Nature #521(7553) + онлайны: ближайший родственник неандертальца, разнообразная фауна Антарктиды, память и дендритные шипики

• Приложение. Дополнение к этому номеру журнала — бесплатная подборка статей о зависимостях, их нейрофизиологических механизмах и способах избавления от них. — Nature Outlook: Addiction.
• Научная политика. Сатирически озвученный российскими психологами ролик из индийского кино, высмеивающий недостатки индекса Хирша, оказался пророческим. Рейтинг индийских институтов крайне сложно оценить объективно, поскольку большинство статей, написанных сотрудниками этих институтов, включает не один десяток авторов. — India: Multi-author papers skew ranking.
• Политика. Наши соотечественники рассказывают о нашумевшем печальном событии — весьма вероятном закрытии фонда «Династия» и его последствиях. — Dynasty Foundation: Russian science loses to politics.
• Политика, методики. Нет ничего неожиданного в том, что новая мощная биологическая технология вызывает споры за пределами мира науки. Есть мнение, что допустимые применения системы CRISPR должны оценивать политики, а не учёные. К тому же, осенью в США пройдёт конгресс, на котором рассмотрят этичность редактирования геномов людей (включая нежизнеспособные эмбрионы). — CRISPR: Science can’t solve it, CRISPR: Move beyond differences. См. также: Мутагенная цепная реакция: редактирование геномов на грани фантастики и комментарии там.
• Биогеография, экология. Антарктида — лакомый кусочек не только для любителей экстремального туризма, но и для биологов. Видовое разнообразие материка оказалось куда богаче, чем считали Скотт и Амундсен, и изучить его подробнее — не только дело чести, но и вопрос безопасности самих обитателей Антарктики. — The changing form of Antarctic biodiversity, Life under the ice.
• Клеточная биология. В сердце взрослых мышей и людей есть кардиомиоциты, способные пережить более тяжёлую гипоксию, чем зрелые клетки. Эти стойкие кардиомиоциты активируются при повреждениях сердца в результате ишемии и окончательно дифференцируются. В результате орган частично восстанавливается. Изучение трансгенных мышей показало, что гипоксия вполне эффективна как метод отслеживания судьбы таких «запасных» клеток. Последние, кстати, есть не только в сердце. — Hypoxia fate mapping identifies cycling cardiomyocytes in the adult heart.
• Молекулярная биология, методы. Новая модификация нуклеаз для системы CRISPR/Cas9. — Engineered CRISPR-Cas9 nucleases with altered PAM specificities.
• Палеоантропология. Балканы ещё в доисторические времена были местом жительства и смешения многих народов. Коллектив исследовательницы Сяомей Фу обнаружил на археологической стоянке Пештера-Ку-Оасе скелет человека современного типа, у которого в геноме не 1% неандертальских генов, а все 9%. Судя по всему, предок-неандерталец был у него всего в четвёртом колене. Правда, от популяции, к которой принадлежал найденный, европейцы почти ничего не получили: судя по его геному, он имел едва ли больше не общего с азиатами, чем с нынешними жителями Румынии. — An early modern human from Romania with a recent Neanderthal ancestor.
• Структурка. Учёные провели рентгеноструктурный анализ стеароил-КоА-десатуразы (SCD) млекопитающих. Фермент этот весьма важен, ведь он дегидрирует соединения жирных кислот с коэнзимом А. В итоге этой реакции получаются предшественники компонентов мембран, триглицериды и эфиры холестерола. Помимо этого, одна из изоформ SCD участвует в метаболизме инсулина, что делает её мишенью для будущих антидиабетических лекарств. — X-ray structure of a mammalian stearoyl-CoA desaturase.
• Нейробиология. Новая кора — это вам не старая! Как показала двухфотонная микроскопия с таймлапсом, шипики на пирамидных клетках неокортекса существуют гораздо дольше, чем в гиппокампе. Хотя мы привыкли говорить, что информация в гиппокампе хранится около 3 недель, никто не проверял, как долго там существуют одни и те же синаптические контакты. Так вот, оказывается, что за 3 недели все дендритные шипики нейронов CA1 гиппокампа заменяются новыми. Конечно, о находке нейронного субстрата памяти говорить рано, но это доказывает, что наши представления о памяти развиваются в нужном направлении. — Impermanence of dendritic spines in live adult CA1 hippocampus.
• Физиология растений. Арабидопсис живёт по двум основным ритмам — довольно грубому циркадному, связанному с уровнем освещённости, и по редокс-ритму, куда более тонкому. Редокс-ритм определяется тем, насколько в данный момент активно растение. Он же «помогает» циркадному ритму, настраивая его так, что ночью арабидопсис тратит как можно меньше энергии, но утром и при повреждениях растение способно быстро активировать иммунную защиту. — Redox rhythm reinforces the circadian clock to gate immune response.
• Эпидемиология. Анализ образцов вирусов Эбола от 85 жителей Новой Гвинеи, Сьерра-Леоне и прилежащих стран открыл путь передачи возбудителей лихорадки и показал, как именно вирус может изменяться в ходе последующего заражения. — Distinct lineages of Ebola virus in Guinea during the 2014 West African epidemic.
• Рак. Глипикан-1 (GPC1) — протеогликан, которого особенно много на поверхности раковых клеток. Это соотношение количественное: чем меньше экзосом с GPC1 выделяет раковая клетка, тем лучше прогноз для больных раком поджелудочной железы. — Glypican-1 identifies cancer exosomes and detects early pancreatic cancer.
• Палеонтология. Наконец-то у галлюцигении, одного из самых необычных ископаемых, нашли настоящую голову! А раньше думали, что это хвост. Более того, пришлось перевернуть несчастное животное с ног на спину. — Hallucigenia’s head and the pharyngeal armature of early ecdysozoans, Элементы.ру.
• Структурка. Подробный разбор строения комплекса U4/U6.U5 tri-snRNP в составе сплайсосомы, а также работы последней. — The architecture of the spliceosomal U4/U6.U5 tri-snRNP, The core spliceosome as target and effector of non-canonical ATM signalling.
• Палеонтология. Почему так редко слышно про эволюцию черепах? Потому что она ещё плоховато изучена. Креационисты могут считать это слабым местом теории эволюции. Впрочем, они могут считать всё что им вздумается, а статья в Nature рассказывает про триасовую черепаху с территории нынешнего Таиланда. У неё не было карапакса (верхней пластины панциря), а череп чем-то напоминал диапсидный. — A Middle Triassic stem-turtle and the evolution of the turtle body plan.

Science #348(6242) + онлайны: новые инструменты для оптогенетики, циркадные ритмы цианобактерий, океанская биология

• Методики, оптогенетика. В оптогенетике обычно используют катионные каналы. Они активируются светом и пропускают в нейрон положительно заряженные частицы, отчего клетка возбуждается. Тормозить деятельность нейронов раньше не удавалось. Для этого нужны анионные каналы, через которые в клетку накачиваются отрицательно заряженные частицы, из-за чего её возбудимость падает. Теперь американские учёные описали семейство таких ионных каналов (Anion Channel Rhodopsins, ACR) у криптофитовых водорослей. Помимо всего прочего, ACR крайне чувствительны, а также работают очень быстро и избирательно. Всё это делает их отличным инструментом для оптогенетических исследований. — Natural light-gated anion channels: A family of microbial rhodopsins for advanced optogenetics. См. также: Создан управляемый светом калиевый канал.
• Биохимия. Чтобы мак мог синтезировать свои знаменитые алкалоиды (например, ретикулин), ему нужен химерный белок STORR. Он состоит из двух частей — цитохрома P450 и оксидоредуктазы. В норме вторая служит первому окислительно-восстановительным партнёром. У растений-мутантов, производящих особенно много ретикулина, обе части STORR работают на превращение стереоизомеров последнего. Такая вот многозадачность и находка для биоинженерии. — Morphinan biosynthesis in opium poppy requires a P450-oxidoreductase fusion protein. См. также: Чашки петри вместо маковых полей.
• Микробиология, циркадные ритмы. Всё гениальное просто: суточными ритмами цианобактерий управляет система из трёх белков (KaiA, KaiB и KaiC). KaiB периодически «переключается» с одной конформации на другую. За счёт этого циркадный ритм цианобактерии подстраивается под вращение Земли и всегда составляет именно 24 часа. — A protein fold switch joins the circadian oscillator to clock output in cyanobacteria, Atomic-scale origins of slowness in the cyanobacterial circadian clock. См. также: В бактерию без циркадных ритмов встроили «часы» от цианобактерии.
• Вирусология. Вакцина против ВИЧ должна имитировать комплекс Env этого вируса, состоящий из тримеров гликопротеинов gp41 и gp120. Как ни странно, точного описания структуры Env нет, поскольку комплекс нестабилен, и выделить его в гомогенном состоянии не получается. Или... это в прошлом, и надежды на вакцину от ВИЧ становится больше? — Effect of the cytoplasmic domain on antigenic characteristics of HIV-1 envelope glycoprotein.
• Медицина. Сапожник без сапог: американские исследователи в области биомедицины практически ничего не знают о своём здоровье. А ему есть где испортиться: постоянная внутри- и межлабораторная конкуренция за гранты и ставки не способствует спокойствию и рациональному бездействию. Пробел последние 5 лет, по крайней мере локально, пытаются восполнить сотрудники Техасского университета. — The health of those who study health.
• Научная политика. Настоящее научное исследование должно быть воспроизводимым: то есть, любой квалифицированный специалист, повторив эксперименты по методикам конкретной статьи, должен получить тот же результат, что и её авторы. К сожалению, это не всегда так, особенно если говорить об исследованиях в области рака. The Reproducibility Project: Cancer Biology объединил не зависящие друг от друга коллективы учёных в попытке воспроизвести 50 самых цитируемых работ в области биологии рака. В ближайшие месяцы мы узнаем, что из этого вышло. — The cancer test, Solving reproducibility.
• Медицина, эпидемиология. До прошлогодней вспышки инфекции Эбола мы практически ничего не знали о жизни после инфекции, ведь подавляющее большинство заразившихся умирало. Теперь, когда эпидемия идёт на спад, а смертность от вируса упала, появились десятки тысяч выживших. Могут ли они по-прежнему переносить вирус? Что за симптомы их преследуют, есть ли какие-то закономерности их проявления? — Surviving Ebola survival.
• Биология развития. Кем быть кардиальному предшественнику — кардиомиоцитом, гладкомышечной клеткой или клеткой эндотелия? Ответ подскажет особая популяция кардиальных клеток-предшественниц, подающая соседям сигналы о том, во что дифференцироваться, а во что нет. — Integration of Bmp and Wnt signaling by Hopx specifies commitment of cardiomyoblasts.
• Молекулярная биология. Белок eIF4A вместе с двумя другими факторами инициации трансляции могут распутывать шпильку РНК почти так же, как если бы это была двойная спираль. — Factor-dependent processivity in human eIF4A DEAD-box helicase.
• Молекулярная биология. Система CRISPR-Cas распознаёт бактериальную и вирусную ДНК благодаря направляющей РНК (guide RNA). Когда фермент Cas9 соединяется с направляющей РНК, обе молекулы принимают определённую конформацию. По всей видимости, так выглядит начало распознавания чужеродной ДНК у бактерий. — A Cas9—guide RNA complex preorganized for target DNA recognition.
• Нейробиология. Нашлись нейроны, благодаря которым звери боятся и избегают быстро движущихся на них объектов. Это группа клеток в верхних холмиках четверохолмия, которая получает сигналы из сетчатки и перенаправляет их в мозговые «центры страха». — A parvalbumin-positive excitatory visual pathway to trigger fear responses in mice.
• Микробиология, морская экология. Поговорим о возвышенном — об облаках. Они образуются вокруг центров конденсации, содержащих фиметилсульфид. Большое количество этого вещества производится вовсе не в небе и не на земле, а в океанах. Фитопланктон, а точнее, бактерии в его составе вырабатывают диметилсульфид благодаря белку Alma1. Ген, отвечающий за его выработку, отыскали у самых разнообразных бактерий. — Identification of the algal dimethyl sulfide—releasing enzyme: A missing link in the marine sulfur cycle, Who can cleave DMSP? См. также: О, этот благодатный дождь из бактерий!
• Микробиология, морская экология. Коралловые рифы сейчас сильно страдают от перегрева, а меж тем вода в океане становится всё теплее. Впрочем, теоретически они могут адаптироваться: оказывается, чем ближе к экватору живут кораллы, тем устойчивее они к высоким температурам, и эта устойчивость наследуется. — Genomic determinants of coral heat tolerance across latitudes.
• Структурка. Свет для фотосинтетиков как кислород для аэробов: жить без него нельзя, но его избыток причиняет вред. Цианобактерии защищаются как могут, а именно используют оранжевый каротиноид-протеин. Кристаллография показывает, что при избытке освещения в этом белке перемещается гидрофобный каротиноидный фрагмент, благодаря чему происходит нефотохимическое тушение «лишней» флуоресценции хлорофилла. — A 12 Å carotenoid translocation in a photoswitch associated with cyanobacterial photoprotection.