Nature #573 (7775) + онлайны: воспроизведение ранних стадий развития печени, полезный химерный цитокин и восстановление экосистем Земли после столкновения с астероидом Чиксулуб

• Молекулярка. Toll-подобные рецепторы (TLR) распознают чужеродную ДНК и РНК. Не реагировать на собственные нуклеиновые кислоты очень важно для этих рецепторов, чтобы не спровоцировать аутоиммунную реакцию. Один из механизмов специфичности TLR — это их способность активации в определенных компартментах. Например, рецептор TLR9 способен активироваться, только если находится в эндосоме. Такой эффект достигается благодаря шаперону UNC93B1, который переносит TLR9 в эндосому. Только там TLR9 способен высвободиться из шаперона, и только вне связи с шапероном он способен распознать лиганд. — Release from UNC93B1 reinforces the compartmentalized activation of select TLRs.
• Молекулярка. Интересно, что для другого рецептора из группы Toll-подобных рецепторов — TLR7 — шаперон UNC93B1 использует еще один механизм регуляции активности. UNC93B1 привлекает к себе белок syntenin-1, участвующий в биогенезе экзосом. Syntenin-1 направляет TLR7 во внутрилюменальные везикулы мультивезикулярных телец, где он перестает активироваться. — UNC93B1 recruits syntenin-1 to dampen TLR7 signalling and prevent autoimmunity.
• Структурка. Гены гелиородопсина недавно нашли у многих бактерий, архей и водорослей. Последовательность этого белка лишь на 15% совпадала с родопсинами типа 1 и 2, так что было не совсем понятно, чего ждать от его структуры. Новая работа показала, что структура гелиородопсина в целом сходна со структурой бактериородопсина. Гидрофобный карман, поддерживающий структуру ретиналя, в гелиородосине оказался сходным с родопсинами типа 1, хотя многие аминокислотные остатки между ними различались. — Crystal structure of heliorhodopsin.
• Биоинженерия. Цитокины IL-6 и CNTF помогают бороться с диабетом 2-го типа, но у них есть побочные эффекты — первый вызывает воспаление, а второй иммуногенен. Однако гибрид этих двух цитокинов с добавлением Fc-домена иммуноглобулина G хорошо показал себя в лечении диабета 2-го типа у мышей, и на человеческих клетках не проявлял недостатков своих предшественников-цитокинов. — Treatment of type 2 diabetes with the designer cytokine IC7Fc.
• Биоинженерия. Из плюрипотентных стволовых клеток человека удалось вырастить органоиды, воспроизводящие ранние стадии развития печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. Для этого ученые сначала вырастили из плюрипотентных клеток сфероиды, воспроизводящие свойства эмбриональных передней и задней кишки. На границе этих сфероидов с помощью ретиноевой кислоты можно было стимулировать развитие зачатков печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. — Modelling human hepato-biliary-pancreatic organogenesis from the foregut—midgut boundary.
• Экология. 66 миллионов лет назад на земле произошло массовое вымирание, спровоцированное падением астероида. На всех трофических уровнях вымерло так много живых существ, что нарушился круговорот углерода — в основном, за счет ухудшения обмена углерода между поверхностными и глубокими водами океана. Исследовав состояние наннопланктона за 13 миллионов лет после катастрофы, ученые узнали подробности восстановления биоразнообразия. Как оказалось, первые 1.8 миллионов лет состав видов был очень волатильным, и только после этого периода начала прослеживаться относительная стабильность. Интересно, что в это же время — спустя 1.8 миллиона лет после столкновения с астероидом — появились признаки восстановления углеродного цикла. При этом в этот момент предположительного восстановления экосистемы разнообразие видов все еще оставалось существенно меньшим, чем до катастрофы. — Diversity decoupled from ecosystem function and resilience during mass extinction recovery.
• Иммунология. Каждая B-клетка синтезирует лишь один тип B-клеточных рецепторов, а совокупность этих рецепторов у всех B-клеток называется репертуаром. Ученые описали репертуары B-клеточных рецепторов для шести болезней, связанных с нарушениями работы иммунной системы, а также изменения в этих репертуарах, происходящие при разных видах лечения. В частности, после применения ритуксимаба и микофенолята мофетила сохранившиеся B-клетки отличались по степени клональной экспансии и частоте переключения изотипа. — Analysis of the B cell receptor repertoire in six immune-mediated diseases.
• Экология. Достаточно много людей хотя и не страдают от голода, но получают недостаточно некоторых микроэлементов, чтобы оставаться здоровыми. Авторы нового исследования рассмотрели рыбу как потенциальный источник решения проблем с питательными микроэлементами. Изучив содержание 7 микроэлементов в 350 видах морских рыб, ученые нашли много интересных закономерностей. Как оказалось, рыба из тропических регионов особенно богата кальцием, железом и цинком, а рыба из холодных вод — омега-3 жирными кислотами. — Harnessing global fisheries to tackle micronutrient deficiencies.
• Молекулярка, вирусология. Вирус Чикунгунья передается людям через укусы комаров и вызывает боли в мышцах и суставах. До сих пор не было известно, с какими компонентами человеческих клеток взаимодействует вирус Чикунгунья, а это было бы очень полезно узнать для разработки лекарств против него. В новой работе показано, что для патогенеза вируса необходим человеческий белок FHL. Подавление экспрессии FHL1 блокировало заражение клеток разными разными штаммами вируса, а стимуляция экспрессии, наоборот, позволяла заразить те клетки, где инфекция обычно не развивается. FHL1 взаимодействет с гипервариабельным доменом вирусного белка nsP3, и необходим для репликации РНК вируса. В норме FHL1 встречается в особенно больших количествах в мышцах. — FHL1 is a major host factor for chikungunya virus infection.

Science #365 (6460) + онлайны: генетический компонент рассеянного склероза, микробы, манипулирующие суточными ритмами и спецвыпуск о влиянии генотипа на фенотип

• Генетика. Спецвыпуск Science посвящен влиянию генотипа на фенотип. Статьи спецвыпуска расскажут о механизмах влияния генотипа на фенотип, о фенотипах на клеточном уровне и генетических отличиях единичных клеток, которые их обусловливают, а также о влиянии микробов и их генов на фенотип хозяина. — The manifestation of the genome, Deconstructing the sources of genotype-phenotype associations in humans, Mapping human cell phenotypes to genotypes with single-cell genomics, Microbiomes as sources of emergent host phenotypes, Translational genomics and precision medicine: Moving from the lab to the clinic.
• Клеточная биология, микробиология. Метаболизм животного меняется в зависимости от стадии его суточного цикла активности. Неудивительно, что микробиота кишечника тоже подстраивается под эти суточные колебания, но, что интереснее, микробиота может и сама влиять на суточные ритмы пищеварения хозяина. Так, новое исследование показало, что микрофлора кишечника индуцирует периодические изменения экспрессии гистон деацетилазы 3 (HDAC3) в эпителии тонкой кишки. Из-за этого в клетках ритмически меняется активность многих генов, связанных с транспортом питательных веществ и метаболизмом липидов. У мышей без микробиоты такой периодической смены активности генов в эпителии толстой кишки не наблюдалось, и это может быть одной из причин, почему у них развивается ожирение. — Microbes help to track time, The intestinal microbiota programs diurnal rhythms in host metabolism through histone deacetylase 3. биомолекула: Микробиом кишечника: мир внутри нас, Почему так сложно похудеть, или Влияние кишечной микробиоты на метаболизм, Новые функции кишечной микрофлоры.
• Генетика. Плодовая мушка Ceratitis capitata и некоторые ее родственники, представители семейства Tephritidae — опасные вредители фруктов. С ними борются с помощью распространения в природе стерильных самцов, но этот метод мог бы стать намного эффективнее, если бы ученые научились менять пол мушек. В новой статье авторы нашли фактор, определяющий пол Ceratitis capitata — им оказался единственный ген Y-хромосомы, получивший название Maleness-on-the-Y (MoY). Полом мушек оказалось просто манипулировать — если отключить или сломать ген MoY у самцов, они становятся самками. И наоборот — если гиперскспрессировать MoY в эмбрионах самок, из них разовьются самцы. — A factor to control Medfly sex, Maleness-on-the-Y (MoY) orchestrates male sex determination in major agricultural fruit fly pests. биомолекула: Половых хромосом много не бывает, Тайна зеленой черепахи: высокая температура делает черепах самками, Могут ли условия жизни птиц влиять на пол потомства?
• Генетика. Рассеянный склероз — болезнь с выраженным генетическим компонентом. Исследование 47000 пациентов с этой болезнью и 68000 контролей выявило 232 аутосомных варианта и один вариант на X-хромосоме (впервые), связанные с развитием рассеянного склероза. Данные экспрессии генов показали, что эти варианты в основном встречались в иммунных клетках, в том числе, в микроглии. — Unraveling susceptibility to multiple sclerosis, Multiple sclerosis genomic map implicates peripheral immune cells and microglia in susceptibility. биомолекула: Рассеянный склероз: иммунная система против мозга.
• Генетика. В новом исследовании транскриптомов единичных клеток были рассмотрены иммунные клетки почек. Авторы изучили и фетальные, и взрослые почки, и узнали, как активность генов и пространственное расположение иммунных клеток почек меняются с развитием инфекции. — Spatiotemporal immune zonation of the human kidney.
• Генетика. Нарушения на хромосомном уровне в ооцитах, как оказалось, чаще встречаются не только у женщин старше 35 лет, но и у совсем молодых девушек. Общая частота анеуплоидий, таким образом, формирует U-образную кривую в зависимости от возраста женщины. При этом конкретные типы нарушений, а также подверженные им хромосомы у тинейджеров и женщин различаются. — Chromosome errors in human eggs shape natural fertility over reproductive life span.
• Методика. Американские ученые работают над действительно оригинальной методикой визуализации биологических процессов в реальном времени — с помощью ультразвука. Ультразвук хорош тем, что легко проникает сквозь ткани, но не очень хорош тем, что нужно найти репортеры, которые могли бы на него реагировать. Недавно такие репортеры все же нашлись — как оказалось, белковые комплексы некоторых бактерий, обеспечивающие их плавучесть благодаря воздушным пустотам внутри, отражают звуковые волны, когда находятся в жидкой среде. Модифицировав бактериальные гены этих белков, исследователи создали репортерные конструкции для клеток млекопитающих, и даже протестировали их для визуализации мышиных опухолевых ксенографтов. — Ultrasound imaging of gene expression in mammalian cells.
• Экология. Когда экосистема фрагментируется, в ее сохранившихся участках снижается биоразнообразие. Снижение числа видов, однако, получается не таким значительным, если между фрагментами экосистемы остаются коридоры. Американские ученые количественно оценили этот эффект после 18 лет наблюдений за саваннами. Коридоры между участками саванны снижали вероятность вымирания для вида растения на 2% в год, и повышали вероятность колонизации фрагмента на 5% в год. Всего за годы наблюдения на соединенных участках сохранилось на 14% больше видов, чем на не соединенных. — Ongoing accumulation of plant diversity through habitat connectivity in an 18-year experiment.