Nature #561 (7721) + онлайны: система противоопухолевого автонаведения, тонкости полового поведения и самозарастающие язвы

• Молекулярка, визуализация сахаров. Прикрепление сахаров к белкам считается одной из наиболее распространенных метаболических модификаций. А вот визуализация таких смешанных конгломератов традиционно представляет собой проблему. Китайские ученые смогли найти способ отслеживания белково-гликановых структур с помощью ДНК. Новый подход был назван «иерархическим кодированием», так как предложенный способ обеспечивается за счет нескольких однонитевых молекул ДНК. Так, первая молекула ДНК отвечает за связывание с белком-мишенью; вторая молекула гибридизует белок; третья молекула образует шпильку, прикрепленную к сахару; наконец, последняя молекула ДНК «гасит» процесс, вытесняя белок. С помощью этого ступенчатого процесса удается визуализировать динамику метаболизма сахаров. — DNA tags used to image sugar-bearing proteins on cells.
• Старение. Увеличение продолжительности жизни — это вроде бы положительный процесс. С другой стороны, пожилые люди часто испытывают проблемы со здоровьем. Какие способы помогут сохранить здоровье как можно дольше? В новом обзоре Nature авторы поднимают вопрос о важности всем известных истин — физической активности, взвешенной диете и использовании биомаркеров различных заболеваний. — Facing up to the global challenges of ageing, биомолекула: Спецпроект: Старение и долголетие.
• Климатология, экология почв. Ученые из США обнаружили взаимосвязь между типом климата и количеством макропор почвы. Макропоры — довольно крупные почвенные каналы, которые обеспечивают свободное стекание воды в нижележащие слои почвы. Несмотря на то, что количество макропор в почвенном слое составляет всего 1%, они на 70% обеспечивают инфильтрацию подземных вод. Выяснилось, что в сухом климате формируется более высокая макропористость почвы, чем во влажном, причем процесс этот занимает меньше времени, чем предполагалось ранее — от года до десятилетия. — Climate-induced changes in continental-scale soil macroporosity may intensify water cycle.
• Молекулярка, рак. Успешная противоопухолевая терапия мозга состоит в направленной доставке Т-клеток к очагу воспаления. Однако раковые клетки блокируют проникновение клеток-"спасателей" вглубь опухоли. Исследователям удалось найти лазейку в этой опухолевой блокаде: оказывается, раковые клетки активируют адгезивные молекулы лейкоцитов (ALCAM, activated leukocyte cell adhesion molecule). Если включить Т-клетки в состав конструкции, связанной с ALCAM, можно создать некую «систему самонаведения»: иммунные клетки эффективно преодолевают защитный барьер опухоли, попадая в очагу болезни. — A homing system targets therapeutic T cells to brain cancer.
• Стволовые клетки, мутации. Ученые из Кембриджа исследовали гематопоэтические клетки — и обнаружили, что на 140 клеток приходится целых 129,582 спонтанных соматических мутаций! Причем «подопытным» — донором клеток — оказался здоровый 59-летний мужчина. Учитывая, что все клетки крови берут начало от одного общего предка, интересно, что естественные мутации соматических клеток возникают на самых ранних стадиях развития. — Population dynamics of normal human blood inferred from somatic mutations, биомолекула: Родословная нейронов: как носить в себе множество мутаций и выглядеть совершенно здоровым.
• Генетика пола. В новой работе американские ученые рассказывают о половых различиях механизма рекомбинации при мейозе. Разные сценарии развития определяются структурой хромосом, и в частности связаны с метилированием ДНК, которое отсутствует у самок в начале мейоза. На более поздних стадиях мейоза половые различия также проявляются, но уже не на качественном, а на временном уровне — например, в связи с разной скоростью восстановления разрывов после кроссинговера у самцов и самок. — Extensive sex differences at the initiation of genetic recombination, биомолекула: Половых хромосом много не бывает.
• Биомедицина, регенерация тканей. На сегодняшний день традиционным способом лечения обширных кожные язв является пересадка пациенту участков здоровой кожи — как донорных, так и выращенных искусственно. Однако трансплантация в большинстве случаев сопряжена с рядом проблем. Японские ученые предлагают новую стратегию лечения язв: in vivo перепрограммирование мезенхимных клеток раны. Опыты на мышах, у которых линии клеток кожи были перепрограммированы по четырем факторам транскрипции, показали положительную динамику — эффективное зарастание язвенных поражений. Возможно, в будущем такой терапевтический подход может быть распространен и на другие заболевания, связанные с нарушением тканевой регенерации. — In vivo reprogramming of wound-resident cells generates skin epithelial tissue, биомолекула: Как вылечить сердце? Достижения современной науки.
• Клеточная биология, рак. Новый взгляд на проблему рака поджелудочной железы представили исследователи из США. Анализ соматических вариантов карциномы и их сравнение с клетками-предшественниками, взятыми из разных участков поджелудочной, позволил обнаружить следующий путь развития болезни: начальная клетка-предшественник постепенно образовывала колонии новообразований в разных частях железы. Такой процесс может занимать несколько лет, что в конечном итоге приводит к появлению сразу нескольких очагов воспаления органа. Получается, что карцинома представляет собой единое новообразование, прогрессирующее и развивающееся на разных участках поджелудочной в течение долгого времени. — Precancerous neoplastic cells can move through the pancreatic ductal system, биомолекула: Расследования в поджелудочной: чем питаются раковые клетки.

Science #361 (6406) + онлайны: секретный механизм оплодотворения, разные-общие опухоли и трагедия в Бразилии

• Молекулярка, биология развития. В новом выпуске Science австрийские ученые раскрывают неизвестные ранее молекулярные механизмы оплодотворения. Выяснилось, что ооцит-экспрессируемый белок, названный Bouncer-белком, определяет процесс оплодотворения у рыбок данио-рерио. Именно Bouncer-белок способствует поступлению сперматозоидов к яйцеклеткам и их дальнейшему слиянию. Более того, с помощью этого белка удалось обеспечить перекрестное оплодотворение между разными видами: данио-рерио и японской медакой — рыбами, чьи эволюционные пути разошлись много-много лет назад. — The Ly6/uPAR protein Bouncer is necessary and sufficient for species-specific fertilization, Matchmaking molecule for egg and sperm.
• Нейробиология. Одна из наиболее обсуждаемых проблем современной медицины — лечение болезни Альцгеймера. Общие стратегии профилактики этой болезни типа физической нагрузки и регулярной тренировки мозга уже давно у всех на слуху, однако их польза все еще остается спорной. Американские ученые решили провести комплексное исследование этих способов на мышиных моделях. Выяснилось, что упражнения действительно помогают поддерживать нейронные связи на должном уровне, однако такая стратегия оправдывает себя только в сочетании с функционирующим процессом нейрогенеза гиппокампа. Наилучшие результаты были получены при одновременном индуцировании нейрогенеза и активных упражнениях в сочетании с фармакологическими способами лечения мышей с когнитивными расстройствами. — Combined adult neurogenesis and BDNF mimic exercise effects on cognition in an Alzheimer’s mouse model, A brain boost to fight Alzheimer’s disease, биомолекула: Болезнь Альцгеймера: ген, от которого я без ума, На руинах памяти: настоящее и будущее болезни Альцгеймера.
• Молекулярка, сельское хозяйство. Рис — не только непременный атрибут азиатской кухни, но и ключевой компонент рациона будущего. Поэтому уже сейчас ученые заботятся о защите этой важной сельскохозяйственной культуры от вредителей, а в частности — от паразитического гриба Magnaporthe oryzae. Оказывается, обратимое фосфорилирование IPA1 — фактора транскрипции риса — позволяет растению защищаться от патогенной атаки, а затем быстро переключать собственные ресурсы на рост и развитие. — A single transcription factor promotes both yield and immunity in rice, To grow and to defend, биомолекула: Готовим ГМ-рис вместе.
• Экология, климат. Один из альтернативных источников энергии — использование сил ветра и солнца. Считается, что ветряные и солнечные электростанции не оказывают негативного влияния на окружающую среду. Но так ли уж они безобидны? В новом исследовании ученые показывают неожиданные эффекты, к которым может привести установка ветрогенераторов и солнечных электростанций в пустыне Сахара. С помощью климатической модели удалось спрогнозировать почти двукратный рост осадков и локальное повышение температуры, особенно в регионе Сахель, который прилегает к Сахаре с севера. Такой эффект может возникнуть из-за роста поверхностного трения, связанного с массовой застройкой Сахары ветряными генераторами. — Climate model shows large-scale wind and solar farms in the Sahara increase rain and vegetation.
• Молекулярка, рак. Выбор стратегии лечения онкобольных часто ориентирован на анализ генетических мутаций, вызвавших первичную опухоль. При этом сравнительно мало известно о мутациях генов-драйверов. В новом масштабном исследовании ученые проанализировали различные типы опухолей, взятых из 76 метастаз, с целью установления природы генов-драйверов. Выяснилось, что значительное большинство мутаций в генах-драйверах является общим для разных типов опухолей. Эти результаты дают ключ к пониманию гомогенности механизма развития метастазов у пациента. — Minimal functional driver gene heterogeneity among untreated metastases, биомолекула: Вослед Варбургу — последние достижения в изучении биоэнергетики рака.
• Структурка. Активное изучение CRISPR-Cas систем требует в том числе создания целой классификации их ингибиторов — анти-CRISPR белков (Acr, anti-CRISPR). Уже обнаружен ряд белков Acr типов I (подтипы I-D, I-E и I-F) и II (подтипы II-A и II-C). И это далеко не все — американским ученым удалось обнаружить 12 ранее неизвестных acr генов, относящихся к подтипам V-A и I-C. Эти гены открывают новые перспективы их использования в сфере биотехнологий. — Discovery of widespread Type I and Type V CRISPR-Cas inhibitors, биомолекула: CRISPR-эпопея и ее герои, Анти-CRISPR: ответ вирусов.
• Наука и общество. Специалисты из Бразилии пытаются справиться с последствиями трагедии в Национальном музее Рио-де-Жанейро. В ночь на 2 сентября в здании вспыхнул крупный пожар, который оставил после себя только стены. И, хотя никто не пострадал, оказались уничтожены практически два века бразильской истории — все экспонаты музея, включая древнейший череп, обнаруженный на американском континенте, скелеты южноамериканских динозавров и 5-миллионная коллекция насекомых. Национальный музей долгое время испытывал нехватку финансирования, в связи с чем в здании не было современной системы противопожарной защиты. — In a ‘foretold tragedy,’ fire consumes Brazil museum.