Nature #597 (7875) + онлайны: древняя ящерица, накопление лекарств в кишечных бактериях и новое обезболивающее

• Синтетическая биология. Важнейшая способность живых клеток, отличающая их от неживых систем, — запасание энергии из внешней среды и использование ее для выкачивания и закачивания из клетки или в клетку определенных ионов и молекул. Авторы нового исследования сообщили, что им удалось создать микрокапсулы, которые могут концентрировать в себе ионы и молекулы и поддерживать их равновесие. Микрокапсулы не имеют ничего общего с живыми системами в плане состава и представляют собой полые коллоиды с единственной порой в оболочке, служащей аналогом клеточной мембраны. — Transmembrane transport in inorganic colloidal cell-mimics.
• Экология. Американские ученые на примере древесных растений, растущих по всей территории США, показали, что растения используют воду, находящуюся в коренной породе — и даже смогли привести нижнюю оценку вклада воды из коренной породы в общую совокупность воды, потребляемой растением и выделяемой через устьица. Авторы исследования отмечают, что полученные ими данные об использовании растениями воды из коренной породы указывают на необходимость пересмотра наших представлений о круговороте воды и углерода. — Widespread woody plant use of water stored in bedrock.
• Палеонтология. Ученые из Аргентины, США и Германии описали новый вид ископаемых рептилий — Taytalura alcoberi, живших в позднем триасе на территории Аргентины. По внешнему виду рептилия напоминала современных ящериц. Томография костей черепа этой рептилии позволила прояснить некоторые детали эволюции черепа лепидозавров (к этой группе, в частности, относятся современные змеи, ящерицы, а также гаттерия). Благодаря этой находке ученые смогли показать, что консервативная архитектура черепа представителей семейства клинозубых, к которому относится современная гаттерия, была плезиоморфной для всех лепидозавров. — A Triassic stem lepidosaur illuminates the origin of lizard-like reptiles.
• Иммунология, рак. Британские ученые придумали, как можно оценивать долю T-клеток в образцах опухолей, подвергнутых полноэкзомному секвенированию. Разработанный ими метод T cell exome TREC tool (T cell ExTRECT) основан на том, что T-клетки можно идентифицировать по кольцу, вырезаемому из гена, кодирующего α-цепь T-клеточного рецептора, в ходе V(D)J-рекомбинации. Ученые показали, что в случае аденокарциномы легких доля T-клеток, которых оценивают по указанному кольцу ДНК, может служить прогностическим фактором. Исследование с помощью T cell ExTRECT образцов различных опухолей показало, что степень инфильтрации T-клетками различных опухолей варьирует в широких пределах. — Using DNA sequencing data to quantify T cell fraction and therapy response.
• Фармакология. Ученые из Австралии разработали новый анальгетик, действующий на рецепторы аденозина типа A1. Низкомолекулярное вещество MIPS521 является положительным аллостерическим модулятором рецепторов A1R, а его обезболивающее действие обусловлено повышением уровня эндогенного аденозина. Это показали исследования на крысах с повреждениями спинного мозга, которые испытывали нейропатические боли. Авторы работы также получили структуру рецептора A1R, связанного с аденозином, MIPS и гетеротримером Gi2. — Positive allosteric mechanisms of adenosine A1 receptor-mediated analgesia, «Биомолекула»: «Молекулярная биология боли».
• Транскриптомика. Ученые создали пространственно-временную карту клеток человеческого кишечника, секвенировав РНК отдельных клеток кишечника, а также проанализировали рецепторы их антигенов. Авторы работы исследовали почти полмиллиона клеток из пяти анатомических областей развивающегося кишечника и 11 анатомических областей детского и взрослого кишечника. Ученые описали новый класс эпителиальных клеток, отличающихся на основе паттернов транскрипции. — Cells of the human intestinal tract mapped across space and time, «Биомолекула»: «Новые функции кишечной микрофлоры».
• Иммунитет растений. У растений ведущую роль в опознавании паттернов играют рецепторы, содержащие домены с лейциновыми доменами (LRR). Рецепторные киназы и простые белки-рецепторы LRR находятся на клеточной мембране и запускают иммунный ответ при распознавании микробных паттернов, а нуклеотид-связывающие белки LRR находятся внутри клеток и при распознавании патогенов также запускают иммунный ответ. Новое исследование показало, что эти пути защиты очень тесно связаны. При опознавании паттернов белком RLP23 из группы мембранных LRR для дальнейшей передачи сигнала необходимы димеры липазоподобных белков EDS1 и PAD4, а также белки-помощники LRR группы ADR1, причем все указанные сигнальные белки участвуют в передаче сигнала и от цитозольных LRR. — The EDS1–PAD4–ADR1 node mediates Arabidopsis pattern-triggered immunity.
• Иммунология. При терапии моноклональными антителами раковым клеткам зачастую удается по неизвестным пока механизмам уклоняться от фагоцитоза. Американские ученые разработали платформу для идентификации факторов, которые препятствуют опосредованному антителами фагоцитозу, основанную на нокауте с помощью CRISPR или оверекспрессии различных генов в нормальных и раковых клетках. Ученым удалось выявить у раковых клеток множество факторов, определяющих устойчивость к фагоцитозу, таких как плохо изученный фермент APMAP. Утрата APMAP опухолевыми клетками существенно повышает эффективность фагоцитоза при терапии моноклональными антителами, направленными против опухолевых антигенов. — Inter-cellular CRISPR screens reveal regulators of cancer cell phagocytosis, «Биомолекула»: «Терапевтические антитела».
• Микробиология. Кишечные бактерии могут накапливать многие лекарственные препараты, что не только изменяет их доступность и эффективность, но и влияет на физиологию самих бактериальных клеток. Авторы нового исследования провели скрининг взаимодействий между 15 структурно различными препаратами и 25 штаммами и видами бактерий — и выявили 29 ранее неизвестных примеров взаимодействия бактерий с низкомолекулярными препаратами, большая часть из которых сводилась к накоплению препаратов в бактериальных клетках. На примере антидепрессанта дулоксетина ученые продемонстрировали, что препараты, накапливающиеся в клетках бактерий, могут существенно менять спектр выделяемых ими соединений. — Bioaccumulation of therapeutic drugs by human gut bacteria.

Science #373 (6560) + онлайны: роль системы комплемента в нейровоспалении, нуклеаза транспозонов для редактирования генома и история COVID-19 в Африке

• Нейробиология. Риск развития зависимости от кокаина связан с индивидуальными особенностями серотониновой системы мозга. Авторы нового исследования описали синаптический механизм, по которому серотонин (5-HT) снижает вероятность привыкания к кокаину. Кокаин связывается с транспортерами серотонина и подавляет его обратный захват. Повышенный уровень внеклеточного серотонина приводит к активации рецепторов 5-HT1B, что на пресинаптическом уровне блокирует передачу сигнала от орбитофронтальной коры к дорсальному полосатому телу. Благодаря этому вероятность постсинаптической потенциации этих синапсов снижается, что уменьшает риск формирования кокаиновой зависимости. — Synaptic mechanism underlying serotonin modulation of transition to cocaine addiction, «Биомолекула»: «Привычки наркоманов: почему так трудно бросить кокаин?».
• Нейробиология, иммунология. Ученые показали, что при травматических повреждениях мозга важную роль в развитии воспаления нервной ткани и последующей нейродегенерации играет компонент системы комплемента C1q. Именно C1q отвечает за хроническое воспаление и вторичную утрату нейронов в кругу кора — таламус — кора. Из-за C1q после повреждения мозга могут развиваться нарушения сна и эпилептическая активность. — Complement factor C1q mediates sleep spindle loss and epileptic spikes after mild brain injury.
• Структурка. Образование малой рибосомной субъединицы происходит в ядрышке через промежуточную структуру, известную как процессома малой субъединицы (SSU). В состав процессомы малой субъединицы входит более 70 белков и малая ядрышковая РНК U3, которые обеспечивают укладку, модификации и перестройки рибосомных РНК, а также направляют на разрушение в экзосомах остатков прерибосомной РНК. Авторы нового исследования детально разобрались в созревании SSU-процессомы в ядрышке на структурном уровне с помощью криоэлектронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и функциональных исследований. — Nucleolar maturation of the human small subunit processome, «Биомолекула»: «Рибосома за работой», «Чего вы не знаете о рибосоме...».
• Клеточная биология. Новое исследование показало, что P-гранулы нематоды Caenorhabditis elegans по своей химической природе представляют собой эмульсию, в которой капли жидкости стабилизируются твердыми частицами. Сборка P-гранул в клетках находится под контролем белка MEG-3, который имеет неупорядоченную структуру и формирует кластеры с низким поверхностным натяжением. При поляризации зиготы MEG-3 привлекает в состав кластеров киназу MBK-2, которая в дальнейшем регулирует сборку эмульсии P-гранулы. — Regulation of biomolecular condensates by interfacial protein clusters, «Биомолекула»: «Модельные организмы: нематода».
• COVID-19. Большая международная группа исследователей опубликовала результаты исследования геномной эпидемиологии SARS-CoV-2 в Африке. Ученые проанализировали 8746 вирусных геномов из 33 африканских стран и двух заморских территорий. Они показали, что в большинстве стран эпидемия начиналась после завоза вируса из Европы, который прекратился после принятия ограничительных мер. В дальнейшем происходило распространение вируса между африканскими странами, при котором периодически возникали новые варианты, такие как B.1.351, B.1.525, A.23.1 и C.1.1. — A year of genomic surveillance reveals how the SARS-CoV-2 pandemic unfolded in Africa, «Биомолекула»: SARS-CoV-2.
• Молекулярка. Известно, что нуклеаза Cas9 произошла от нуклеаз семейства IscB, которые кодируются транспозонами IS200/IS605, однако функции IscB и их способность связывать РНК оставались неизученными несколько лет. В новой работе ученые смогли восстановить эволюционный путь системы CRISPR-Cas9 от транспозонов IS200/IS605. Более того, авторы исследования показали, что IscB может связывать одну некодирующую РНК, которая привлекает ее к двуцепочечной ДНК-мишени, и IscB может быть использована для редактирования генома в клетках человека. — The widespread IS200/605 transposon family encodes diverse programmable RNA-guided endonucleases, «Биомолекула»: «Просто о сложном: CRISPR/​Cas».