биомолекула.ру. Взгляд изнутри.
 

Логин:
Пароль:


SciNat за август 2015 #5: взаимозависимая сеть из бактерий, новые возможности SIM-микроскопии, вездесущие грибы-симбионты

[29 августа, 2015 г.]

В биологии давно прошли времена наблюдений и настали времена вычислений. Вот пример из Nature: выживание клеток внутри опухоли определяют математическим моделированием. Впрочем, картинки не совсем уж потеряли актуальность. Например, кадры и даже видео, полученные с помощью модификации метода SIM-микроскопии, показывают динамику белков в клетке в реальном времени (описаны в Science). Помимо цифр и видео: капризы лягушек, крылья тропических птиц, мутации самого длинного белка (Science); роль интегратора в транскрипции энхансерных РНК, изменчивая стуктура динамина, опасность гена C9orf72 для ядерного транспорта (Nature).

Nature #524 (7566) + онлайны: предсказание для опухолевой клетки, транспортный коллапс в ядре, переквалификация B-клеток


  • Структурка. Динамин — белок, участвующий в эндоцитозе. Он помогает затащить вещества внутрь клетки. Прежде чем отрезать от клеточной мембраны (или мембраны аппарата Гольджи) новообразованную везикулу, динамин плавает в цитоплазе в виде тетрамеров. Что заставляет тетрамеры приближаться к везикулам и отщеплять их от плазмалеммы, не известно. Распознавание кристаллической структуры динамина поможет ответить на этот вопрос. — Crystal structure of the dynamin tetramer.
  • Структурка, биохимия растений. Фитосульфокин (PSK) — гормон, влияющий на рост и развитие растений. Каким образом рецептор к PSK распознаёт нужное ему вещество и какой дальше разворачивается биохимический каскад, раньше не было понятно. Данные о структуре рецептора к фитосульфокину, PSKR, смогут внести ясность. — Allosteric receptor activation by the plant peptide hormone phytosulfokine.
  • Молекулярка. Интегратор — белковая структура, связанная с РНК-полимеразой II. Он управляет синтезом энхансерных РНК. Если интегратор активен, он отщипывает энхансерные РНК от РНК-полимеразы II, и транскрипция прекращается. Если интергатор неактивен, получившиеся eRNA так и остаются связанными с ферментом, и транскрипция продолжается. — Integrator mediates the biogenesis of enhancer RNAs.
  • Молекулярка. К гену C9orf72 поговорка «хорошего должно быть много» неприменима: лишние копии этого гена приводят к фронтотемпоральной деменции и боковому амиотрофическому склерозу. Как выяснилось, на клеточном уровне его избыточная экспрессия приводит к тому, что нарушается транпорт веществ внутри ядра. — The C9orf72 repeat expansion disrupts nucleocytoplasmic transport.
  • Иммунология. B-клетка может начать производить иммуноглобулины (Ig) другого, ранее не типичного для неё класса, если гены конкретного Ig перемешаются в определённом порядке, со строго заданной ориентацией. Обычно рассматривают вариант, когда часть генов Ig просто удаляется из набора. — Orientation-specific joining of AID-initiated DNA breaks promotes antibody class switching.
  • Исследования рака. До тех пор, пока опухоль не разрастается до внушительных размеров, клетки внутри неё имеют практически одни и те же мутации. Клетки с мутациями, не похожими на другие, появляются поздно. Если мутации помогают выжить (например, дают устойчивость к химиотерапии), такие клетки распространяются очень быстро, несмотря на то, что находятся в плотной и ограниченной со всех сторон структуре опухоли. Судя по математической модели, созданной британскими авторами, таким клеткам не обязательно двигаться далеко: всё решает распространение на малых расстояниях. Кстати, его динамику можно предсказать. — A spatial model predicts that dispersal and cell turnover limit intratumour heterogeneity.

Science #349 (6251) + онлайны: профориентация нейронов по липидам, взаимозависимая бактериальная сеть, ускоренный рост крыльев в тропиках


  • Структурка. В одном из недавних дайджестов мы рассказывали об исследовании кристаллической структуры ядерной поры в клетках животных, а теперь вышла статья о структуре ядерной поры у грибов. — Architecture of the fungal nuclear pore inner ring complex.
  • Биохимия, иммунология. Гемагглютинин — белок на поверхности вирусов гриппа. Он имеет «ствол» и «кроны». Если последние часто меняют свою структуру благодаря мутациям гена гемагглютинина, то «ствол» остаётся относительно неизменным. Это можно использовать для разработки универсальной вакцины против вирусов гриппа: нужно создать такое антитело, которое садилось бы только на «ствол» и распознавало бы его. Американские и голландские учёные создали подходящее антитело, и пока оно проявило себя в обнаружении вирусов гриппа очень хорошо — по крайней мере, если говорить про подтип А. Похожие результаты независимо от них получил другой исследовательский коллектив, его статья вышла в Nature Medicine. — A stable trimeric influenza hemagglutinin stem as a broadly protective immunogen, Nature Medicine: Hemagglutinin-stem nanoparticles generate heterosubtypic influenza protection, биомолекула: Универсальная вакцина от гриппа — мечты и реальность.
  • Синтетическая биология. Одна из проблем синтетической биологии — конструирование живых сетей из микроорганизмов, которые будут слаженно выполнять определённые задачи. Сеть, которая описывается в статье, состоит из двух штаммов бактерий E. coli. Один штамм выделяет вещество 1, снижающее экспрессию определённого гена у другого штамма. Этот ген, в свою очередь, кодирует вещество 2, угнетающее экспрессию гена вещества 1. Получаются этакие популяционные волны по типу «хищник-жертва», только хищник и жертва — это ген вещества 1 и ген вещества 2. Слаженная работа — собственно, чего и добивались. Впереди синтетические «ткани» из разных типов клеток. — Emergent genetic oscillations in a synthetic microbial consortium, Synthetic communities, the sum of parts.
  • Медицина. Не все заболевания сердца — результат неправильного питания и малоподвижного образа жизни. Некоторые нарушения в работе сердца вызваны мутациями в генах, таких как ген титина — белка, входящего в состав саркомеров. Если титин не работает как надо, мышечная ткань сердца не способна адекватно сократиться в ответ на стимуляцию. Титин — самый крупный белок (а его полное наименование — самое длинное в мире слово), и состоит он из нескольких функциональных частей. Исследователи выяснили, почему вызванные мутациями гена титина изменения в структуре одних его частей сильнее сказываются на работе сердца, чем другие. — Titin mutations in iPS cells define sarcomere insufficiency as a cause of dilated cardiomyopathy.
  • Молекулярка, генетика. Без правильных конъюгации и кроссинговера нет нормального мейоза. Чтобы участок ДНК конъюгировал только с себе подобным, фермент рекомбиназа сверяет строение двух цепей ДНК триплетами — то есть по три нуклеотида за раз. Рекомбиназы участвуют и в митозе, но только специальная рекомбиназа для мейоза, Dmc1, допускает, чтобы триплет одной цепи не полностью соответствовал триплету другой цепи. Dmc1, как и мейоз в классическом смысле, есть только у эукариот. — Base triplet stepping by the Rad51/RecA family of recombinases.
  • Клеточная биология. SIM-микроскопия (микроскопия структурированного освещения) позволяет отслеживать динамику белков в живой клетке. Это уже впечатляет, хотя есть отдельные тонкости методики, за счёт которых её разрешение и производительность можно дополнительно улучшить. — Extended-resolution structured illumination imaging of endocytic and cytoskeletal dynamics; биомолекула: Лучше один раз увидеть, или микроскопия сверхвысокого разрешения, По ту сторону дифракционного барьера: Нобелевская премия по химии 2014.
  • Нейробиология, биология развития. В спинном мозге есть отдельные пути, по которым передаются болевые сигналы, и отдельные пути для передачи сигналов от мышц (проприорецепция). У самих сигналов, а также у проводящих их нейронов довольно много общего. Тем не менее, в процессе эмбрионального развития аксоны одних клеток выбирают болевой путь, а аксоны других отделяются и растут «по проприоцептивному пути». Определиться с выбором им помогает окружающая нейроглия, выделяя глицерофосфолипиды. Аксоны «болевых» нейронов это вещество избегают и в результате растут своим, отдельным путём. — Glycerophospholipid regulation of modality-specific sensory axon guidance in the spinal cord.
  • Экология. За беспокойством о вырубке лесов можно забыть о том, что подземная жизнь деревьев ничуть не менее важна, чем сохранность их стволов. Корням помогают выжить грибы, они делятся с растениями минералами и защищают от некоторых вредных воздействий окр. среды. По каким-то причинам многие грибы, образующие микоризу, встречаются на всех континентах. Среди них нет эндемиков, хотя ясно, что никаких приспособлений к расселению у них нет. Это скорее плюс: значит, в случае чего конкретному растению грибы для образования микоризы можно привезти откуда угодно. — Global assessment of arbuscular mycorrhizal fungus diversity reveals very low endemism.
  • Экология, этология. Птенцы в гнезде — лёгкая добыча для хищников, потому что всегда понятно, где их искать. Чтобы выжить, желательно вырасти и покинуть гнездо как можно быстрее. Тем не менее, птенцы тропических видов остаются в гнезде дольше, чем птицы умеренных широт — и это при том, что в тропиках заметно больше хищников. В чём дело? Оказалось, у тропических птиц быстрее растут крылья, из-за чего у них раньше появляется возможность улизнуть от хищника. — Age-related mortality explains life history strategies of tropical and temperate songbirds.
  • Экология, этология. Если самке тунгарской лягушки показать двух самцов примерно одинаковой привлекательности, она выберет того, который чуть-чуть получше. Но если к этим двоим присовокупить третьего, явно хуже двух первых, самка выберет середнячка. Это проявление так называемого эффекта приманки. Кстати, самцы этих лягушек ведут себя рациональнее. — Irrationality in mate choice revealed by túngara frogs, элементы: Выбор брачного партнера у лягушек может быть иррациональным.
  • Воспроизводимость. Учёные попытались воспроизвести 100 исследований, вышедших трёх топовых журналах в области психологии в 2008 году. Повторить результаты оригинальных работ хотя бы на 95% получилось только в половине случаев. Хотя воспроизводимость оценивали только для психологический статей, подобная проблема может наблюдаться и в биологии, и во многих других областях науки. — Estimating the reproducibility of psychological science, Many psychology papers fail replication test, биомолекула: Мечты о воспроизводимости.

Автор: Ястребова Светлана.

Число просмотров: 195.

Вернуться в раздел «Новости»

Комментарии

(Оставить комментарий) (показывать сначала старые комментарии)

Яндекс.Метрика

© 2007–2015 «биомолекула.ру»
Электропочта: info@biomolecula.ru
О проекте · RSS · Сослаться на нас

Дизайн и программирование —
Batch2k15.

Сопровождение сайта — НТК «Биотекст».

Условия использования сайта
Об ошибках сообщайте вебмастеру.