Nature #557 (7704) + онлайны: стабилизация новых микробов в кишечнике, древний гепатит B и опасности приспособления к экзотическим ресурсам

• Экология. Nature рассказывает драматическую историю исчезновения большой популяции бабочек Euphydryas editha одного из лугов штата Невада. Эти бабочки привыкли откладывать яйца на местные растения Collinsia parviflora, пока скотоводы не завезли из Европы подорожник Plantago lanceolata. Новое растения оказалось более выгодным пристанищем для личинок, потому что его продолжительность жизни дольше, чем у коллинзии, так что бабочки быстро переключились на подорожник. Выживаемость личинок стала выше, и скоро все бабочки стали предпочитать откладывать яйца на подорожник, а не на коллинзию. Вот только в 2005 году в ареале обитания этой популяции бабочек перестали заниматься скотоводством, и подорожник перестал доминировать в растительных сообществах. Спустя два года популяция бабочек вымерла, предположительно из-за того, что высокие травы блокировали солнечный свет и мешали развитию теплолюбивых личинок. И только спустя 6 или 7 лет бабочки заново заселили долину, вернувшись к старой доброй Collinsia parviflora. — Precarious preferences wipe out a butterfly population, Lethal trap created by adaptive evolutionary response to an exotic resource.
• Микробиология. Микрофлора кишечника относительно стабильна, а вот судьбу привнесенных туда извне микробов (например, в составе пробиотиков) тяжело предсказать. Американские исследователи предлагают решать эту проблему, создавая привилегированные условия для определенных микробных переселенцев. Так, ученые снабдили штамм Bacteroides редким кластером генов, позволяющим утилизировать морской полисахарид порфиран. Если животному давать порфиран вместе с введением этих новых микробов, они приживутся в микрофлоре кишечника. Кроме того, их численность можно будет регулировать, меняя дозу порфирана. — An exclusive metabolic niche enables strain engraftment in the gut microbiota.
• Клеточная биология. На примере сенсорных ресничек нематод Caenorhabditis elegans ученые из Германии выяснили, как работает белковый комплекс, отвечающий за внутрижгутиковый транспорт. Для правильной организации транспорта нужно, чтобы димер кинезина-2 попал в правильный контекст и активировался. — Reconstitution reveals motor activation for intraflagellar transport.
• Генетика. Ученые секвенируют все больше древних геномов, надеясь узнать подробности истории человеческих популяций. В новой работе представлены результаты секвенирования геномов 137 людей, живших в бронзовом и железном веке в евразийских степях. Анализ древней ДНК не только помог установить историю перемещений древних групп пастухов, фермеров и охотников-собирателей, но и позволил проследить, откуда пришла Юстинианова чума. — 137 ancient human genomes from across the Eurasian steppes. биомолекула: Кто все эти люди?!, Это чума, Смертельный поцелуй чумы.
• Нейробиология. Скопления белка α-синуклеина нарушают работу нервной системы и приводят к развитию нейродегенеративных заболеваний. Скопления α-синуклеина могут образовываться как в нейронах, так и в клетках глии — олигодендроцитах. Новая работа демонстрирует, что α-синуклеины из скоплений в нейронах и олигодендроцитах различаются — в частности, белок из скоплений в глии намного активнее стимулирует агрегацию молекул, а образуемые им структуры более компактные. — Cellular milieu imparts distinct pathological α-synuclein strains in α-synucleinopathies.
• Биология развития. В ходе развития сердца позвоночного важно, чтобы образовался трабекулярный миокард — особая сеть кардиомиоцитов, важная для сокращения сердца а также разделения желудочков. Новая работа показывает, что для формирования трабекулярного миокарда важна регуляция состояния внеклеточного матрикса через сигнальные пути NOTCH1 и NRG1. — Control of cardiac jelly dynamics by NOTCH1 and NRG1 defines the building plan for trabeculation.
• Нейробиология. Зная, какие транскрипционные факторы в ходе развития организма заставляют клетки становиться нейронами, можно научиться получать нейроны или клетки с отдельными чертами нейронов из любых других клеток. Протестировав 598 пар транскрипционных факторов, ученые обнаружили у 76 из них способность превращать мышиные фибробласты в клетки с определенными свойствами нейронов. Эти данные дадут биоинженерам больше гибкости, чтобы получать клетки с программируемыми свойствами. — Diverse reprogramming codes for neuronal identity.
• Генетика. У тетраплоидной и гексаплоидной пшеницы есть общий субгеном под названием субгеном А. Известно растение, от которого он произошел — это диплоидная дикая пшеница Triticum urartu. В новой статье представлены результаты секвенирования Triticum urartu, а также модель эволюции ее хромосом, полученная благодаря сравнению с геномами других травянистых растений. — Genome sequence of the progenitor of wheat A subgenome Triticum urartu.
• Генетика. Большой международный коллектив ученых проанализировал результаты секвенирования 12 геномов древних вирусов гепатита B, возрастом от 0.8 до 4.5 тысяч лет. Древние последовательности попадали либо в одну группу с современными вирусами гепатита B человека или других приматов, либо в сестринскую группу по отношению к ней. Интересно, что географической распределение древних генотипов вируса в некоторых случаях не совпадало с современным — так, генотипы, типичные для Африки и Азии наших дней раньше присутствовали в Евразии. — Ancient hepatitis B viruses from the Bronze Age to the Medieval period.

Science #360 (6389) + онлайны: механизм влияния температуры на пол рептилий, история распространения грибка-убийцы амфибий и компартментализация для регуляции отложения жира

• Молекулярка. Пол у многих рептилий зависит от температуры, при которой развиваются эмбрионы определенной стадии. Новая работа раскрывает молекулярные детали этого процесса на примере красноухих пресноводных черепах Trachemys scripta elegans. Ученые из Китая и США показали, что наработка эпигенетического модификатора KDM6B (лизин-специфичной деметилазы) у этих черепах отвечает на изменения температуры. KDM6B удаляет триметильные метки с позиции H3K27 в промоторе гена Dmrt1, запускающего превращение эмбриона в самца. — How does temperature determine sex?, The histone demethylase KDM6B regulates temperature-dependent sex determination in a turtle species. биомолекула: Тайна зеленой черепахи: высокая температура делает черепах самками, Могут ли условия жизни птиц влиять на пол потомства?, Мальчик или девочка.
• Молекулярка. Один и тот же NAD⁺, если он синтезируется в цитоплазме, участвует в метаболизме, или, если он синтезируется в ядре, способствует отложению жира, стимулируя транскрипцию отвечающих за это генов. Разные предшественники NAD⁺ — NMNAT-1 в цитоплазме и NMNAT-2 в ядре конкурируют за общий субстрат — никотинамидмононуклеотид, благодаря чему поддерживается баланс между двумя местами синтеза NAD⁺. — Metabolite regulates differentiation, Metabolic regulation of transcription through compartmentalized NAD⁺ biosynthesis.
• Генетика. Паразитический грибок Batrachochytrium dendrobatidis уничтожает целые виды амфибий по всему миру, и серьезно угрожает их разнообразию. Проанализировав геномы 200 изолятов грибка, ученые установили, что он пришел с корейского полуострова примерно в начале XX века, когда торговля амфибиями набирала популярность. — The hidden biodiversity of amphibian pathogens, Recent Asian origin of chytrid fungi causing global amphibian declines.
• Экология. Исследование на морских рыбах показало, что для продуктивности сообщества важно, как именно масса распределена по особям. Так, одна большая рыбья самка оказалась более продуктивной, чем несколько меньших самок с такой же суммарной массой. Эти данные наверняка будут полезны для рыбоводства. — Fish reproductive-energy output increases disproportionately with body size.
• Онкология. Глиобластома — самый опасный для жизни рак мозга. В новом номере Science представлен атлас, связывающий индивидуальные транскрипционные особенности глиобластом с гистологическими. С большим набором таким данных можно лучше понять, как генетические варианты влияют на патогенез глиобластом. — An anatomic transcriptional atlas of human glioblastoma. биомолекула: ACSN — глобальный атлас сигнальных путей. От молекулярной географии рака к новым информационным технологиям в биологии.
• Структурка. Структурка одного из главных факторов вирулентности Clostridium difficile — токсина B — в комплексе с G-белок сопряженным рецептором Frizzled. Frizzled запускает сигнальный путь Wnt, в норме регулирующий гомеостаз эпителиальных клеток, и, по-видимому, важный для патогенеза диареи, вызываемой клостридиями. Интересно, что токсин B для связывания с рецептором использует особый липидный кофактор, отличающийся от того, что в норме помогает активировать Frizzled. — Structural basis for recognition of frizzled proteins by Clostridium difficile toxin B.
• Генетика, антропология. Исследование 74 геномов древних жителей внутренней Азии и Анатолии показало, что западноевропейские миграции в Южную Азию происходили до и после, но не во времена ямной культуры, существовавшей примерно в 3500-2300 годах до нашей эры. Популяции, занимавшиеся коневодством во внутренней Азии и среди представителей ямной культуры в западных евразийских степях оказались непохожими, так что коневодство в Азии возникло, по всей видимости, без участия ямной культуры. — The first horse herders and the impact of early Bronze Age steppe expansions into Asia. биомолекула: Ищем питекантропа!, Генофонд австралийских аборигенов хранит ключ к тайне выхода человека из Африки.
• Структурка. В норме тау-белок стабилизирует микротрубочки и соединяет их в пучки. Но стоит ему отделиться от микротрубочек, как он рискует связаться с другими такими же молекулами и образовать фибриллы, участвующие в патогенезе болезни Альцгеймера. Поэтому важно понимать, какие участки тау-белка важны для связывания с микротрубочками, и как эти взаимодействия можно стабилизировать. В этом исследователям призваны помочь структуры разных конструктов тау-белка на микротрубочках, представленные в новой работе. — Near-atomic model of microtubule-tau interactions.