивные» внутрь кишечной трубки. — Molecular control of macroscopic forces drives formation of the vertebrate hindgut.
• Молекулярка. Интроны — некодирующие участки ДНК, которые в обязательном порядке удаляются из синтезирующейся РНК с целью сборки функциональных белков. Но вот у дрожжей эти ненужные вроде бы фрагменты играют вполне себе важную роль. В новой работе канадских ученых было показано, что в условиях нехватки ресурсов (например, при голодании) интроны способны экономить энергию клеток за счет приостановки процессов синтеза белков. — Introns are mediators of cell response to starvation, биомолекула: Синтезировать-невысинтезировать!
• Биотехнологии, CRISPR.Модную нынче технологию CRISPR/Cas9 уже как только не модифицировали. Вот, например, ученые из Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley) предложили настраивать белок Cas9 с помощью протеаз. Так, исследователи сначала соединили два конца Cas-белка, чтобы заблокировать его активность, а затем вставили модифицированный белок в культивируемые клетки человека. С помощью клеточных протеаз «свернутый» Cas9 белок удалось активировать, после чего он приступил к работе по вырезанию определенных последовательностей ДНК. Авторы работы полагают, что это только начало: подобный подход можно использовать для многих других вариантов настройки Cas-белка. — CRISPR adapted to respond to infected cells.
• Наука и общество. Работы, публикуемые южноафриканскими учеными, можно охарактеризовать слоганом «Писать, чтобы выживать». По крайней мере, так считают некоторые специалисты. В новой статье Nature рассматривается вопрос о том, почему в журналах с низким качеством контента так высока доля публикаций исследователей из ЮАР. Глобальный вопрос, который поднимает автор статьи — что важнее современному научном сообществу: качественные публикации или гонорар за статьи? — Payouts push professors towards predatory journals.



Science #363 (6424) + онлайны: «боль — это иллюзия», мотивирующий мозг и мыши на диете

• Нейробиология. Новая статья про «социализирующийся» мозжечок опубликована в свежем номере Science. Да, традиционно мозжечок считается центром моторного обучения и координации. Но этим его роль отнюдь не исчерпывается. В настоящий момент мозжечок претендует на роль активного участника когнитивных и эмоциональных процессов мозга. Так, он способен инициировать работу вентральной области ядра среднего мозга, что высвобождает дофамин — гормон мотивации и вознаграждений. — Cerebellar modulation of the reward circuitry and social behavior, The cerebellum gets social, биомолекула: Дофаминовые болезни.
• Генная терапия, CRISPR. Гаплонедостаточность — одна из форм нарушений, при которой происходят мутации с потерей функции в одной копии гена. Это может приводить к метаболическим сдвигам и в конечном итоге провоцировать развитие заболевания. Спасти клетки с гаплонедостаточным фенотипом может CRISPR. Ученым удалось «загрузить» CRISPR в гипоталамус мыши с помощью аденоассоциированного вируса, что позволило «починить» мутацию, способствующую развитию ожирения у мышей. (Кстати, у людей такая тема тоже работает.) — CRISPR-mediated activation of a promoter or enhancer rescues obesity caused by haploinsufficiency, Gene therapy for pathologic gene expression, биомолекула: Новые друзья CRISPR/CAS.
• Иммунология. Одно из потенциально фатальных осложнений операции по пересадке костного мозга — это развитие цитомегаловирусной инфекции. Австралийским ученым впервые удалось показать механизм развития этого осложнения на мышиных моделях. Выяснилось, что болезнь развивается из-за того, что антитела хозяина, в норме сдерживающие развитие цитомегаловирусной инфекции, после трансплантации костного мозга уже не справляются со своей работой. Это связано с тем, что хозяйские клетки плазмы крови удаляются, а пул донорских В-клеток восстанавливается слишком медленно, чтобы вовремя подключиться к иммунному ответу. Проблема была решена благодаря тому, что мышам после операции вводили антительную сыворотку. — Strain-specific antibody therapy prevents cytomegalovirus reactivation after transplantation, B cells, CMV, and stem cell transplant.
• Фотобиология, физиология растений. Команда ученых из Германии и Японии разбиралась в структуре работы фотосинтетического комплекса I и выяснила интересную вещь. Оказывается, что у цианобактерий Thermosynechococcus elongatus перенос электронов между фотосистемой I и комплексом I происходит непосредственно через ферредоксин. (Для справки — обычно такой процесс переноса электронов опосредуется через NADPH — восстановленную форму фермента NADP.) Причем ассоциация ферредоксина и комплекса I у цианобактерий происходит достаточно быстро. Ученые предполагают, что столь эффективное узнавание возможно благодаря особой субъединице NdhS. — Structural adaptations of photosynthetic complex I enable ferredoxin-dependent electron transfer, биомолекула: Волонтер фотосинтеза.
• Нейробиология. Боль — это всегда неприятно. Но если боль сама по себе является чувственной реакцией, то ее «неприятность» — это скорее эмоциональное явление. В новой экспериментальной работе ученые визуализировали перемещения кальция in vivo у мышей, которые были вынуждены сталкиваться с негативными стимулами. В результате такого эксперимента был выявлен четкий нейронный ансамбль, локализованный в базолатеральной миндалине. Приглушение работы этого ансамбля способствует облегчению болевых симптомов, лишая испытуемых эмоциональной окраски от боли. — An amygdalar neural ensemble that encodes the unpleasantness of pain.
• Микробиология. В популярной обзорной статье Science авторы рассказывают про кожу и ее постоянных обитателей. В фокусе внимания оказались стафилококки Staphylococcus epidermidis — то ли «сорняк» и потенциальный враг, способный спровоцировать заражение, то ли помощник и «охранитель» тканевого иммунитета. На основе материалов прошлых лет авторы пытаются ответить на этот вопрос. — Microbial guardians of skin health.
• Наука и общество. Палеонтологи вновь бьют тревогу: проблема с заповедником Bears Ears («Медвежьи уши») в Юте (США) так и остается нерешенной. Пустынная территория на юго-западе штата содержит настоящий кладезь палеонтологических и археологических находок, включая древние захоронения индейцев навахо. Однако еще в декабре 2017 года Дональд Трамп сократил территорию этого уникального заповедника на 85%. Иск, поданный далеким от политических прений Обществом палеонтологов, все еще путешествует по кругам судебных разбирательств. Ученые опасаются, что в случае проигрыша территория Медвежьих ушей подвергнется новым сокращениям площади — и вместе с этим будет потеряна надежда обнаружить уникальные окаменелости, способные переписать раннюю историю Земли. — The bones of Bears Ears.