Nature #561 (7724) + онлайны: лекарство для универсальных солдат, погода в тундре и щедрый эндотелий

• Биоинженерия. Первыми в истории киборгами вполне можно назвать пиратов — чем не человек-машина с крюком вместо руки или деревяшкой взамен ноги? Но время не стоит на месте, и теперь одним из непременных атрибутов современного человека становится электронный девайс — смартфон, смарт-часы, смарт-браслеты и так далее. При всей своей функциональности электронные устройства обладают одним большим недостатком: они в любой момент могут разрядиться. И, хотя уже продемонстрированы различные гибкие биосенсоры, для обеспечения их работы необходимы аккумуляторы с большой емкостью. Представители одной из наиболее высокотехнологичных стран — Японии — презентуют собственное решение этой проблемы. Ученым удалось создать ультрагибкие биосенсоры, которые подзаряжаются с помощью сверхтонких солнечных батарей. Эти гаджеты будущего не требуют подзарядки от электросети; они вообще избавлены от проводов и зарядных устройств. А высокая гибкость (всего 1 мкм!) и большая прочность обеспечивает надежный контакт с поверхностью кожи. — Self-powered ultra-flexible electronics via nano-grating-patterned organic photovoltaics, Flexible self-powered biosensors, биомолекула: Молекулярные биосенсоры на базе полимеров с начинкой из квантовых точек, тема Носимые технологии.
• Медицина, ВИЧ. На этой неделе сразу два новых исследования посвящены проблеме вируса иммунодефицита человека. Безусловно, современные достижения медицины позволяют с большой степенью уверенности утверждать, что диагноз «ВИЧ» — уже не приговор, а направленный процесс лечения. Однако ВИЧ-направленная терапия требует длительного приема лекарств, который зачастую осложняется побочными эффектами. Может быть, новые исследования помогут посмотреть на проблему лечения ВИЧ-инфекции под другим углом зрения? — Antibodies pose a double threat to HIV, биомолекула: СПИД: как ВИЧ разрушает нашу иммунную систему, Связанные одной лентой.
  • В первой работе сообщается о двух моноклональных антителах (3BNC117 и 10-1074), которые проявили мощный нейтрализующий эффект по отношению к вирусу. Введение инфузий этих антител больным с определенной периодичностью продемонстрировало устойчивое подавление болезни после отмены антиретровирусной терапии. — Combination therapy with anti-HIV-1 antibodies maintains viral suppression.
  • Во второй работе, опубликованной в Nature Medicine, доказывается неэффективность монотерапии против ВИЧ-инфекции в связи с генерацией большого количества копий вируса, устойчивых к лекарству. А вот комбинация сразу двух сильных антител, вводимых больным, демонстрирует устойчивое снижение популяции вируса. При этом ни у одного из испытуемых не возникало резистентности к лекарству, содержащему оба антитела. — Safety and antiviral activity of combination HIV-1 broadly neutralizing antibodies in viremic individuals.
• Молекулярка. Репеллент ДЭТА (DEET; N,N-diethyl-meta-toluamide) был синтезирован в далеком 1946 году для защиты американских солдат от москитов — потенциальных переносчиков болезней. С тех пор ДЭТА стал одним из наиболее широко использующихся репеллентов против большинства членистоногих. В новом исследовании раскрывается непростой механизм действия этого «противонасекомного» фактора: оказывается, ДЭТА способен модулировать множественные обонятельные пути для борьбы с поведенческими ответами насекомых. В частности, ДЭТА способен влиять на множественные хемосенсорные нейроны разных представителей насекомых (вне зависимости от того, сколько лет эволюции разделяет их между собой). — A natural variant and engineered mutation in a GPCR promote DEET resistance in C. elegans.
• Физиология. Кровеносная сеть эмбрионов строится из дифференцирующихся эмбриональных клеток. Ранее предполагалось, что в дальнейшем эндотелий расширяется исключительно за счет распространения ранее образованных эмбриональных клеток. Ученые из Великобритании обнаружили дополнительный источник эндотелиальных клеток. Им оказался пул эритромиелоидных предшественников (ЭМП), которые образуются в желточном мешке. Первая волна ЭМП поставляет клетки для эндотелия желточного мешка, а вторая волна заселяет эндотелиальными клетками органы за пределами мешка. Таким образом, ЭМП представляют собой неизвестный ранее источник эндотелиальных клеток. — Erythro-myeloid progenitors contribute endothelial cells to blood vessels, биомолекула: Это не сказка и даже не сон — две недели in vitro живет эмбрион!
• Экология. Обычно тундрами никто особенно не интересуется — слишком незначительным кажется вклад этой области в глобальную экологию Земли. Но ученые из северных стран — Дании и Великобритании — провели свое исследование взаимосвязи тундровой растительности и климата. Всего ученые тестировали 117 районов тундры на протяжении 30 лет с момента начала глобального потепления. Выяснилось, что наибольшее влияние на баланс температурного режима оказывает влажность почвы. Именно доступность воды оказывает решающее влияние на сдвиги экологических признаков в растительных тундровых сообществах. — Plant functional trait change across a warming tundra biome.
• Молекулярка, физиология. С помощью ангиографии можно не только изучать внутреннее строение и коммуникацию органов между собой, но и прогнозировать развитие ряда заболеваний. Вот и ученые из Германии решили использовать этот метод в своем новом исследовании. На модели развивающейся печени были обнаружены два фактора роста гепатоцитов — β1-интегрин и рецептор фактора роста сосудов VEGFR3 (vascular endothelial growth factor receptor 3). Два этих фактора строго необходимы для нормального развития гепатоцитов и показывают новый сигнальный путь, участвующий в поддержании роста печени. — Mechanosensing by β1 integrin induces angiocrine signals for liver growth and survival, биомолекула: «Резервный» механизм восстановления печени.

Science #361 (6409) + онлайны: отравленный океан, синхронные гистоны и самовосстанавливающийся аксолотль

• Биология моря. Водоросли — не только важные фиксаторы углекислого газа или обязательные компоненты японской кухни; иногда эти морские обитатели приносят разрушение и гибель других организмов. Недавно ученым удалось идентифицировать целый кластер генов, ответственных за синтез токсичной кислоты, вырабатываемой диатомовыми водорослями. Исследователи уже создали целую серию ферментов, участвующих в создании структуры токсина. В будущем это поможет проводить качественный генетический мониторинг цветков водорослей на предмет токсичности. — Biosynthesis of the neurotoxin domoic acid in a bloom-forming diatom, The making of a plankton toxin, биомолекула: Ты — мне, я — тебе. Новая версия, планктонная.
• Молекулярка, эволюция. Hox-гены отвечают за кодирование консервативных факторов транскрипции, которые в том числе управляют ростом тела в передне-заднем направлении у билатеральных животных с двусторонней симметрией. Любопытно, что Нох-гены обнаруживаются и у книдарий, организмов с несформированной осью тела. Зачем им вообще нужны эти гены? Оказывается, потеря активности этих генов у книдарий вызывает целый ряд дефектов развития, связанных с формированием структуры тела и сегментацией тканей. — An axial Hox code controls tissue segmentation and body patterning in Nematostella vectensis, биомолекула: Трансляция Нох-генов: особая регуляция особых белков.
• Молекулярка. Полуконсервативная репликация ДНК обеспечивает достаточно точную передачу наследственной информации. Однако какова роль гистонов в этом процессе? Сразу две статьи рассказывают об этом механизме.
  • В первой работе исследователи анализировали модификации родительских гистонов у дрожжевых клеток. Выяснилось, что у дрожжей роль своеобразных регуляторов «симметричного наследования» (синхронного копирования нитей ДНК) выполняют особые субъединицы ДНК-полимеразы. — A mechanism for preventing asymmetric histone segregation onto replicating DNA strands.
  • Во второй работе ученые анализировали гистоны сестринских хроматид эмбриональных клеток мышей. В отличие от дрожжей из предыдущего исследования, мыши по-другому предотвращают смещение запаздывающих нитей. Для них регулирующим элементом выступает фермент геликаза MCM2, которая сдерживает смещение ведущей цепи. — MCM2 promotes symmetric inheritance of modified histones during DNA replication.
• Археология, новые технологии. История цивилизации майя волнует человечество на протяжении многих лет. Их технические новинки и архитектурные сооружения считаются непревзойденными достижениями для своего времени. С помощью современных технологий удалось визуально доказать состоятельность инфраструктуры этого древнего народа. Благодаря лидару — технологии обработки информации об удаленных объектах — удалось обнаружить скрытые ранее от археологов региональные поселения майя. Трехмерная карта, воссозданная с помощью полученных данных, показала, что район северной Гватемалы представлял собой сеть густонаселенных городов, связанных общей инфраструктурой. — Ancient lowland Maya complexity as revealed by airborne laser scanning of northern Guatemala, Above and below the Maya forest.
• Молекулярка, рак. Даже успешная противораковая терапия не может гарантировать того, что болезнь не возникнет вновь — иногда спустя десятилетия. Причиной тому является распространение раковых клеток за пределы первичного очага опухоли. Такие «мигранты» могут долгое время находиться в состоянии покоя, а потом внезапно «просыпаться», запуская механизмы деления. Недавно ученым на модели воспаления легких удалось обнаружить, что причиной превращения спящих раковых клеток в агрессивные метастазы являются нейтрофильные внеклеточные ловушки (NET, neutrophil extracellular traps). NET способствует ремоделированию внеклеточного матрикса раковых клеток, что вызывает их активацию. Предотвратить этот процесс можно с помощью особого белка — ламинина-111. — Neutrophil extracellular traps produced during inflammation awaken dormant cancer cells in mice.
• Физиология, регенерация. При ампутации конечностей у аксолотля на месте травмы образуется бластема — переходная ткань. Ученым удалось изолировать отдельные клетки-предшественники бластемы. Оказалось, что гетерогенные клетки соединительной ткани способны возвращаться к относительно гомогенному состоянию предшественников, обеспечивая восстановление ткани благодаря своей мультипотентности. — Single-cell analysis uncovers convergence of cell identities during axolotl limb regeneration.