Nature #538 (7623) + онлайны: предел жизни человека, скорость мутирования генов в разных тканях, новый механизм движения бактерий

• Нейробиология. В Nature вышел обзор о нейронных контурах, контролирующих сон. В последние годы благодаря новым методам исследования единичных нейронов ученые узнали об этих контурах много подробностей. — Circuit-based interrogation of sleep control.
• Генетика. Люди населяли острова в юго-западной части Тихого океана еще три тысячи лет назад. Исследование трех древних геномов показало, что предки этих людей приплыли не из близко расположенной Папуа-Новой Гвинеи, а с материка — восточной Азии. — Genomic insights into the peopling of the Southwest Pacific.
• Нейробиология. Известно, что никотин подавляет аппетит, и что он действует на рецепторы ацетилхолина. Поэтому ученые давно предполагали, что ацетилхолин участвует в формировании чувства голода. И действительно в новой работе описываются нейронные пути в переднем мозге мыши, которые передают сигнал через ацетилхолин, и влияют на то, сколько еды употребляет животное и сколько оно весит. — A cholinergic basal forebrain feeding circuit modulates appetite suppression.
• Структурка. Никотиновые ацетилхолиновые рецепторы обычно состоят из двух типов субъединиц — α и β. До сих пор были получены только структуры человеческих рецепторов, состоящих из субъединиц одного типа, а в новой статье описывается структура рецептора из четырех α-субъединиц и двух β. — X-ray structure of the human α4β2 nicotinic receptor.
• Рак, клеточная биология. В клетках разных тканей рак возникает с разной частотой, и можно предположить, что так происходит из-за разных частот образования новых мутаций. Ученые сравнили геномы клеток тонкого и толстого кишечника, а также печени у доноров возрастом от 3 до 87 лет. Выяснилось, что мутации в этих тканях, различающихся по частоте развития рака, накапливаются с одинаковой частотой — примерно 40 в год. Интересно, что типы мутаций в клетках разных тканей различались — в тонком и тонком кишечнике чаще, чем в печени встречались мутаций, вызванные спонтанным дезаминированием метилированного цитозина. — Tissue-specific mutation accumulation in human adult stem cells during life.
• Структурки. Структурки кальциевых каналов TRIC-A и TRIC-B нематод Caenorhabditis elegans. Эти каналы важны для регуляции уровня кальция в цитоплазме клеток, и у людей при нарушении их работы развиваются болезни сердца и повышенное давление. — Pore architecture of TRIC channels and insights into their gating mechanism.
• Микробиология, молекулярка. Некоторые палочковидные бактерии, несмотря на отсутствие жгутиков и пилей, умеют скользить по разным поверхностям. У одной из таких бактерий Myxococcus xanthus, ученые обнаружили белковый комплекс Agl—Glt, включающий в себя молекулярный мотор. Моторный комплекс скользит по спирали на мембране клетки, пока не попадет в специальный сайт FA, где он может закрепиться и начать вращать всю бактерию. — The mechanism of force transmission at bacterial focal adhesion complexes.
• Генетика. Благодаря секвенированию единичных молекул ДНК в реальном времени корейским исследователям удалось получить очень качественную сборку диплоидного генома человека (тоже корейца). — De novo assembly and phasing of a Korean human genome.
• Генетика. У первых тетрапод пальцев было больше пяти, и до сих пор не совсем понятно, как наземные позвоночные массово пришли к пяти пальцам. Известно, что число пальцев определяется работой генов Hox, но оказывается, чтобы пальцев стало ровно пять, нужен активный Hoxa13 в сочетании с неактивным Hoxa11. Этот режим работы генов обеспечивает особый энхансер, которого нет у рыб. — Evolution of Hoxa11 regulation in vertebrates is linked to the pentadactyl state.
• Клеточная биология. Шапероны помогают белкам правильно сворачиваться и поддерживают жизнеспособность клетки. Интересно, что особенно активно эти белки работают в раковых клетках, потому что там для них часто появляется больше работы. При этом шапероны помогают раковым клеткам выживать. Повышенная активность шаперонов видна, в том числе, по образованию высокомолекулярных комплексов из этих белков, и по появлению таких комплексов можно предсказывать, что в клетке начали происходить злокачественные преобразования. — Cancer: A shocking protein complex, The epichaperome is an integrated chaperome network that facilitates tumour survival.
• Генетика. Геном делится на относительно независимые домены, в пределах которых могут действовать энхансеры и другие регуляторные элементы. Новая работа демонстрирует, что эффект от дупликации части генома зависит от того, изменились ли границы хроматиновых доменов. — Formation of new chromatin domains determines pathogenicity of genomic duplications.
• Демография. За последние двести лет ожидаемая продолжительность жизни человека резко выросла. Тем не менее, проанализировав демографические данные, американские ученые нашли сильные аргументы в пользу существования максимальной продолжительности жизни человека. Во-первых, после 100 лет увеличение выживаемости все еще слабое. Во-вторых, с 1990-х годов возраст, в котором умер старейший человек, не вырос. — Ageing: Measuring our narrow strip of life, Evidence for a limit to human lifespan.

Science #354 (6308) + онлайны: путешествия младенческих нейронов, влияние среды на гены, представления обезьян о других

• Генетика. Спецвыпуск Science состоит из четырех обзоров о влиянии среды на гены и эпигенетическую наследственность. Одна из статей рассказывает о недавних адаптациях человека. — Going global by adapting local: A review of recent human adaptation, Transgenerational inheritance: Models and mechanisms of non—DNA sequence—based inheritance, Writ large: Genomic dissection of the effect of cellular environment on immune response, Exposing the exposures responsible for type 2 diabetes and obesity.
• Науки о материалах. Ученым из Китая и Германии удалось получить в лаборатории искусственный перламутр. Для этого они сначала синтезировали трехмерный органический матрикс из хитозана, а потом запустили на нем преципитацию нанокристаллов арагонита. — Growing a synthetic mollusk shell, Synthetic nacre by predesigned matrix-directed mineralization.
• Молекулярка. Сразу несколько типов клеточного самоубийства начинаются с разрушения ДНК, и как показали американские ученые, для этого необходима нуклеаза MIF. MIF связывается с одноцепочечной ДНК и расщепляет ее. Если подавить активность этого фермента, можно предотвратить самоубийство клеток. — The MIFstep in parthanatos, A nuclease that mediates cell death induced by DNA damage and poly(ADP-ribose) polymerase-1.
• Нейробиология. Человеческий мозг сложно устроен, и формируется он причудливым образом. Например, вскоре после рождения в коре мозга человека должны образоваться новые ингибиторные контуры. Но они, конечно, должны сформироваться не из тех клеток, что там уже есть, а из вставочных нейронов, которые приползли из других отделов мозга. — Human brains teach us a surprising lesson, Extensive migration of young neurons into the infant human frontal lobe.
• Поведение животных. Не только люди приписывают другим определенные представления о мире. Обезьяны трех видов наблюдали за тем, как человек оставляет где-то вещь, а затем эту вещь перекладывают. При этом обезьяны ожидали, что у человека сложится неправильное представление о том, где находится вещь, и что он будет искать ее там, где оставил. — Apes know what others believe, Great apes anticipate that other individuals will act according to false beliefs.
• Биоинженерия. Заменив гем в цитохроме P450 на атом иридия в составе порфирина, и подвергнув ген фермента искусственной эволюции, ученые получили фермент, способный катализировать реакцию, которую раньше катализировали только синтетическими веществами. — An artificial metalloenzyme with the kinetics of native enzymes.
• Структурка. Структурка фермента, фиксирующего и восстанавливающего CO₂ у метаногенов Methanothermobacter wolfeii. — The methanogenic CO₂ reducing-and-fixing enzyme is bifunctional and contains 46 [4Fe-4S] clusters.
• Молекулярка. С помощью CRISPR и упорства американские ученые обследовали миллион нуклеотидов вблизи от генов MYC и GATA1, в надежде найти новые регуляторные элементы. Удалось найти 9 энхансеров, 7 из которых регулируют работу MYC. Этот ген особенно интересен исследователям, поскольку влияет на размножение клеток и развитие рака. — Systematic mapping of functional enhancer-promoter connections with CRISPR interference.