Nature #523 (7559) + онлайны: как вечно оставаться стволовой, как не перепутать хромосомы при мейозе, как сделать компьютер из живых мозгов

• Нейробиология, искусственный интеллект. Сотрудники лаборатории Мигеля Николелиса, совторившие экзоскелет для атлета с парализованными ногами, «передавшие мысли» с одного континента на другой и сделавшие много других выдающихся вещей в науках об искусственном интеллекте, превзошли самих себя. Да, это сработало: четыре мозга взрослых крыс соединили проводками в структуру под названием Brainet. Электрические сигналы нейронов коры одних животных послужили стимулами для нейронов соматосенсорной коры других животных. С помощью них удалось решить несколько вычислительных задач: обработать изображение, сохранить информацию о прикосновениях и даже предсказать погоду. — Building an organic computing device with multiple interconnected brains (опубликовано в журнале Scientific Reports).
• Биоразнообразие. Разнообразие видов птиц в тропических лесах может выиграть от вырубки последних. Надо только знать, что и как вырубать. — Biodiversity: Hidden impacts of logging.
• Физиология растений. Бобовые узнают, с какими бактериями дружить, а с какими — нет, благодаря белку EPR3. Судя по всему, он служит рецептором к экзополисахаридам, расположденным на клеточных стенках симбиотических бактерий. — Symbiosis: Receptive to infection, Receptor-mediated exopolysaccharide perception controls bacterial infection.
• Молекулярная генетика, системная биология. Феромоны, эпистаз, эволюция. Как можно связать эти термины? Например, так: ответ на половые феромоны у дрожжей определяется определённым наобором (транскрипционной сетью) генов. Этот набор эпистатически подавляется регулятором транскрипции Ste12. Иногда Ste12 делает это, связываясь с ДНК непосредственно, а иногда — через посредника. Второй способ, кстати, в эволюции появился раньше, чем первый. — Intersecting transcription networks constrain gene regulatory evolution, Systems biology: Network evolution hinges on history.
• Рак. Экспрессию рецептора эстрогена альфа (ERα) определяют не напрямую, а по уровню экспрессии гена рецептора прогестерона (PR). Это позволяет рассчитать вероятность успешного лечения рака груди. Но если раньше думали, что ген PR «подчиняется» гену ERα, и работа первого пассивно зависит от экспрессии второго, то теперь стало понятно, что это не так. При эстроген-рецептор-положительном (ERα+) раке груди число копий гена PR часто снижено, и это логично. Важно, что введение прогестерона животным с ERα±трансплантатами останавливает рост соответствующих опухолей. — Progesterone receptor modulates ERα action in breast cancer.
• Биохимия, структурка. Вошь и паркинсонизм — что может быть друг от друга дальше? Меж тем, у вшей, как и у людей, есть белки PARKIN и PINK1, мутации в которых у нас приводят к юношескому паркинсонизму. Кристаллическая структура PARKIN поможет определить механизмы активации этого белка. — Mechanism of phospho-ubiquitin-induced PARKIN activation.
• Молекулярка. Определяем механизмы, по которым развивается резистентный к инсулину диабет и неалкогольная жировая болезнь печени. Для этого исследуем, что и как регулирует работу белка SREBP (белка, связывающего стерол-регулирующие элементы). — The CREB coactivator CRTC2 controls hepatic lipid metabolism by regulating SREBP1.
• Стволовые клетки. Развитие стволовой клетки зависит от того, в каком микроокружении (нише) она окажется. Окружающие клетки выделяют разнообразные факторы роста, цитокины и прочие вещества. Стволовая клетка «чувствует» их, запускает в ответ на это определённые метаболические реакции и дифференцируется в тот или иной тип клеток. А какие сигналы и от кого нужно получать, чтобы оставаться недифференцированной клеткой-предшественником? Ответ простой, но ранее доподлинно не известный: оставаться вечно молодыми стволовым клеткам помогают материнские клетки-предшественники, постоянно секретируя лиганд Notch. — Parent stem cells can serve as niches for their daughter cells.
• Биология развития. Клеточное деление — процесс ответственный, а уж мейоз ради появления предшественников гамет — тем более. Стало быть, нужен надёжный механизм, не допускающий развития дефектных ооцитов. Как это работает у мышей, взялись выяснить кембриджские биологи. Они блокировали в разных комбинациях экспрессию генов в 2241 ооците, делая на каждом шаге развития снимки хромосом в высоком разрешении. Ко всему этому добавился метод РНК-интерференции. Итогом стало определение 774 генов, подавляющих синтез белка при мейозе, и обширная коллекция изображений последовательных изменений в хромосомах на данном этапе клеточного цикла. — Live imaging RNAi screen reveals genes essential for meiosis in mammalian oocytes.
• Микробиология. Мы давно не удивляемся тому, что бактерии постоянно нас удивляют. Казалось бы, такие фундаментальные свойства, как строение рибосом и наличие/отсутствие интронов должны быть одинаковы у всех организмов в пределах одного царства. Но нет. Из данных по 8 полным и 789 черновым геномам бактерий 35 различных типов выходит, что у 15% из них есть либо интроны в генах рРНК, либо отстутсвует рибосомальный белок, практически обязательный для симбионтов. Загадочные создания. — Unusual biology across a group comprising more than 15% of domain Bacteria.
• ВИЧ. Рост числа заразившихся вирусом иммунодефицита впервые удалось остановить. Антиретровирусная терапия не только спасает инфицированных от медленной смерти и обеспечивает им нормальное качество жизни, она также предотвращает распространение вируса. Если доступность антиретровирусных лекарств будет повышатся быстрее, число заразившихся может уменьшиться даже в Африке в ближайшие 10-15 лет. — The HIV epidemic can be stopped.
• Анализ данных. Огромные ЭВМ, дискеты, компакт-диски — всё это в прошлом. Настоящее и ближайшее будущее за облачными хранилищами. А как сделать «облака» с данными биологических исследований одновременно и легкодоступными, и удобными в обращении, и надёжными? — Data analysis: Create a cloud commons.
• Наукометрия, мнение. Импакт-фактор Nature вырос до 41. Забавно, что именно в этом журнале выходит колонка о том, что сейчас как никогда требуются более точные, объективные и этически безопасные методы измерения научного авторитета журналов, целых институтов и отдельных исследователей. — We need a measured approach to metrics.

Science #349 (6244) + онлайны: энергосберегающие панды, мягкотелые роботы, северные шмели

• Иммунология. Кишечные микробы индуцируют Т-регуляторные клетки, а они производят ядерный гормональный рецептор RORγt. Он во многом определяет, насколько сильна будет иммунная защита данного конкретного человека против гельминтов. — The microbiota regulates type 2 immunity through RORγt+ T cells.
• Иммунология. Врожденные проблемы с интерлейкином-17A/F? Получай кандидозы. Мутантный интерферон гамма? Увы, не избежать заражения микобактериями. Но могло быть и хуже. Оказывается, есть мутация и похуже. Если она проявляется в обоих аллелях гена RORC (RAR-related orphan receptor gamma), человек болеет и кандидозами, и микобатериальными инфекциями сразу. — Impairment of immunity to Candida and Mycobacterium in humans with bi-allelic RORC mutations.
• Зоология. Зачем панда, хищный зверь по классификации, питается малопитательным эвкалиптом? Непонятно. Главное, она это может даже с коротким, как и у всех нормальных представителей отряда Хищные, кишечником. А всё потому, что панды совсем не тратят энергию попусту. Сигналов к такой трате у них, считай, нет: содержание гормонов щитовидной железы (а это они ускоряют метаболизм) у них в крови в разы меньше, чем у прочих млекопитающих. — Exceptionally low daily energy expenditure in the bamboo-eating giant panda.
• Робототехника. Если Мигель Николелис в своей новой работе (см. Nature) использует биологические объекты, чтобы создать искусственные, то учёные из Гарварда здесь поступают наоборот — придают роботам свойства живого, а именно мягкотелость. Робот, способный гнуться и менять форму, прыгает за счёт маленьких взрывов и не боится условий, в которых его может расплющить. — A 3D-printed, functionally graded soft robot powered by combustion.
• Структурка, биохимия. В мембраны эндоплазматического ретикулума встроены белки Insig1 и Insig2. Мутации в них приводят к тому, что в организме накапливаются стеролы. При этом повышаются риски сердечно-сосудистых заболеваний. В новом исследовании описывается кристаллическая структура гомолога Insig, а также биохимические пути, по которым этот белок реагирует с некоторыми ключевыми молекулами. — Crystal structure of a mycobacterial Insig homolog provides insight into how these sensors monitor sterol levels.
• ВИЧ. Тема обложки. Как сделать вакцину против ВИЧ первого типа, который так быстро мутирует? Стоит обратить внимание на белок оболочки Env и то, как он взаимодействует с антителами. — Effect of the cytoplasmic domain on antigenic characteristics of HIV-1 envelope glycoprotein, The modern era of HIV-1 vaccine development, HIV-1 neutralizing antibodies induced by native-like envelope trimers, Priming a broadly neutralizing antibody response to HIV-1 using a germline-targeting immunogen.
• Иммунология. Я тебя посчитаю! Исследователи вычислили, насколько часто встречаются 39 поверхностых мембранных белков и факторов транскрипции на отдельных иммунных клетках (то есть клетки обсчитывали поштучно!), и на основе полученных данных эти клетки классифицировали. В базу данных, которую создали учёные, можно и нужно будет добавлять информацию о других веществах — от этого классификация только выиграет. — An interactive reference framework for modeling a dynamic immune system.
• Экология, эволюция. Казалось бы, как насекомым может помочь холод, учитывая то, как им легко остыть? Тем не менее, привычка есть привычка. Шмели, живущие в северных широтах, не поспевают за глобальным потеплением. Их ареал должен равномерно смещаться с юга дальше на север. В реальности он не смещается, а сужается с южной стороны. — Climate change impacts on bumblebees converge across continents, Bumblebees aren’t keeping up with a warming planet.
• Клеточная биология, структурка. Мембранные пузырьки, они же везикулы, бывают «одетые» и «раздетые». Первые устроены посложнее, и с их помощью проходит не антероградный (от ядра к периферии, конечная точка — плазматическая мембрана), а ретроградный транспорт. Окаймлённые пузырьки покрыты оболочкой из белка COP1. Как именно устроено это «покрытие», рассказывает данная статья и синопсис к ней. — A structure of the COPI coat and the role of coat proteins in membrane vesicle assembly, COPI gets a fancy new coat.
• Нейробиология. Обезьяна принимает решение тем быстрее, чем выше частота спайков в нейронах зоны LIP (расшифровывается как латеральная интрапариетальная зона) её теменной коры. Частота эта меняется резко. А до этого считалось, что местные нервные клетки «накапливают данные» и по мере поступления новых сигналов от сенсорных систем постепенно начинают выдавать сигналы всё чаще и чаще. — Single-trial spike trains in parietal cortex reveal discrete steps during decision-making.
• Нейробиология. Математическое моделирование показывает, как клетки места в гиппокампе хранят некоторые воспоминания и почему они довольно часто ошибаются при попытке воспроизвести длинную последовательность данных. — Autoassociative dynamics in the generation of sequences of hippocampal place cells.
• Рак. На развитие опухолей, их питание сосудами и прочее заметно влияет медь. Разбираемся, как это поможет лечить рак. — Cancer’s copper connections, Targeting copper to treat breast cancer.
• Научная политика. Невесёлые приключения женщин-учёных в Японии. — Plan to drop goals for women roils Japanese science.
• Научная политика. Наука — это творчество. А значит, чтобы быть успешным на этой стезе, нужно, чтобы тебя, как и всякого художника и артиста, заметили. Вполне вероятно, что эйчары (HR) скоро станут кошмаром не только офисных, но и лабораторных работников, не желающих всю жизнь сидеть на одном месте. — Getting noticed is half the battle.