Каждый новый год на полуострове Кони-Айленд устраивают зимний заплыв (фото на обложке Nature). Участники этого года, делясь впечатлениями, отметили, что этот заплыв по погоде был почти как летний. Но им такой расклад дел будто бы нравится, тем более что летом погода всё такая же приятная, как раньше. Как же привлечь внимание населения к проблеме глобального потепления, которое потихоньку развивается? Ответ пытаются найти авторы Nature.

Nature #532 (7599) + онлайны: двойной геном сёмги, сравнение разных CRISPR, необходимость грязных соседей для иммунитета

• Структурка, микробиология. Избавиться от бактерий можно множеством способов, и один из них — нарушить синтез их клеточной стенки, состоящей по большей части из пептидогликана (он же муреин). Ряд антибиотиков нарушает синтез пептидогликана, который хоть и расписан во всех возможных подробностях, пока изучен не до конца. Есть фермент MraY, который активен на первых стадиях синтеза пептидогликана. Без него клеточная стенка не получится нормально. Ну а кристаллическая структура MraY, связанного с одним из лекарств против синтеза муреина, поможет понять, какими должны быть новые эффективные антибиотики. — Structural insights into inhibition of lipid I production in bacterial cell wall synthesis.
• Структурка. Про вирус Зика последние месяцы говорили так много, что раскрытие его кристаллической структуры кажется чем-то совершенно логичным. Часть белков его суперкапсида похожа на белки вируса Западного Нила, а часть — на вирус денге. Разрешение 2,7 ангстрема. — Structure of the thermally stable Zika virus.
• Структурка. Есть штука покруче CRISPR—Cas9 — CRISPR—Cpf1. Две эти ферментативные системы отличаются по ряду параметров, в том числе по тому, какая РНК направляет их работу, и к какому субстрату они специфичны. И если Cas9 уже хорошо изучили, то Cpf1 пока для исследователей более загадочна. Впрочем, вот и её кристаллическая структура подоспела. — The crystal structure of Cpf1 in complex with CRISPR RNA.
• Молекулярка. Продолжаем сравнивать CRISPR—Cas9 и CRISPR—Cpf1 и выясняем, что фермент Cpf1 в присутствии ионов магния или кальция разрезает в нужном месте не только ДНК, но и РНК. Этакая двойная нуклеаза. — The CRISPR-associated DNA-cleaving enzyme Cpf1 also processes precursor CRISPR RNA.
• Молекулярка. И ещё раз про CRISPR—Cas9 и разрывы ДНК, нужные для редактирования генов. Теперь можно разрезать только одну цепочку, не нарушая целостности второй! Ещё больше возможностей для настройки, а также для исправления точечных мутаций. — Programmable editing of a target base in genomic DNA without double-stranded DNA cleavage.
• Генетика. Лососи — рыбы образцовые: вкусные, крупные и долго живущие. Но это не полный список их выдающихся свойств. В США некоторое время назад разрешили продажу генномодифицированного атлантического лосося (сёмги). Противникам ГМО будет любопытно узнать, что все в мире лососи в некотором смысле генномодифицированные. 80 миллионов лет назад геном общего предка лососёвых рыб самопроизвольно удвоился. Изучать последствия этого удвоения, а также сравнивать ДНК других лососей поможет геном сёмги. По всем признакам выходит, что он для биологов крайне интересный и полезный. — The Atlantic salmon genome provides insights into rediploidization.
• Генетика. Постоянно кто-нибудь находит гены, варианты которых ассоциируются с теми или иными заболеваниями. Разумеется, паркинсонизм — не исключение. На сей раз отыскали элемент ДНК, управляющий экспрессией других генов риска болезни Паркинсона. Регуляторная последовательность, о которой идёт речь, управляет работой гена альфа-синуклеина. Альфа-синуклеин — белок особый. Если он имеет неправильную конформацию, молекулы альфа-синуклеина соединяются друг с другом и образуют нерастворимые бляшки. Эти бляшки в больших количествах находят в нейронах больных паркинсонизмом, а также некоторыми другими неврологическими недугами. — Parkinson-associated risk variant in distal enhancer of α-synuclein modulates target gene expression, Parkinson’s disease: Guilt by genetic association.
• Иммунология. Работу иммунной системы изучают в основном не на людях, а на мышах. Выполнять эксперименты на представителях нашего вида неэтично, а на лабораторных грызунах — не совсем правильно. Мало того что они изначально отличаются от нас по физиологии, они ещё и живут в искусственных условиях, которые существенно изменяют работу их иммунитета. У лабораторных мышей, как и у младенцев, не хватает Т-клеток памяти, которых много у взрослых людей. Этих клеток хватает у мышей того же вида, росших в сарае или в зоомагазине. Что делать? Приводить лабораторные условия в более «дикое» состояние. Как? Растить лабораторных мышей вместе с их родичами из зоомагазина, например. — Normalizing the environment recapitulates adult human immune traits in laboratory mice, Dirty room-mates make lab mice more useful.
• Иммунология. При системной красной волчанке, помимо всего прочего, мёртвые клетки не уничтожаются фагосомами как обычно. Из-за этого многие ткани постоянно воспалены: они непрерывно получают сигналы отторгать от себя мёртвое и поэтому выделяют провоспалительные цитокины (а не противовоспалительные интерлейкины). Нашли гены, ответственные за такую поломку — Atg5 и Atg7. — Noncanonical autophagy inhibits the autoinflammatory, lupus-like response to dying cells.
• Экология. При слове «планктон» мы представляем себе всяких рачков, но не простейших. А меж тем, крупные (0,6 миллиметра в диаметре) простейшие из группы ризарий (Rhizaria) хранят в себе более 5% всего органического углерода океана. А биомасса этих простейших составляет половину биомассы всего мезопланктона (в эту группу входят организмы размером от 0,2 до 20 мм). Ну ничего, теперь-то мы их оценим по достоинству и изучим как следует! — In situ imaging reveals the biomass of giant protists in the global ocean, Ocean science: The rise of Rhizaria.
• Палеонтология. Данные молекулярной биологии показывали, что в Северной Америке обезьяны появились всего 3-4 миллиона лет назад: пришли с Панамского перешейка. А вот находка окаменелости американской обезьяны (кстати, первая в своём роде!) говорит о том, что приматы очутились в Новом Свете в 7 раз раньше — около 20,9 миллионов лет назад. Примерно в это же время две Америки впервые обменялись млекопитающими. — First North American fossil monkey and early Miocene tropical biotic interchange.

Science #352 (6284) + онлайны: ген большого клюва, управление T- и B-лимфоцитами, влияние нокаутов на здоровье человека

• Структурка. То ли случайно, то ли специально работы с расшифровкой кристаллической структуру вируса Зика вышли на этой неделе не только в Nature, но и в Science. В данном случае разрешение чуть поменьше (3,8 ангстрема) и метод немного другой. — The 3.8 Å resolution cryo-EM structure of Zika virus.
• Биохимия. Убиквитинлигаза E3 сажает на белки убиквитиновые «чёрные метки», дающие сигнал протеасомам разлагать такие белки. Сама убиквитинлигаза может быть более или менее активной в зависимости от степени фосфорилирования — грубо говоря, от количества фосфатных групп, «навешанных» на молекулу фермента. Эту степень фосфорилирования определяет деятельность фермента циклин-зависимой киназы 1. — Cyclin dependent kinase 1—dependent activation of APC/C ubiquitin ligase.
• Вирусология, иммунология. Только ленивый не слышал про то, что антибиотики не помогают против вирусов. Утверждение про антибиотики верное, но зачем тогда при вирусных заболеваниях иногда прописывают антибактериальные средства? А затем, что вирус ослабляют и защиту организма от бактерий. Вот, например, вирус гриппа А, поражая моноциты, снижает их противовирусную активность (особенно у пожилых людей), и те выделяют меньше интерферонов. У мышей с искусственно ослабленным противовирусным иммунитетом нарушается работа генов Mavs и Tlr7, в результате чего устойчивость к бактериальным инфекциям тоже падает. Защита от бактерий и от вирусов связаны между собой работой гена Mx1, а также активность фермента каспазы-1/11. — Mx1 reveals innate pathways to antiviral resistance and lethal influenza disease.
• Иммунология. Дендритные клетки несут на себе рецепторы, которые реагируют на продукты жизнедеятельности бактерий (и не только) и дают сигналы активации врождённого иммунитета. Про рецепторы дендритных клеток, да и про сами клетки тоже, долгое время думали, что у них только два состояния — активное и неактивное. А сейчас выяснили, что возможно ещё и третье — «гиперактивное» (так его назвали авторы оригинальной статьи). Гиперактивные дендритные клетки с помощью каспазы 11 запускают реакции пироптоза — программируемой гибели клеток с одновременным воспалением ткани, в которой они находятся. — An endogenous caspase-11 ligand elicits interleukin-1 release from living dendritic cells.
• Иммунология. Во время созревания B-лимфоциты перестраивают гены своих иммуноглобулинов. Процедура эта довольно тонкая, поэтому есть два белка, которые отвечают за то, чтобы B-клетка вовремя входила в клеточный цикл и выходила из него. Эти белки связываются с РНК и называются ZFP36L1 и ZFP36L2. — RNA-binding proteins ZFP36L1 and ZFP36L2 promote cell quiescence.
• Иммунология, генетика. Резидентные Т-клетки памяти всё время «сидят» в одной ткани — как правило, граничащей с внешней средой. Это может быть кожа, лёгкие и кишечник. Оказывается, есть пара генов-факторов транскрипции, которые «запрещают» резидентным Т-клеткам мигрировать в другие ткани. — Hobit and Blimp1 instruct a universal transcriptional program of tissue residency in lymphocytes, биомолекула: Т-лимфоциты: путешественники и домоседы.
• Клеточная биология. Посмотрим с помощью новых методов визуализации, как сокращаются и расслабляются клетки сердца мыши, когда к микротрубочкам присоединяется тирозин и когда он от них отсоединяется. — Detyrosinated microtubules buckle and bear load in contracting cardiomyocytes.
• Социология. Смертность среди людей вроде как стала ниже, чем раньше. Однако не всё так просто: оказывается, смертность среди молодых последние 30 лет падает очень сильно, а среди пожилых — даже скорее увеличивается. Впрочем, через 40-50 лет нынешние молодые окажутся пожилыми, и смертность пожилых снизится. — Inequality in mortality decreased among the young while increasing for older adults, 1990–2010.
• Генетика. Нокаутные животные водятся не только в специальных питомниках и лабораториях. Среди людей тоже встречаются «нокауты»: у среднестатистического представителя нашего вида совсем не работает примерно сотня генов, которые нормально функционируют у других. Но это обычно не заметно, так как страдает чаще всего одна копия гена из нескольких. У детей близких родственников нокаутные гены встречаются чаще, и им от родителей нередко достаются только дефектные копии. Вот только у афганцев, геномы которых изучили авторы статьи, наличие неработающих генов будто бы никак не влияло на здоровье их владельцев. — Health and population effects of rare gene knockouts in adult humans with related parents.
• Генетика, эволюция. Дарвиновы вьюрки, как известно, отличаются размером и формой клюва. Оба параметра этого органа идеально соответствуют условиям жизни конкретного вида птиц. Теперь генетики дополнили эти наблюдения: у 60 видов древесных и земляных вьюрков отличаются последовательности нуклеотидов в гене HMGA2, и эти отличия коррелируют с длиной клюва. — A beak size locus in Darwin’s finches facilitated character displacement during a drought.
• Палеонтология. Даже титанозавры когда-то были маленькими — сразу после рождения, например. Останки одного такого малыша вида Rapetosaurus krausei, который в момент гибели весил как кошка (3,4 кг), нашли на Мадагаскаре и определили вероятную скорость роста его костей. Видимо, он рос очень быстро и, как антилопа, мог ходить сразу после рождения. — Precocity in a tiny titanosaur from the Cretaceous of Madagascar.