Nature #551 (7682) + онлайны: транскрипция и трансляция с третьей парой оснований, время жизни таксонов и влияние РНК-полимеразы III на продолжительность жизни

• Биоинженерия. Несколько лет назад ученым удалось создать организм, содержащий и реплицирующий плазмиду с не встречающейся в природе парой оснований (dNaM—dTPT3). В новой работе идея развивается — биоинженеры смогли заставить клетку синтезировать мРНК с новой парой оснований, а также распознавать их тРНК с особыми антикодонами и несущими неканонические аминокислоты. Таким образом, теперь ДНК с третьей парой оснований может транскрибироваться, а мРНК — транслироваться. — A semi-synthetic organism that stores and retrieves increased genetic information. биомолекула: Расширенный геном.
• Молекулярка. Комплекс METTL3—METTL14 катализирует присоединение меток m⁶A к РНК.Компонент комплекса METTL3, как оказалось, важен для поддержания злокачественности у клеток лейкемии. В отсутствие этого белка лейкемические клетки теряют способность делиться и не образуются из здоровых клеток. METTL3 связывается с промоторами активных генов и присоединяет метки m⁶A к кодирующей части синтезируемого транскрипта. Метки впоследствии усиливают трансляцию мРНК. — Promoter-bound METTL3 maintains myeloid leukaemia by m⁶A-dependent translation control.
• Биология развития. Прежде, чем клетки эпибласта зародыша млекопитающего смогут перейти к эпителизации, они должны пройти через несколько плюрипотентных состояний. Новое исследование демонстрирует, что эпителизация невозможна, если клетки эпибласта остаются в наивном состоянии, когда для них открыты все пути развития. — Pluripotent state transitions coordinate morphogenesis in mouse and human embryos.
• Генетика. Один из способов борьбы с малярией в Африке — уничтожение комаров Anopheles с помощью инсектицидов. Чтобы исследовать эволюцию комаров, исследователи просеквенировали геномы 765 представителей Anopheles gambiae и Anopheles coluzzii. Сопоставляя эти геномы, ученые нашли в них следы недавних «бутылочных горлышек», приведших к резкому уменьшению численности комаров, а также отбору по генам устойчивости к инсектицидам. — Genetic diversity of the African malaria vector Anopheles gambiae. биомолекула: Как понравиться вампиру, или За что комары так любят больных малярией?
• Молекулярка, рак. Плохая работа системы репарации неспаренных оснований способствует развитию рака. Однако раковые клетки с дефектами репарации страдают от избыточного числа мутаций — в частности, хуже растут. Если отключить у раковых клеток систему репарации неспаренных оснований, это приведет к смешанным последствиям — с одной стороны, замедлит рост опухолей, но с другой стороны, ускорит появление неоантигенов, из-за чего иммунной системе будет сложно распознавать такие раковые клетки. — Inactivation of DNA repair triggers neoantigen generation and impairs tumour growth.
• Молекулярка, старение. РНК-полимераза III занимается синтезом коротких некодирующих молекул РНК, в том числе, транспортных и 5S. Комплекс TORC1, связанный с регуляцией продолжительности жизни, влияет, в том числе, и на активность РНК-полимеразы III, поэтому ученые решили проверить, не определяет ли работа этой полимеразы продолжительность жизни. Оказалось, что снижение активности РНК-полимеразы III не только увеличивает продолжительность жизни дрожжей, нематод и мух, но и ослабляет возрастные нарушения метаболизма. — RNA polymerase III limits longevity downstream of TORC1.
• Молекулярка. Малые РНК, образующиеся из фрагментов транспортных РНК (tsRNAs), как оказалось, могут быть жизненно важными для клеток. Например без LeuCAG3'tsRNA мышиные клетки стремительно уходят в апоптоз. Оказалось, что LeuCAG3'tsRNA усиливает трансляцию двух мРНК, кодирующих белки рибосом, и без нее рибосомные единицы не образуются в достаточном количестве. — A transfer-RNA-derived small RNA regulates ribosome biogenesis.
• Биоинженерия. В клетках Escherichia coli удалось наладить синтез хиральных органоборанов — производных BH₃, у которых атомы водорода заменены на органические радикалы. В качестве катализаторов используются модифицированные варианты цитохрома C, полученные с помощью направленной эволюции. — Genetically programmed chiral organoborane synthesis.
• Генетика. Генетически идентичные нематоды могут существенно отличаться по скорости роста и развития, плодовитости и устойчивости к голоданию. Эти признаки определяются влиянием среды, в которой развивается организм. В эксперименте испанских ученых основной вклад в различия этих фенотипических черт у нематод вносил возраст матери, причем у более молодых матерей появлялись на свет потомки с менее благоприятными признаками. Эффект возраста матери, в свою очередь, проявлялся из-за различий в поставке вителлогенина — белка, из которого образуется яичный желток. — Maternal age generates phenotypic variation in Caenorhabditis elegans.
• Молекулярка. У малярийных плазмодиев обнаружили семейство генов, кодирующих белки, экспрессирующиеся на поверхности зараженных эритроцитов и связывающиеся с рецепторами лейкоцитов. Связывание ингибирует активацию B-клеток и натуральных киллеров (NK). Возможно, этот механизм ответственен за то, что даже у переболевших малярией людей иммунитет к ней остается слабым. — Immune evasion of Plasmodium falciparum by RIFIN via inhibitory receptors.
• Эволюция. Для видов, родов и таксонов более высокого ранга наземных млекопитающих, морских беспозвоночных, морских микроорганизмов и некоторых других животных и растений действует закон постоянного вымирания, говорящий, что вероятность времени исчезновения таксона не зависит от его времени жизни. При этом многие данные ископаемых показывают, что самые разнообразные таксоны демонстрируют определенные паттерны роста и уменьшения численности, разнообразия и распространения, прежде, чем вымереть. Ученые из Финляндии и Норвегии утверждают, что противоречия между этими наблюдениями можно устранить, если принять, что до достижения пика численности таксона на его эволюцию в основном влияют биотические факторы, а после — абиотические. Тогда борьба за ресурсы с другими видами, приводящая к примерно постоянной вероятности вымереть, имеет основное значение только до того, как вид достиг пика распространения. — Reconciling taxon senescence with the Red Queen’s hypothesis.

Science #358 (6367) + онлайны: вылупление птерозавров, ДНК-сети нейтрофилов и зеркала в глазах гребешков

• Палеонтология. В Китае нашли несколько сотен яиц птерозавров, в 16 их которых сохранились останки эмбрионов. Кости эмбрионов были недостаточно окрепшими для их стадии развития, так что вылупившиеся птенцы, скорее всего, не были способны к полету, и родителям нужно было о них заботиться. Несколько слоев яиц на одном месте говорят о том, что птерозавры предпочитали постоянные участки гнездования. — How pterosaurs bred, Egg accumulation with 3D embryos provides insight into the life history of a pterosaur.
• Молекулярка. Нейтрофилы — клетки иммунной системы, поглощающие патогенных микробов, а также выделяющие опасные для них химические вещества. Умирающий нейтрофил может оставить после себя внеклеточную ловушку, состоящую из хроматина с вкраплениями токсичных для микробов молекул. Микробы застревают в этих хроматиновых сетях и отравляются инкрустированными ядовитыми веществами. Проблема с этим способом защиты заключается в возможности закупорки сосудов. Новое исследование описывает, как организм регулирует количество нейрофильных сетей — для этого используются ферменты DNase1 и DNase1-like 3. — Escaping the traps of your own hunters, Host DNases prevent vascular occlusion by neutrophil extracellular traps.
• Иммунология, рак. Некоторые клетки костного мозга помогают создавать благоприятные условия для развития опухоли, стимулируя воспаление, рост сосудов и перестройку внеклеточного матрикса. Оказалось, что еще на ранних стадиях развития аденокарцинома легкого выделяет факторы, активирующие остеобласты. Активированные остеобласты, в свою очередь, запускали образование полезных для опухоли нейтрофилов. — Bone voyage—Osteoblasts remotely control tumors, Osteoblasts remotely supply lung tumors with cancer-promoting SiglecF^high neutrophils.
• Экология, биоинформатика. Чтобы лучше понять, какие компоненты важны для морских микробных сообществ, американские исследователи построили несколько моделей, в которых можно было задавать начальные количества и набор генов микробов и запускать искусственную эволюцию этого сообщества. Несколько раз им удавалось получить модели, способные создавать похожие на природные градиенты питательных веществ, метагеномы и метатранскриптомы. При этом основное значение имел общий пул генов сообщества, а не распределение этих генов по конкретным видам в его составе. — Navigating in a sea of genes, Ocean biogeochemistry modeled with emergent trait-based genomics.
• Молекулярка. Киназные каскады управляют многими важными для клетки процессами, а ингибиторы определенных киназ используют как лекарство для борьбы с раком и воспалительными заболеваниями. В свежем обзоре анализируются эффекты 243 ингибиторов киназ, в том числе побочные. — The target landscape of clinical kinase drugs.
• Клеточная биология. Чтобы фокусировать свет, большинство обладателей глаз используют линзы. Но некоторые, а именно гребешки, вместо линз используют зеркала. Зеркала в глазах гребешков состоят из кристаллов гуанина, и животные умеют регулировать их размеры, форму и плотность. — The image-forming mirror in the eye of the scallop.
• Структурка. Киназа ATR человека при участии белка ATRIP запускает реакцию на повреждение ДНК, приводящую к остановке клеточного цикла. В свежем Science опубликована структурка дрожжевого комплекса Mec1-Ddc2, аналога ATR-ATRIP человека. — 3.9 A structure of the yeast Mec1-Ddc2 complex, a homolog of human ATR-ATRIP.
• Молекулярка. Ученые из США и Индии создали искусственные факторы элонгации, помогающие активировать застопорившуюся транскрипцию. Факторы состоят из участка, распознающего определенную последовательность ДНК, и присоединенной гибким линкером молекулы, привлекающей клеточную машинерию элонгации. С помощью такого фактора исследователям удалось активировать транскрипцию через репрессивные повторы GAA, мешающие экспрессии гена фратаксина у больных атаксией Фридрейха. — Synthetic transcription elongation factors license transcription across repressive chromatin.