Nature #571 (7763) + онлайны: изменения размеров и формы яиц насекомых, коннектом Caenorhabditis elegans и особенности старения головного мозга у мышей

• Экология, инсектология. В ходе эволюции размеры живых существ претерпевали серьезные изменения. Чтобы изучить влияние морфологических, экологических и прочих факторов на этот процесс, ученые объединили данные, содержащие более десяти тысяч описаний яиц насекомых с данными о генетике и условиях среды. Оказалось, что размеры яйца в большинстве случаев не коррелируют со скоростью развития и размерами взрослого насекомого, а ключевым фактором, который определяет их размеры и форму, являются условия окружающей среды. — Insect egg size and shape evolve with ecology but not developmental rate.
• Нейробиология. Нематоды Caenorhabditis elegans — популярные модельные организмы для проведения нейробиологических исследований. Опубликовано подробное описание коннектомов представителей обоих полов. Возможно, это послужит основой для понимания процессов, в ходе которых генерируется сложное адаптивное поведение. — Whole-animal connectomes of both Caenorhabditis elegans sexes; Neural networks mapped in both sexes of the worm.
• Онкология, молекулярка. При отсутствии поверхностных маркеров, отличающих клоны опухолевых клеток друг от друга, транскриптомный анализ может быть затруднителен. С помощью метода генотипирования, основанного на высокопроизводительном секвенировании РНК, был изучен профиль 38290 CD34+ клеток, полученных от пациентов с миелопролиферативными заболеваниями, ассоциированными с мутацией CALR. Оказалось, что количество соматических мутаций при миелопролиферативных заболеваниях зависит от исходной клеточной идентичности. — Somatic mutations and cell identity linked by Genotyping of Transcriptomes.
• Молекулярка, онкология. Целостность генома постоянно находится под угрозой из-за трудностей, с которыми сталкивается репликационная вилка. BRCA1 и BRCA2 участвуют в ее защите от деградации, происходящей посредством пути, в котором участвует RAD51. Выяснилось, что для этого необходимо взаимодействие BRCA1 и BARD1, а не BRCA1—PALB2, как считалось ранее. У пациентов с онкологическими заболеваниями были зарегистрированы генетические варианты BRCA1—BARD1, которые демонстрировали слабую защиту, что позволило идентифицировать домены BRCA1—BARD1, связанные с развитием рака. — Isomerization of BRCA1—BARD1 promotes replication fork protection.
• Нейробиология. В мозге млекопитающих имеются нейрогенные ниши, которые содержат нервные стволовые клетки и другие клетки. Оставалось неясным, как они изменяются с возрастом. Был выполнен анализ 14685 транскриптомов одиночных клеток нейрогенных ниш молодых и старых мышей. Выявлено возрастное снижение активных нервных стволовых клеток, изменения в клетках эндотелия и микроглии, а также инфильтрация нейрогенных ниш Т-клетками у старых мышей. Возможно эта информация поможет в борьбе с возрастным снижением функций мозга. — Single-cell analysis reveals T cell infiltration in old neurogenic niches. биомолекула: Всё, что вы всегда хотели знать о взрослом нейрогенезе, но боялись спросить.
• Молекулярка, онкология. Передача сигналов белком Hedgehog — один из важнейших процессов в эмбриональном развитии и регенерации тканей. При отклонении от нормы он может стать причиной возникновения злокачественных новообразований. Белки Hedgehog связывают и ингибируют трансмембранный транспортер холестерина Patched-1 (PTCH1). Предполагается, что инактивация PTCH1 позволяет трансмембранному стеролу получить доступ к сайту от которого зависит активация трансмембранного белка Smoothened (SMO). Эта информация может помочь в преодолении устойчивости к ингибиторам SMO. — Smoothened stimulation by membrane sterols drives Hedgehog pathway activity.

Science #365 (6448) + онлайны: роль лесов в борьбе с изменениями климата, новости из вселенной CRISPR и особенности реакции клеток на гипоксию

• Экология. Восстановление лесного покрова по всему миру может оказаться эффективным в борьбе с изменениями климата. Ученые распределили по карте покров, который мог бы существовать в современных условиях. После исключения уже существующих деревьев, сельских и городских зон, осталось место для 0,9 миллиардов гектар леса, который мог бы поглотить до 205 гигатонн углерода. Если не вмешаться, в результате изменений климата к 2050 году площадь лесного покрова по прогнозам может сократиться на 223 миллионов гектар. — The global tree restoration potential.
• Антропология. Распространение животных по континентам повлияло на распределение генов в популяции. В определении взаимодействий между кочевниками, занимавшимися скотоводством, и охотниками возникали затруднения. Для определения сроков и территории переселения кочующих общин был секвенирован геном 41 человека, проживавшего от 100 до 4000 лет назад. Оказалось, что незначительное смешение генов пришлось на период распространения скотоводства по континенту. — Ancient DNA reveals a multistep spread of the first herders into sub-Saharan Africa.
• Нейробиология. Обонятельные нейроны реагируют на запахи, которые соответствуют экспрессируемым ими рецепторам. В ходе развития они объединяются в своеобразные клубочки. Была определена общая модель их формирования у мышей. Обонятельный рецептор активирует определенный нейрон определенным образом. В свою очередь нейроны, кодирующие одинаковые запахи, реагируют одинаково и в конечном результате соединяются в клубочке. — Structured spike series specify gene expression patterns for olfactory circuit formation.
• Молекулярка. Способность реагировать на изменения уровня кислорода является жизненно необходимым условием для большинства организмов. До недавнего времени исследования этого процесса у млекопитающих были сосредоточены на чувствительности к кислороду транскрипционного фактора, называемого фактором, индуцируемым гипоксией. Ученым удалось обнаружить у человека ферментный кислородный сенсор, который функционально идентичен цистеиновой оксидазе растений. В ответ на гипоксию ферменты превращают N-концевой цистеин в субстратных белках в цистеинсульфиновую кислоту, что приводит к деградации белков. В дальнейшем эти знания могут пригодиться при разработке способов борьбы с гипоксией. — Conserved N-terminal cysteine dioxygenases transduce responses to hypoxia in animals and plants.
• Структурка. Глицин, расположенный на N-конце белка, может действовать как мощный дегрон. Содержащие его белки направлялись на протеасомную деградацию двумя убиквинтинлигазами Куллин-RING E3, через субстратные адаптеры ZYG11B и ZER1. Этот путь может быть важен для разрушения белков, образующихся в ходе клеточной гибели. — A glycine-specific N-degron pathway mediates the quality control of protein N-myristoylation. биомолекула: Вездесущий убиквитин.
• Молекулярка. Несмотря на то, что системы CRISPR/Cas совершили революцию в редактировании генома, целенаправленное внедрение крупных фрагментов ДНК все еще вызывает затруднения. При помощи CRISPR-ассоциированной транспозазы (CAST) ученым удалось произвести управляемую вставку фрагмента ДНК в геном Escherichia coli. Кроме того, уже поступило сообщение о другой системе транспозазы, работающей аналогичным образом. — Inserting DNA with CRISPR; RNA-guided DNA insertion with CRISPR-associated transposases. биомолекула: CRISPR-эпопея и ее герои.
• Молекулярка. При изучении белка, известного как Lst1 у дрожжей и SEC24C у млекопитающих, и участвующего в формировании везикул, поставляемых в комплекс Гольджи, выяснилось, что в ответ на стресс,вызванный голодом или неправильной укладкой белка, он запускает процесс аутофагии эндоплазматического ретикулума. — A COPII subunit acts with an autophagy receptor to target endoplasmic reticulum for degradation. биомолекула: Нобелевская премия по медицине и физиологии 2016: за самоедство.
• Молекулярка. Церамиды вносят свой вклад в развитие липотоксичности, которая является одной из причин сахарного диабета, стеатоза печени и заболеваний сердца. У мышей был удален фермент дегидроцерамид десатураза-1 (DES1), что привело к исчезновению стеатоза печени и резистентности к инсулину у животных с дефицитом лептина и ожирением. Эта информация может помочь в разработке препаратов для лечения нарушений обмена веществ. — Targeting a ceramide double bond improves insulin resistance and hepatic steatosis.
• Молекулярка. Модификации гистонов регулируют экспрессию и развитие генов. Для выяснения того, как происходит их перепрограммирование на ранних этапах развития, в человеческих ооцитах и зиготах были изучены ключевые гистоновые маркеры. Данные исследования содержат информацию о эпигенетическом переходе, который сопровождает объединение родительского материала в зиготу. — Resetting histone modifications during human parental-to-zygotic transition.