Многие считают, что хронические болезни не опасны, если протекают бессимптомно. Многолетние наблюдения за популяцией дроздовидных камышовок, в которой некоторые птицы были заражены малярией, выявили, что даже бессимптомное носительство имеет очень неприятные последствия. Птицы с хронической инфекцией жили меньше, чем незараженные особи, а также имели меньше птенцов. Кроме того, их теломеры укорачивались быстрее.

На этой неделе в Nature и Science много описаний новых методов. В основном это методы слежения за динамикой биологических молекул в живых клетках. В список таких молекул входят РНК, НАД+ и белки. Кроме того, есть пара интересных работ по нейробиологии и дизайну белковых частиц, а также лекарств.

На основе разработки российских ученых из группы надмолекулярных белковых структур Института белка РАН (Пущино) был создан и протестирован ёмкий анодный материал, полученный с использованием биологических полимерных структур — жгутиков архей. Жгутики архей с измененной генно-инженерным путем поверхностью были использованы в качестве матрицы для нанесения на нее наноразмерных частиц оксида железа. Такой материал с добавлением углеродных нанотрубок оказался в четыре раза более ёмким по сравнению с серийно используемым графитом в качестве анода литий-ионных аккумуляторов.

Нобелевский комитет вручил премию по химии за создание уникальных наночастиц — квантовых точек. В отличие от других материалов, их электрические, оптические и иные физические свойства меняются при увеличении размеров частиц. Для сравнения, вода в кристаллике льда любого размера не меняет цвет и температуру плавления. Это открытие важно с разных сторон. Оно фундаментально изменило химию, потому что ввело в использование новый класс материалов. Эти частицы расширили возможности для развития технологий, к примеру, цветных экранов QLED. Наконец, квантовые точки помогают биологам окрашивать нужные молекулы в живых клетках, а хирургам — находить опухоль во время операций. В статье мы сначала разберем особенности квантовых точек, а затем обсудим их применение в биологии и медицине.

Известная каждому биологу система CRISPR-Cas9, нашедшая широчайшее применение в области редактирования геномов, произошла от нуклеаз IscB, которые кодируют транспозоны группы IS200/IS605. Хотя этот факт был установлен довольно давно по меркам молекулярной биологии — в 2015 году — функции IscB так и остались неизученными. До недавнего времени было неизвестно даже, способны ли они разрезать ДНК-мишень при участии гидовой РНК подобно их потомкам — нуклеазам Cas9. Недавнее исследование американских ученых наконец позволило пролить свет не только на свойства IscB и других нуклеаз, кодируемых транспозонами, но и детально разобраться в их эволюции и происхождении Cas9.

Трудно указать конкретный момент появления оптогенетики. Петер Хегеманн предположил существование необычно быстрого светочувствительного канала, а его группа нашла гены соответствующих белков. Георг Нагель экспериментально показал, что эти белки действительно так и работают, и охарактеризовал быстрый катионный канал ChR2. Карл Дайссерот перенес ChR2 сначала в нейроны, а затем и в живой мозг, превратив это открытие в инструмент управления активностью нейронных популяций. Исследователи и раньше вмешивались в работу мозга с помощью электрической стимуляции, фармакологических воздействий и повреждения отдельных областей. Оптогенетика позволила делать это гораздо избирательнее и точнее во времени: изменять активность выбранных клеток в миллисекундном масштабе и наблюдать последствия для нервной системы и поведения, делая выводы о функции конкретных клеток и нейронных цепей. История метода сложилась из очень разных исследовательских траекторий. Дайссерот пришел к нему из психиатрии, Хегеманн около пятнадцати лет пытался понять, как одноклеточная водоросль реагирует на свет, а Нагель специализировался на мембранных белках и ионных токах. В итоге исследования, первоначально далекие от задачи управления мозгом, сошлись в этом удивительном методе современной нейронауки.