Nature #575 (7781) + онлайны: африканское переселение, стволовые клетки и «мечта Бетховена»

• Клеточная биология. Липиды участвуют в перестройке митохондрий в ответ на гипоксию. Также они изменяют митохондриальный путь развития, в том числе при онкогенезе. Ученые идентифицировали сигнальный путь mTORC1 — LIPIN1 — YME1L: ингибирование белка mTORC1 запускает липидный каскад через посредника LIPIN1, что приводит к гидролизу митохондриальных белков при участии белка YME1L. Такая перестройка белкового профиля в митохондриях может быть вызвана гипоксией или нехваткой питательных веществ. Изменение формы митохондрий способно приводить к росту клеток аденокарциномы поджелудочной железы. — Lipid signalling drives proteolytic rewiring of mitochondria by YME1L, биомолекула: Трое в лодке: о легализации замены митохондрий.
• Молекулярка, стволовые клетки. Сигнальная киназа FGF-ERK (Fibroblast growth factor-extracellular signal-regulated kinase) управляет дифференцировкой эмбриональных стволовых клеток. При этом белок напрямую влияет на активность энхансера и не требует связывания ДНК с транскрипционными факторами. Благодаря передаче сигналов посредством FGF-ERK клетки переходят из состояния плюрипотентности к дифференцированной энтодерме. Интересно, что способность к самообновлению сохраняется даже у зрелых клеток. — Dynamic lineage priming is driven via direct enhancer regulation by ERK, биомолекула: Снежный ком проблем с плюрипотентностью.
• Агробиология. Сельскохозяйственная стратегия, принятая в большинстве стран, не сможет обеспечить население Земли продовольствием к 2050 году. Американские фермеры отбирают засухоустойчивые сорта кукурузы и обогащенные провитаминами сорта плодовых деревьев, но этого недостаточно. Нужны комплексные изменения в подходе к выращиванию сельскохозяйственных растений. В Nature опубликовали агробиологический обзор, в котором авторы по пунктам разбирают основные факторы влияния на урожайность. В их число попали: ограничения на использование генетически модифицированных растений; экология и абиотические стрессы; заболевания растений; нехватка пресной воды и повышение уровня углекислого газа в атмосфере. — Genetic strategies for improving crop yields.
• Геном человека, история. Африканские рабы, которых массово перевозили на остров Святой Елены в середине 19 века, были выходцами из центральной и западной части континента. Ученые пришли к такому выводу после анализа ДНК, взятой из останков 20 поселенцев острова. Предположительно, колонисты захватывали рабов на территории современной Анголы и Габона. При этом геномы нельзя отнести к одной популяции африканцев. Из этого можно сделать вывод о том, что среди попавших в рабство людей были представители разных популяционных групп. — Genomes trace origins of enslaved people who died on remote island, биомолекула: Кто все эти люди?!
• Прикладные исследования. Определить сорт виски теперь можно не только на вкус, но и на глаз. Когда капля американского бурбона испаряется, на поверхности остается след из сложно переплетенных узоров. А шотландский скотч после испарения оставляет однородную плёнку. Причина — во взвеси частиц, которые постоянно плавают в дубовых бочках для виски. Серия экспериментов с напитками разной степени крепости доказала, что каждый сорт виски имеет свой уникальный след. Чем больше степень разбавления напитка, тем более однородную «паутинку» он оставит на поверхности после испарения. — Bourbon or Scotch? A droplet’s dynamics reveal the truth, биомолекула: Алкогольная пристрастность.
• Молодые авторы. Редакция Nature подводит итоги конкурса эссе среди молодых авторов. В сочинении нужно было рассказать о том, каких научных открытий больше всего ждет общество. Победила работа студентки из Великобритании, которая рассказала о «мечте Бетховена» — восстановлении слуха. Два других финалиста поделились своими мыслями об использовании ядерного синтеза для решения климатического кризиса и перспективах однополого размножения. — Announcing the winners of our young-writer essay competition.
• Наука из архива. В подборке «10 необычностей» собрали топ-лист самых обсуждаемых и читаемых статей из архива Nature. Среди них: рассказ о подъеме и возвышении моноклональных антител; история об открытии австралопитеков и дальнейшей революции в эволюции человека; факты о том, как ученые впервые обнаружили черную дыру в Антарктиде; а также молекулярно-биологические бонусы в виде перепрограммирования клеток и расшифровке структуры ДНК. — 10 extraordinary Nature papers.

Science #366 (6466) + онлайны: мутационные бонусы, азотные колебания и древние мигранты

• Болезнь Альцгеймера. На ежегодном собрании Общества нейробиологов в Чикаго представили необычную пациентку. В ее семье все, кроме неё, страдали от деменции в среднем возрасте. Генетический анализ показал, что у пациентки имелась редкая мутация, защитившая ее от болезни. И это не всё — другая мутация в гене APOE, который обусловливает риск развития болезни Альцгеймера, также предотвратила болезнь. Пока еще рано утверждать, что нацеливание на один-единственный ген может избавить людей от Альцгеймера. Но APOE может выступать в качестве потенциальной мишени для лечения этой болезни в комплексе. — Rare case offers clues to staving off Alzheimer’s, биомолекула: Болезнь Альцгеймера: ген, от которого я без ума.
• Социальная антропология. Археологические раскопки в Центральной Европе доказали, что уже в начале бронзового века на этих территориях было социальное расслоение. Анализ останков из захоронений в долине реки Лех показал, что мужчины были местными уроженцами, а женщины пришли из других мест. Эти факты опровергают миф об изолированных европейских сообществах, в которых семьи жили на одном месте в течение многих лет. Погребальные находки доказывают, что в семьях с высоким достатком были слуги или рабы, а имущество после смерти владельца передавали наследникам по мужской линии. — Kinship-based social inequality in Bronze Age Europe, Deflating the myth of isolated communities.
• Молекулярка, клеточная биология. Стволовые клетки скелетных мышц во взрослом состоянии находятся в состоянии покоя, но вместе с тем умудряются контролировать гомеостаз — например, регенерировать мышцы после травм. Как им это удается? Причина в разном уровне белка Pax3. В отсутствие повреждений и в состоянии покоя в мышечных клетках наблюдается низкий уровень белка Рах3. Но при изменении активности мышц изменяется и поведение клеток: в них повышается экспрессия Рах3, что способствует пролиферации мышечных клеток. — Alternative polyadenylation of Pax3 controls muscle stem cell fate and muscle function, Beyond the genome: RNA control of stem cells.
• Онкология. Мутации в гене PIK3CA часто встречаются при раке молочной железы. Ученые установили, что 95% случаев изменения в цис-положении аллели PIK3CA представляют собой двойные мутации. Они приводят к увеличению активности ингибитора PI3Kα, из-за чего клетки начинают активно делиться, а опухоль разрастается. Поэтому для положительного лечения рака молочной железы нужно учитывать повышенную экспрессию мишени PI3Kα. — Double PIK3CA mutations in cis increase oncogenicity and sensitivity to PI3Kα inhibitors, биомолекула: Рак молочной железы с семейной историей.
• Агробиология. При выращивании сельскохозяйственных растений нужно учитывать вегетационные периоды разных культур. Ученые из Израиля и США предлагают способ генетической настройки сигнальных систем растений для повышения их продуктивности. Например, усиление синтеза фитогормона гиббереллина и подавление его ингибитора DELLA стимулируют рост. А мутации в гене SELF-PRUNING у томатов подавляют рост побегов. Благодаря этому можно выращивать карликовые томаты в условиях короткого вегетационного периода. — Revolutions in agriculture chart a course for targeted breeding of old and new crops, биомолекула: Периодичность плодоношения — что за странный феномен?
• Стуктурка. Нерибосомальные пептид-синтазы NRPS — биосинтетические ферменты, которые добавляют аминоацильные субстраты к полипептидной цепочке. Исследователи из Канады и Франции определили 5 кристаллических структур NRPS в динамике. Соседние модули в NRPS различаются, даже если они непосредственно не участвуют в каталитической реакции. Изучение структуры NRPS позволит конструировать модули искусственно и модифицировать процесс синтеза малых молекул. — Structures of a dimodular nonribosomal peptide synthetase reveal conformational flexibility.
• Экология. Оксиды азота влияют на качество воздуха, особенно в крупных городах. Баланс азота в атмосфере зависит как от регулярных выбросов с предприятий, так и от продолжительности жизни NOx. Американские ученые предлагают новый способ измерения времени жизни оксидов азота. В своем исследовании ученые использовали данные по 49 североамериканским городам и показали, как изменился баланс азота с 2005 по 2014 годы. Этот анализ поможет оценить выбросы азота в атмосферу. — Direct observation of changing NOx lifetime in North American cities, биомолекула: Одиссея азота.