Nature от 18 февраля 2015 г.: Эпигеномика, травмы кроветворных клеток и жадный свин

• Иммунология. Солдаты, которым не с кем воевать, идут против собственной страны. По крайней мере, так происходит в организме, когда иммуноглобулины Е, вместо того, чтобы атаковать кого-то опасного, бомбят своих, и мы чихаем, кашляем, лихорадим — словом, страдаем от аллергии. Мощное исследование столько рассказывает нам об эпигенетике IgE, что просто ваще. — An epigenome-wide association study of total serum immunoglobulin E concentration.
• Молекулярная биология. Всю нашу жизнь ряды клеток крови пополняются за счет «новобранцев» из числа кроветворных (гематопоэтических) клеток. Однако с течением времени в ДНК этих клеток накапливаются «поломки», которые приводят как к «нормальному» старению, так и к таким болезням, как анемия Фанкони. Исследователи обнаружили, что повреждение ДНК может являться прямым следствием «побудки» кроветворных клеток и их активации, вызываемой различными стрессами. В случае анемии Фанкони, когда нарушена репарация ДНК, такие события могут привести к быстрому выходу всей кроветворной системы из строя. — Exit from dormancy provokes DNA-damage-induced attrition in haematopoietic stem cells.
  биомолекула: «ДНК стволовых клеток крови повреждается при выходе из состояния покоя»
• Структурка, иммунология. V(D)J-рекомбинация — это чуть ли не самая безбашенная и остроумная вещь во всем иммунной системе (которая вся такая безбашенная и остроумная). И вот вам подробный портрет главного действующего лица. — Crystal structure of the V(D)J recombinase RAG1—RAG2.
• Микробиология. Просто не верится, что еще десять лет назад мы ничего не знали про криспы. Как же мы жили? В общем, сейчас выяснились некоторые подробности жизни крисп-ассоциированных белков CAS. Во-первых, CAS1 и 2 (это которые режут вирусную ДНК, чтобы вставить ее в качестве спейсеров) работают как транспозазы и интегразы. Во-вторых, стали понятней глубокие и трудные отношения между Cas9 и PAM-мотифом. Это так много значит для нас. — Cas9 specifies functional viral targets during CRISPR—Cas adaptation, Integrase-mediated spacer acquisition during CRISPR—Cas adaptive immunity, How bacteria get spacers from invaders.
• ВИЧ и СПИД. Очередная надежда на вакцину от СПИДа. Исследователи использовали аденоассоциированный вирус для длительной экспрессии в организме обезьян антител, связывающихся с оболочкой ВИЧа, в результате чего слияния вируса с лимфоцитами не происходило, и инфекция попадала в тупик. Вот она, генная терапия! — AAV-expressed eCD4-Ig provides durable protection from multiple SHIV challenges, Tied down by its own receptor.
  биомолекула: «Своими руками: человек против ВИЧ»
• Нейробиология. Нет, сами мы не пробовали. Да, это все со слов тех, других. В общем, теперь, наконец-то, понятно, почему людей пробивает на хавчик по накурке. — Hypothalamic POMC neurons promote cannabinoid-induced feeding, A cellular basis for the munchies.
  биомолекула: «Пробило на хавчик»
• Эпигеномика. Друзья мои хотя мы можем обходиться без знаков препинания и форматирования но иногда то и другое просто необходимо например во фразах казнить нельзя помиловать закрыть нельзя санировать обняться нельзя расстаться знаки препинания определяют все. Примерно так же работает и эпигенетика — она не меняет геном, но меняет правила его чтения: подчеркивает одни области, зачеркивает другие, ставит условия в третьих — и в результате, хотя геном почти во всех клетках организма идентичен, разное прочтение его в разных клетках дает совершенно разные результаты. Огромные толпы ученых систематизируют наши знания об эпигенетике; вот вышли статьи эпигенетического консорциума, описывающие достигнутые рубежи. Исследовался эпигеном зрелых и стволовых клеток, здоровых и больных, из разных тканей. Всего было исследовано 111 референсных геномов. Теперь мы будем копаться в этом долго, охать, ахать и понимать. — Beyond the genome, Roadmap for regulation, Integrative analysis of 111 reference human epigenomes, Chromatin architecture reorganization during stem cell differentiation, Genetic and epigenetic fine mapping of causal autoimmune disease variants, Transcription factor binding dynamics during human ES cell differentiation, Integrative analysis of haplotype-resolved epigenomes across human tissues, Dissecting neural differentiation regulatory networks through epigenetic footprinting, Cell-of-origin chromatin organization shapes the mutational landscape of cancer, Conserved epigenomic signals in mice and humans reveal immune basis of Alzheimer’s disease.
• Половая жизнь. Он+она=?.. Приехали. Оказывается, на строгом разделении на два пола можно совсем уже ставить крест. Выяснилось, что бывают люди, которых иначе, чем противным словом химеры, и не назовешь. И разные клетки их, при этом, обладают разными хромосомными наборами из-за слияния близнецовых эмбрионов в утробе матери. Куда ж мы катимся, люди добрые? — Sex redefined (материал News Feature).
  биомолекула: «Мальчики налево, девочки направо... А остальные?»
• Медицина. Детский церебральный паралич (ДЦП) всю дорогу считался не наследственным заболеванием, а следствием родовой травмы. Но вот дело дошло до секвенирования геномов, в котором приняло участие 183 человека с этим заболеванием, для части из которых ДНК «прочитали» также и у их родителей (одного или обоих). В статье, опубликованной в журнале Mol. Phychiatry, показано, что ДЦП имеет сложную наследственную природу. — Whole-exome sequencing points to considerable genetic heterogeneity of cerebral palsy.

Science #347(6224): Угар кожи, рост видов, голубые сиалии и «омики»

• Молекулярная медицина. Оказывается существует гипотеза молекулярных модулей заболеваний (или болезненных модулей?), согласно которой молекулы-виновники заболевания должны располагаться неподалеку на карте белок-белковых взаимодействий. Но, к сожалению, такая карта (или интерактом) все еще содержит слишком много белых пятен. В этой статье применяют математический подход, описывающий потенциальную возможность выявления таких модулей в условиях неполных данных, а также возможность выявлять связанные болезни. — Uncovering disease-disease relationships through the incomplete interactome.
  биомолекула: «По карте интерактома можно найти неожиданные связи между болезнями»
• Рак, загар. Рак кожи — одна из наиболее частых форм злокачественных опухолей. В его основе лежит повреждение ДНК, называемое циклобутановыми пиримидиновыми димерами, образующимися под действием ультрафиолетового света. Но вот оказалось, что изрядная часть этих повреждений возникает уже после облучения, причем в результате взаимодействия с «разогретым» меланином — веществом, которое, по идее, должно защищать кожу от рака. Пичаль. — Chemiexcitation of melanin derivatives induces DNA photoproducts long after UV exposure, The dark side of sunlight and melanoma.
• Эволюция. Посмотрим правде в глаза: мы растем. Наша задокументированная история началась с микроскопических прокариот — а сейчас что? Крупные многоклеточные организмы, среди которых даже киты встречаются. Даже больше скажу — всякий отдельный вид очень-очень увеличивается в размерах за время своего эволюционного пути. Эта закономерность называется правилом Коупа, а теперь вот эмпирически доказана на более 17000 видов морских животных. — Cope’s rule in the evolution of marine animals.
  биомолекула: «Морские животные в ходе эволюции становятся крупнее»
• Молекулярная биология, рак. Гливек (aka иматиниб) жестко вырубает Abl-киназу (и тем лечит некоторые виды рака), но едва трогает близкую родственницу Abl — Src (тоже не последнюю скрипку в онкогенезе). Ребята из университета Говарда Хьюза взглянули на все с эволюционной точки зрения и выяснили, какой был общий предок у этих двух киназ, как они разошлись на две ветви и как так получилось, что одну из них Гливек долбает, а вторую — только нежно гладит. — Using ancient protein kinases to unravel a modern cancer drug’s mechanism.
  биомолекула: «Изучение эволюции белков уточнило механизм действия противоопухолевого лекарства иматиниб»
• Структурка. Поглядите воочию на взаимодействующие области Notch и DLL-4, чье соприкосновение решает судьбу клетки. — Structural basis for Notch1 engagement of Delta-like 4.
• Метаболизм. Безумная история с бета-клетками поджелудочной железы, которые при голодании делают такое!.. — Insulin secretory granules control autophagy in pancreatic β cells.
  биомолекула: «Как проинсулиновые гранулы могут спасти клетки от голода»
• Этология, физиология животных. Если вы самец западной сиалии и вас обуревает тяга к освоению новых мест, то это наверно потому, что ваша мама долго конкурировала с другими сиалиями за место для гнезда, куда собиралась вас отложить, и это повысило в вас уровень андрогенов. — Cycles of species replacement emerge from locally induced maternal effects on offspring behavior in a passerine bird.
  биомолекула: «Если птицы испытывают дефицит мест для гнездования, их птенцы более агрессивны»
• Омики. Мощное экзомное исследование амиотрофичного латерального склероза выявляет рисковые гены и кривые метаболические пути, которые приводят к. — Exome sequencing in amyotrophic lateral sclerosis identifies risk genes and pathways.
• Нейробиология. А вот тоже омичный подход — выявление разных типов нейронов с помощью не чего-нибудь скучного и устарелого, а RNA-seq. Ну а что, если есть, надо пользоваться. — Cell types in the mouse cortex and hippocampus revealed by single-cell RNA-seq.

Этот выпуск дайджеста написан совместно с Антоном Чугуновым.