Nature #544 (7649) + онлайны: старые-новые динозавры, нокаутные люди, жидкокристаллический эпителий

• Иммунология, рак. Статьи о блокаде белка PD-1 при меланоме попадаются практически в каждом дайджесте. Тем не менее, монотерапии, направленные на его блокировку, работают далеко не всегда. Чтобы точнее предсказывать, как то или иное лекарство «отзовётся» в организме пациента, решили оценивать степень возобновления пула циркулирующих Tex-клеток. — T-cell invigoration to tumour burden ratio associated with anti-PD-1 response.
• Генетика. В биологии весьма часто применяется правило: «Если не знаешь, зачем что-то нужно, сломай это и посмотри, что перестанет работать». Для генов это тоже верно: природа или исследователь могут инактивировать тот или иной ген и получить генный нокаут. И хотя мы чаще слышим о нокаутных мышах и прочих лабораторных животных, существует база данных и по человеческим нокаутам. Её формируют, в частности, пакинстанские учёные. Они выявили у 10503 жителей страны 49138 редких мутаций, вызывающих нокауты 1317 генов, и связали их с 201 признаком. — Human knockouts and phenotypic analysis in a cohort with a high rate of consanguinity, Biomedicine: Human genes lost and their functions found. См. также: Нобелевскую премию по физиологии и медицине вручили за технологию нокаутирования мышей.
• Биофизика, биология развития. Оказывается, ткани живых организмов могут вести себя как жидкие кристаллы! Одна из таких тканей — эпителий. Его клетки выстилают практически все полости тела и, как показало математическое моделирование, действуют как «активный» жидкий кристалл. Движение этих клеток даёт топологические эффекты. Какие клетки погибнут, а какие будут вытеснены, определяется именно «жидкокристаллическим» поведением эпителия в целом. — Topological defects in epithelia govern cell death and extrusion, Biological physics: Liquid crystals in living tissue.
• Биофизика, биология развития. Биологи изучили, как глазчатая ящерица Timon lepidus за 4 года из невзрачно-коричневой становится ярко-зелёной в синюю и чёрную крапинку. Они выявили, что клетки, отвечающие за формирование чешуек у этой ящерицы, представляют собой живой автоматон — устройство, внешне напоминающее некий организм, но действующее на основании заложенных в него программ (как механический павлин в Эрмитаже). На основании заложенной в них программы клетки «рассчитывают», где появятся крапинки и какого цвета они будут. Клетки образуют шестиугольные ячейки и действуют в зависимости от того, какие сигналы получают от своего окружения. — A living mesoscopic cellular automaton made of skin scales, Developmental biology: How the lizard gets its speckled scales.
• Иммунология, вакцины. Иммуноглобулин А, активированный введением вакцин, может защитить от нападок на организм содержащихся в его кишечнике бактерий. Он нейтрализует факторы вирулентности, заставляющие такие бактерии становиться агрессивными, либо мешает физическому контакту микроорганизмов со стенками тонкой кишки, нарушая их разделение после размножения. В итоге микробы слипаются в кучки и не могут толком воздействовать на кишку. — High-avidity IgA protects the intestine by enchaining growing bacteria.
• Палеонтология. Родословное древо динозавров снова придётся перетряхнуть. Ряд признаков, которые считались специфичными для динозавров, на самом деле возникли едва ли не сразу после отделения предков крокодилов от предков птиц. Поэтому некоторые виды рептилий с Пангеи объединили в новую таксономическую группу — Aphanosauria. Сестринская ей группа — Ornithodira, она включает птиц и птерозавров. — The earliest bird-line archosaurs and the assembly of the dinosaur body plan.
• Нейробиология, медицина. Вещества, угнетающие активность белка атаксина 2, также устраняют симптомы двух нейродегенеративных заболеваний — бокового амиотрофического склероза и спинномозжечковой атаксии. Правда, пока только у мышей. Впрочем, это не мешает нам надеяться на клиническое применение таких веществ в будущем. — Antisense oligonucleotide therapy for spinocerebellar ataxia type 2, Therapeutic reduction of ataxin-2 extends lifespan and reduces pathology in TDP-43 mice, Neurodegenerative disease: Two—for—one on potential therapies.
• Вирусология, медицина. И снова о вирусе лихорадки Эбола. Изучение генома 1610 его представителей (это примерно 5% от всех случаев заболевания в недавней эпидемии) позволило определить, за счёт чего он распространялся по континенту в 2013–2016 годах и почему он всё-таки (к счастью) массово не вышел за пределы Африки. — Virus genomes reveal factors that spread and sustained the Ebola epidemic. См. также: Уколы от Эболы.
• Молекулярка. Белки семейства Rad51 (они же RecA) важны для гомологичной рекомбинации, а ещё они отыскивают неверно подобранные друг к другу нуклеотиды и подбирают верные матрицы для удвоения цепочки ДНК. Механизм такого поиска и подбора теперь подробно изучен in vivo у дрожжей. — Rad51-mediated double-strand break repair and mismatch correction of divergent substrates. См. также: Работа над ошибками.

Science #356 (6334) + онлайны: потенциально обитаемый спутник Сатурна, CRISPR для поиска нуклеиновых кислот, жгутик как самособирающаяся наномашина

• Молекулярка, методы. С помощью CRISPR теперь можно не только вырезать участки ДНК, но и находить молекулы ДНК и РНК, даже если их концентрация — 10⁻¹⁸ моль/л. Система для нахождения нуклеиновых кислот основана на одном из эффекторов CRISPR, Cas13a, и носит название SHERLOCK (Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing). Её уже успешно применили для выявления некоторых штаммов вируса Зика и денге. — Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2, New CRISPR tool can detect tiny amounts of viruses.
• Биология развития, иммунология. Фолликулярные Т-хелперы (TFH) влияют на происходящее в зародышевых центрах лимфатических узлов «на местах». Механизмы, по которым это руководство осуществляется, до недавнего времени не были известны, но теперь стало ясно, что эфрин Ephrin B1, выделяемый клетками зародышевых центров, мешает TFH контактировать с В-клетками. Зародышевые центры, не способные производить этот эфрин, не могли образовать и достаточное количество клеток плазмы несмотря на наличие фолликулярных Т-хелперов в них. — Ephrin B1—mediated repulsion and signaling control germinal center T cell territoriality and function.
• Экзобиология. В парáх, выбрасываемых спутником Титана Энцеладом, обнаружили водород. Водород — пища для ряда микроорганизмов. Судя по всему, он вылетает на поверхность благодаря деятельности "гео«термальных источников, а сами гипотетические микроорганизмы могут обитать в подлёдном океане Энцелада, на дне которого эти источники и находятся. — Cassini finds molecular hydrogen in the Enceladus plume: Evidence for hydrothermal processes, Detecting molecular hydrogen on Enceladus, Food for microbes abundant on Enceladus. См. также: Проксима b. Рассказ о ближайшей потенциально обитаемой экзопланете.
• Экология. В тех местах, где шла интенсивная охота, плотность популяций зверей на 83%, а птиц — на 53% ниже, чем на аналогичных территориях, где систематической охоты не велось. Этот эффект проявляется на расстояниях до 40 км от частых точек доступа охотников. — The impact of hunting on tropical mammal and bird populations.
• Клеточная биология, физиология растений. Клетки растений делятся не так, как наши с вами, потому что у них есть жёсткие клеточные стенки. Раз заданная плоскость деления клетки не может измениться, и дочерние клетки не в состоянии уползти в стороны по причине наличия той самой стенки. Плоскость, в которой будет идти митоз, можно определить по препрофазной полоске. Раньше считалось, что без неё и профазы не будет, но мутанты арабидопсиса, у которых такой пластинки нет, показали, что деление клеток корня и без неё идёт в более-менее правильных направлениях. Но это если смотреть на орган в целом, а не на отдельные клетки. — The preprophase band of microtubules controls the robustness of division orientation in plants.
• Молекулярка, методы. Геномы отдельных клеток можно секвенировать, вставляя в них массу транспозонов. Это помогает амплификации ДНК. Метод называется Linear Amplification via Transposon Insertion (LIANTI), а если перевести на русский, линейная амплификация с помощью вставки транспозонов. С его помощью попробовали выявить замены единичных нуклеотидов ДНК отдельной человеческой клетки в результате её повреждения ультрафиолетом. — Single-cell whole-genome analyses by Linear Amplification via Transposon Insertion (LIANTI).
• Молекулярка, микробиология. У бактерий транскрипция и трансляция неразрывно следуют друг за другом. Как это достигается, выяснили только сейчас. Оказывается, у E. coli РНК-полимераза и рибосома формируют комплекс, который авторы назвали экспрессомой («в честь» экспрессии генов). Именно это обеспечивает неразрывность двух процессов. — Architecture of a transcribing-translating expressome.
• Структурка. Смотрим на кристаллическую структуру динуклеосомы, составленной из гексасомы и октасомы. Нуклеосома — это часть ДНК, намотанная на белки-гистоны. Гистоны представлены в виде димеров. У октасомы 4 таких димера, а у гексасомы — 3. Нуклеосомы во время изменения экспрессии генов меняют свою конфигурацию и положение в хроматине, так что иногда они могут сталкиваться и слипаться, как и получилось в данной ситуации. — Crystal structure of the overlapping dinucleosome composed of hexasome and octasome.
• Микробиология. Бактериальный жгутик — то, без чего клетка двигаться не будет. По сути, это молекулярная наномашина (кстати, именно за изучение подобных машин присудили Нобелевскую премию по химии в 2016 году). Теперь стало понятно, как он собирает сам себя и при этом имеет нужную длину, не больше и не меньше, и за счёт чего его основа избегает выхода за пределы периплазматического пространства (у грамотрицательных бактерий это пространство между плазматической и внешней мембранами). — Nanoscale-length control of the flagellar driveshaft requires hitting the tethered outer membrane. См. также: Наноавтомобиль, молекулярный лифт и искусственные мышцы — названы лауреаты Нобелевской премии по химии 2016, Движение бактерий.
• Иммунология, вирусология, рак. Пациентам с опухолями эпителия, индуцированным папилломавирусом (ВПЧ), можно пересаживать Т-клетки. Однако такой способ лечения помогает не всем. Вероятно, причина странной избирательности в том, что Т-клетки работают не против антигенов самого ВПЧ, а против антигенов стволовых раковых клеток или против каких-то антигенов, с которыми иммунная система пациента ранее не сталкивалась. — Landscape of immunogenic tumor antigens in successful immunotherapy of virally induced epithelial cancer.