Nature от 9 апреля 2015 г.: нейроны-солисты и нейроны-хористы, рецептор боли и еще одна вакцина от ВИЧа

• Инфекции. Мы уже разобрались с оспой и чумой рогатого скота, так что теперь пора победить вирус PPR, из-за которого гибнут овцы и козы. Заботиться о здоровье домашних животных не только гуманно, но и выгодно — в случае победы над PPR человечество больше не будет терять миллиарды долларов ежегодно из-за гибели этих животных. — Race to stamp out animal plague begins.
• Синтетическая биология. Ученые, которые занимаются синтетической биологией, мечтают создать живую технику на базе бактериальных клеток. Такие живые приборы могли бы синтезировать нужные молекулы и даже, вероятно, использоваться в качестве вычислительных устройств. Но пока в этой новой области много проблем с воспроизводимостью результатов, так что ученым нужно объединить усилия и выработать стандарты протоколов. Тогда живые системы, полученные в разных лабораториях, будут так же совместимы, как детали обычных компьютеров. — Synthetic biologists seek standards for nascent field.
• Образование. Есть ли жизнь после защиты? Постдоков слишком много по сравнению с количеством постоянных академических должностей, так что им сложно чувствовать себя уверенными в завтрашнем дне. Чтобы решить эту проблему, возможно, придется в корне изменить традиционную структуру лабораторий, уменьшая в них долю дешевой рабочей силы (такой, как студенты и аспиранты), и создавая больше постоянных рабочих мест для ученых. (В скобках отметим, что это животрепещет для западной науки, а в наших пенатах богатое многообразие околонаучных проблем несколько обесцвечивает данный конкретный вопрос.) — The future of the postdoc.
• Биоинформатика. Новые данные копятся с такой скоростью, что давно пора создавать специальные центры, которые занимались бы только их анализом. Проблема в том, что биоинформатикам не так уж интересно работать в этих центрах — не хочется посвящать все время анализу чужих результатов, и возможностей для роста там не слишком много. Нужно искать способы сделать такую работу привлекательной, иначе мы все погибнем под завалами необработанных данных. — Core services: Reward bioinformaticians. См. также: Я б в биоинформатики пошёл, пусть меня научат!
• Нейробиология, алкоголизм. Алкоголизм развивается из-за поломки систем, связанных со стрессом и поиском вознаграждения. Теперь мы знаем, какие гормоны в этом участвуют, и какие изменения в мозге вызывают алкогольную зависимость. — Binge drinking and brain stress systems, NPY signaling inhibits extended amygdala CRF neurons to suppress binge alcohol drinking.
• Климатология. В почвах Арктики и субарктики заморожены древние залежи органики. С глобальным потеплением они начнут оттаивать и разлагаться, выделяя еще больше углекислого газа в атмосферу. Как будто мы без них плохо справляемся. — Climate change and the permafrost carbon feedback.
• Нейробиология. Чтобы воспоминания не путались, при их записи должны быть активными разные пучки отростков нейронов. Если во время обучения новой задаче будут активны те же пучки отростки нейронов, в воспоминаниях может возникнуть беспорядок. — Branch-specific dendritic Ca²⁺ spikes cause persistent synaptic plasticity.
• Нейробиология. Мы принимаем решение, когда в его пользу накапливается достаточно свидетельств. В префронтальной коре крысы обнаружили область, в которой хранится и постоянно обновляется с новыми поступающими данными ее будущее решение. — Distinct relationships of parietal and prefrontal cortices to evidence accumulation.
• Молекулярная биология. Во время созревания эндосомы она образует контакты с эндоплазматической сетью. Оказалось, что в их формировании участвует белок протрудин, также известный тем, что способствует росту отростков нейронов. Эти контакты необходимы и для загрузки моторного белка кинезина 1, который потащит эндосому к плазматической мембране. Получается, что протрудин способствует росту отростков, помогая эндосомам доставлять строительные материалы к клеточной поверхности. — Repeated ER—endosome contacts promote endosome translocation and neurite outgrowth.
• Структурка. Решена структура канала TRPA1 — рецептора боли (также известного как рецептор васаби). Теперь мы больше знаем о боли.— Pain-sensing TRPA1 channel resolved, Structure of the TRPA1 ion channel suggests regulatory mechanisms.
• Структурка. Еще решены структуры двух очень важных белков — рецепторов адипонектина, который влияет на метаболизм глюкозы и не дает нам становиться жирными. — Crystal structures of the human adiponectin receptors.
• Экология. О коралловых рифах важно заботиться, потому то в них проживают представители около четверти всех видов морских обитателей. Исследователи выяснили, что на данный момент у большинства (83%) коралловых рифов биомасса значительно меньше, чем могла бы быть. В то же время, пока ничего не потеряно — если запретить ловить в рифе рыбу, его биомасса восстанавливается в среднем за 35 лет. И главное, ученые научились определять, когда риф точно нужно оставить в покое, чтобы у него еще были шансы прийти в себя. — Recovering the potential of coral reefs, Recovery potential of the world’s coral reef fishes. См. также: Как предсказать будущее кораллового рифа?
• Рак. Опухолевые клетки часто пользуются сосудами, чтобы перемещаться по организму и образовывать метастазы. Но оказывается, они и сами способны образовывать подобные сосудам сети, по которым другим опухолевым клеткам удобно перемещаться. Для мимикрии опухолевых клеток под эндотелий необходимы белки Serpine2 и Slpi. — An extravascular route for tumour cells, A model of breast cancer heterogeneity reveals vascular mimicry as a driver of metastasis.
  биомолекула: «Обнаружены организаторы побега раковых клеток из первичного очага»
• Рак. Опухолевые клетки бесконтрольно делятся, из-за чего сами же иногда страдают, когда им, например, начинает не хватать кислорода. Ученые нашли еще один механизм, который помогает опухолевым клеткам приспособиться к гипоксии. Для этого опухолевые клетки синтезируют много фермента гидроксиметилтрансферазы (SHMT2), благодаря чему клетке становится нужно меньше кислорода. Но при этом в ней начинает накапливаться больше глицина, для избавления от которого приходится делать больше другого фермента (декарбоксилазы глицина). Но чего только не сделаешь ради свободы и независимости. — SHMT2 drives glioma cell survival in ischaemia but imposes a dependence on glycine clearance.
• Иммунология. Новая вакцина из антител против ВИЧ-1 неплохо показала себя в первой фазе клинических испытаний. В течение 28 дней содержание вирусов в крови пациентов было сниженным. У некоторых из испытуемых чувствительность к вакцине сохранилась за все время исследования. — Viraemia suppressed in HIV-1-infected humans by broadly neutralizing antibody 3BNC117.
• Молекулярная биология. У фактора инициации трансляции eIF3 обнаружилась новая функция — оказывается, он может связываться с некодирующими концами определенной группы мРНК, связанных с клеточным циклом, дифференцировкой и апоптозом. При этом от способа его связывания зависит, активируется ли или, наоборот, репрессируется трансляция этой мРНК. — eIF3 targets cell-proliferation messenger RNAs for translational activation or repression.
• Нейробиология. Среди нейронов есть хористы, активность которых сильно зависит от других, и солисты, чья активность слабо связано с общей активностью. Это свойство для каждого нейрона постоянно, и не зависит от внешних условий. — Diverse coupling of neurons to populations in sensory cortex. См. также: Нейроны любят похожих.
• Стволовые клетки. Мы знаем, что новые клетки в нашем организме появляются из стволовых, но вот как число клеток поддерживается постоянным (то есть, как убираются лишние клетки), нам не так хорошо известно. Ученые понаблюдали за волосяными фолликулами мышей, чтобы узнать, как там поддерживается правильный баланс клеток. Выяснилось, что фазы роста в фолликуле сменяются фазами упадка и тлена, во время которых, во-первых, часть стволовых клеток уходит в терминальную дифференцировку (то есть, перестает быть стволовыми), а во-вторых, проходит волна апоптозов, из-за чего некоторые клетки гибнут. Остатки погибших соседей доедают базальные эпителиальные клетки. — Niche-induced cell death and epithelial phagocytosis regulate hair follicle stem cell pool.
• Структурка. И еще одна структурка — активируемого светом натриевого канала бактерии Krokinobacter eikastus. Он интересен как потенциальный инструмент для оптогенетики. — Structural basis for Na⁺ transport mechanism by a light-driven Na⁺ pump.

Science 348(6231): бронтозавр, заразный рак и мутация, чтобы рожать поменьше детей

• Биогеохимия. Угадайте, из-за чего умерло 90% видов живых существ в конце пермского периода? Оказывается, из-за закисления океанов, вызванного растворением углекислого газа. Скорее всего, это произошло из-за массовых извержений вулканов, которые выбросили огромные количества CO₂. Интересно, что сейчас мы производим углекислый газ намного быстрее всех пермских вулканов вместе взятых. Правда, мы молодцы? — Acid oceans cited in Earth’s worst die-off, Ocean acidification and the Permo-Triassic mass extinction.
• Научные публикации. Все шире распространяется практика требовать от получателей грантов публикации своих результатов в открытом доступе. Скоро сотни тысяч научных статей станут открыты всем желающим, был бы доступ в интернет. — U.S. agencies fall in line on public access.
• Палеонтология. Еще недавно слово «бронтозавр» считалось у уважающих себя палеонтологов неприличным (правильно было говорить «апатозавр»). Но теперь оказалось, что «апатозавров» можно разделить на два разных вида, одному из которых досталось детское название «бронтозавр». — Bully for Brontosaurus!
• Рак. Североамериканские мягкораковинные моллюски страдают от рака, причем не от обычного, а от инфекционного. Раньше заразный рак был известен только у тасманийских дьяволов, собак и сирийских хомяков, но оказывается, это более распространенное явление, чем мы раньше думали. — Infectious cancer found in clams.
• Биология развития. Ученые обнаружили мутацию, которая учащает ошибки митоза и приводит к более частой гибели зародышей у женщин-носительниц такой мутации. Мутация оказалось на удивление распространенной, и, как ни странно, подвергалась позитивному отбору после отделения современного человека от неандертальцев. Вероятно, рожать не слишком много детей было выгодно, так как выращивать ребенка в те далекие времена было даже труднее, чем сейчас. — Aneuploidy and mother’s genes, Common variants spanning PLK4 are associated with mitotic-origin aneuploidy in human embryos.
• Клеточная биология. NAC — комплекс, связывающийся с белком еще в бытность его незрелым пептидом, едва виднеющимся из рибосомы. NAC помогает в сортировке белков, которые нужно доставлять в разные места. — Finding nascent proteins the right home, The principle of antagonism ensures protein targeting specificity at the endoplasmic reticulum.
• Биохимия. Комплекс APC должен пришивать «черную метку» — убиквитин — к правильным субстратам, чтобы они вовремя уничтожались, и клеточный цикл шел как полагается. Интересно, что APC узнает свои мишени только по короткому фрагменту, которые есть и у многих других белков. Но на свои мишени он может навесить убиквитин, что тут же повышает его сродство и позволяет уверенно продолжать свою работу. Другая новость об уничтожении связана с протеасомами — машинами для деградации белков, куда направляются все, кто получил свои убиквитины. Оказывается, протеасомам не обязательно давать на вход белки с цепочкой из четырех убиквитинов, они принимают и другие типы убиквитиновых меток. — Details of destruction, one molecule at a time, Specificity of the anaphase-promoting complex: A single-molecule study, Substrate degradation by the proteasome: A single-molecule kinetic analysis. См. также: Вездесущий убиквитин.
• Драг-дизайн. Биозаменители природных молекул могли бы сделать лечение некоторых болезней значительно дешевле, но многого ожидать не стоит, так как производители хранят свои секреты, и здоровой конкуренции взяться неоткуда. — Are trade secrets delaying biosimilars?
• Биогеохимия. После весеннего цветения воды мировых океанов обогащаются углеродом, который распространяется с течениями. Теперь мы больше знаем о круговороте углерода. — Eddy-driven subduction exports particulate organic carbon from the spring bloom.
• Молекулярная биология. Фосфорилирование происходит во время огромного количества биологических процессов, и, влияя на него, можно вмешиваться во многие события в клетках и иногда даже лечить болезни. Обычно мы влияем на фосфорилирование через фосфорилирующие ферменты, но можно действовать и через те, что, наоборот, занимаются дефосфорилированием. Подобрав к ним подходящие лиганды, можно будет победить еще несколько болезней. — Preventing proteostasis diseases by selective inhibition of a phosphatase regulatory subunit.
• Геномика. Горные гориллы гомозиготны по 34% генома, и очень из-за этого страдают. Все потому, что горилл осталось очень мало, и генетическое разнообразие у них очень скромное. Можно ли вообще спасти виды в таким небольшим генетическим пулом? — Mountain gorilla genomes reveal the impact of long-term population decline and inbreeding.
• Клеточный стресс. Комплексный ответ на стресс (ISR) влияет на трансляцию белков, иммунитет и даже память. Ингибитор комплексного ответа на стресс под названием ISRIB улучшает когнитивные способности. Теперь мы знаем, как он действует (влияет на взаимодействие факторов трансляции eIF2 и eIF2B).— Mutations in a translation initiation factor identify the target of a memory-enhancing compound.
• Методика. Теперь мы можем определять расположение сотен видов индивидуальных молекул РНК в одной клетке одновременно! — Spatially resolved, highly multiplexed RNA profiling in single cells.