Микробиология и медицина

Как микробиота полости рта поддерживает здоровье и что бывает в случае дисбаланса

Микробное сообщество полости рта — второе по разнообразию у человека. Пальма первенства — у микроорганизмов из кишечника. В случае дисбаланса и появления условно-патогенных видов возможно развитие заболеваний, например, болезни Альцгеймера. Анализ образцов головного мозга и спинномозговой жидкости пациентов показал, что микроорганизм P. gingivalis может колонизировать мозг и вызывать нейродегенерацию. Изучение роли микроорганизмов в развитии болезней послужит определению биомаркеров заболеваний и, возможно, позволит предупредить их развитие. — The effects of oral microbiota on health, «Биомолекула»: «Микробиом кишечника: мир внутри нас».

О влиянии микробиома на наш мозг

Состав микробного сообщества человека связан с функционированием мозга: его развитием, когнитивной активностью, эмоциональным фоном. Некоторые представители микробиома способны контролировать проницаемость гематоэнцефалического барьера, миелинизацию, взаимодействия между нейронами и даже объем мозга во время развития, что подтверждено в исследованиях на мышах. Преимущественно дело в продуктах обмена микроорганизмов — короткоцепочечных жирных кислотах, лактате, витаминах, нейромедиаторах, которые через кишечник с кровотоком попадают в головной мозг. Так, 4-этилфенилсульфат (метаболит бактерии Lactobacillus plantarum) признан терапевтической мишенью при расстройствах аутистического спектра. — Modulating brain function with microbiota, Microbiota–brain axis: Context and causality, «Биомолекула»: «Чего хотят от нас микробы?».

Микробное сообщество, что проживает на коже, платит за жилье защитой

Изучение механизмов защиты человека микробиомом кожи позволит выявить причины плохого заживления ран, возникновения многих кожных заболеваний и поможет сделать шаг вперед в поиске эффективных подходов к терапии. Бактерии, колонизирующие кожу, выполняют защитную функцию: поддерживают иммунитет (защищают от воздействия патогенов) и укрепляют эпителий. — Microbiota and maintenance of skin barrier function, «Биомолекула»: «Население кожи: как микробиом влияет на ее общее состояние и при чем здесь генетика?».

Дружба с микробиомом с рождения — залог здоровья

Одна из самых изученных сторон взаимоотношений микробиома с хозяином-человеком — это первичное обсеменение микроорганизмами при рождении и влияние данного события на здоровье ребенка. Известно, что при естественном родоразрешении ребенок получает своих первых сожителей от матери, а в случае кесарева сечения у него будет преобладать больничная микрофлора. Последний сценарий коррелирует с увеличением риска аутоиммунных заболеваний. — Immune-microbe interactions early in life: A determinant of health and disease long term, «Биомолекула»: «Рожденные кесаревым сечением младенцы не получают ключевых микробов?».

Инфекции

Всплеск поражений печени у детей после коронавируса... или аденовируса?

После зимней волны пандемии SARS-CoV-2, вызванной штаммом омикрон, участились случаи поражения печени у детей (чаще всего у малышей младше 5 лет). Обеспокоенные педиатры и ученые в поисках виновника разрушительного воздействия на печень обнаружили, что более 70% пациентов были заражены аденовирусом. В то же время, случаи участились именно зимой, после того как почти все, кто после попал в больницу с гепатитом, переболели коронавирусом. Трудность решения этой закономерности заключается в подходе к терапии. Когда поражение печени возникает на фоне острой аденовирусной инфекции, необходима терапия противовирусными препаратами. Если поражение печени выявлено через некоторое время после коронавирусной инфекции, то необходимы иммунодепрессанты. Предполагают, что небольшой участок шиповидного (S) белка SARS-CoV-2, который, как было показано, вызывает неспецифическую активацию Т-клеток, может усилить иммунный ответ на аденовирус, и затем ложный иммунный ответ оборачивается бедой для печени. — What’s sending kids to hospitals with hepatitis—coronavirus, adenovirus, or both?, «Биомолекула»: «Ребятам о COVID-19».

Молекулярка

Как нематоды решают, когда стоит сползать за добавкой

Поиски ответа на вопрос, как на молекулярном уровне происходит регуляция гомеостаза липидов, привели исследователей к обнаружению роли трансформации G-белков — вторичных посредников во внутриклеточных сигнальных путях. Посттрансляционная модификация (а именно геранилгеранилирование) G-белка RAB-11.1 опосредовано приводит к инактивации рецептора ядерного гормона NHR-49. Подобный сценарий воплощается в жизнь в случае дефицита липидов и позволяет клеткам своевременно реагировать и посылать сигналы о том, что пора увеличить рацион. — Intracellular lipid surveillance by small G protein geranylgeranylation, «Биомолекула»: «Аллостерические регуляторы GPCR: ключи от всех замков», «Липидный фундамент жизни».

Генетика

Наличие разных мутаций в гене PHGDH при раке, возможно, свидетельствует об агрессивности опухоли

Гетерогенность в генах, ассоциированных с раком, способствует ускоренному развитию опухоли. Исследователи изучили данные пациенток с раком молочной железы и обнаружили, что гетерогенная или низкая активность гена PHGDH приводит к скорому появлению метастазов. Эксперименты на мышах показали, что пролиферации опухолевых клеток способствует повышение экспрессии PHGDH, а появление метастаз, напротив, ускоряется при снижении экспрессии PHGDH. — PHGDH heterogeneity potentiates cancer cell dissemination and metastasis, «Биомолекула»: «Рак молочной железы с семейной историей».

Эволюция

Адаптация в скором времени сказывается на геноме популяций

От воздействия доминантных генов зависит скорость адаптивной эволюции и вклад отбора в изменения на уровне генома. Проведен анализ 19 популяций птиц и млекопитающих, на основе которого разработан количественный генетический метод для определения значимости адаптации в краткосрочной динамике популяций. — Genetic variance in fitness indicates rapid contemporary adaptive evolution in wild animals, «Биомолекула»: «Эволюция генетического кода».

Коллективно зеваем, чтобы быть начеку

Доказано, что зевота — рефлекс, направленный на снижение температуры мозга. Также зевота способствует повышению бдительности животного и происходит в периоды смены состояния (чаще всего в период перехода от бодрствования ко сну). Открытым также остается вопрос — почему, увидев зевающего собрата по виду, мы сами начинаем зевать? Заразная зевота характерна для социальных животных и служит для синхронизации поведения внутри группы. Если кто-то внутри группы зевает (переходит в период снижения активности), то бдительность других членов группы возрастает, обеспечивая безопасность. — Why yawns are contagious—in all kinds of animals.

Биотехнологии

Витаминизированные помидоры вместо капель и таблеток

Дефицит витамина D — проблема для населения стран северных широт и вегетарианцев, которые не получают провитамин D3 (предшественник витамина D). Помидоры синтезируют провитамин D3, который затем превращается в другие соединения при помощи ферментов 7-DR1 и 7-DR2. Отключение генов 7-DR1 и 7-DR2 привело к приостановке дальнейшего превращения провитамина D3, а под воздействием солнечного света он переходил в другую форму — превитамин D3, и его концентрация оказалась в два раза выше, чем в одном яйце — классическом источнике витамина D. При сушке помидоров молекулы сохраняли целостность, так что, вероятно, скоро появится новый вид витаминизированной добавки. — Biofortified tomatoes provide a new route to vitamin D sufficiency, Metabolic engineering for provitamin D3 biosynthesis in tomato, «Биомолекула»: «„Солнечный“ витамин в другом свете: новые исследования терапевтических свойств витамина D», «Биотехнология. Генная инженерия».

Биоинформатика

Гонка вооружений с бактериями продолжается

Один из способов бороться с резистентностью патогенов ко многим ранее эффективным антибиотикам — использование биоинформатических инструментов, которые позволяют ускорить разработку новых лекарственных средств. При помощи анализа кластера генов удалось предсказать структуру природного антибиотика, названного «цилагицин», а после синтезировать его в лаборатории. В экспериментах на мышах цилагицин продемонстрировал высокую эффективность против грамположительных резистентных бактерий. — Bioinformatic prospecting and synthesis of a bifunctional lipopeptide antibiotic that evades resistance, «Биомолекула»: «Эволюция наперегонки, или Почему антибиотики перестают работать», «Вычислительное будущее биологии».

Иммунология

В поисках отличий в функционировании иммунных клеток между опухолевой и воспалительной тканью

При иммунотерапии эффект иногда скрадывает воспалительная ткань вокруг опухоли (доброкачественная) — она перетягивает на себя часть терапевтического воздействия. При помощи компьютерного анализа ученые изучили иммунный инфильтрат плоскоклеточной карциномы головы и шеи, а также незлокачественной воспаленной ткани. Результат — значительное совпадение состава и фенотипа иммунных клеток. Однако удалось выявить и отличие: в опухолевой ткани популяция регуляторных T-лимфоцитов увеличена по сравнению с воспалительной; при этом у исследуемых T-клеток обнаружена коэкспрессия рецепторов ICOS и IL1R1. — Extricating human tumour immune alterations from tissue inflammation, «Биомолекула»: «Иммунитет: борьба с чужими и... своими».

Новая роль CD8α в сохранении пула T-лимфоцитов

Пул T-клеток в регионарных лимфоузлах поддерживает иммунитет и готов содействовать в борьбе с патогеном в случае необходимости. Оттого сохранение запаса иммунных клеток — важная тема в исследованиях, проводимых иммунологами. При отключении гена, кодирующего CD8α, наивные T-лимфоциты и Т-клетки памяти в лимфоидных органах погибали. Оказалось, что сохранность в покое T-клеток в периферических тканях поддерживается взаимодействием гетеродимера CD8α c рецептором PILRα на поверхности клеток. — The CD8α–PILRα interaction maintains CD8+ T cell quiescence, «Биомолекула»: «Т-лимфоциты: путешественники и домоседы».

Экология

Окисление океана диоксидом кремния серьезно скажется на популяциях диатомовых водорослей

Ранее считали, что диатомовые водоросли устойчивы к окислению вод, более того — это благотворно сказывается на них, ведь кремниевая кислота необходима им для роста и развития. Однако ученые провели 5 экспериментов in situ в разных водоемах и обнаружили, что подкисление воды приводит к увеличению соотношения Si:N, уменьшению скорости растворения кремнезема и, как следствие, снижению концентрации доступной кремниевой кислоты в поверхностном океане. Вроде как кремния в океане больше, да вот только заполучить его стало труднее. — Enhanced silica export in a future ocean triggers global diatom decline.

Палеонтология

Новое доказательство теплокровности некоторых динозавров

По крупицам собираются данные, позволяющие определить, когда именно возникли теплокровные животные и были ли такие среди динозавров. Анализ бедренных костей плезиозавра, стегозавра, диплодока и аллозавра при помощи спектрометрии выявил продукты обмена вдыхания кислорода. Считается, что это показатель интенсивного метаболизма, свойственного теплокровным. — Were dinosaurs warm blooded? New study says yes.

Люди жарили яичницу из яиц гигантской птицы вплоть до ее вымирания

Гигантская Genyornis newtoni вымерла 45 000 лет назад, через 10 000 после того, как в Австралии появились люди. Анализ аминокислотных последовательностей обгоревших скорлупок от яиц, которые человек употреблял в пищу, подтвердил, что, вероятнее всего, они принадлежали G. newtoni. На данный момент это самое убедительное доказательство, так как выделить ДНК из скорлупок не удалось. — Egg-eating humans helped drive Australia’s ‘thunder bird’ to extinction.