Nature #556 (7700) + онлайны: нейроны родительской заботы, хорьки-микроцефалы и трагический половой диморфизм

• Нейробиология. В мозге мышей обнаружили нейроны, связанные с проявлениями родительской заботы — нейроны медиальной преоптической области гипоталамуса, экспрессирующие галанин (MPOA^Gal). Эти нейроны принимали сигналы от многих других контуров, активация которых зависела от репродуктивного статуса животного. Интересно, что среди MPOA^Gal удалось выделить подгруппы, активные во время определенной родительской деятельности — например, груминга и обнюхивания мышат. — Functional circuit architecture underlying parental behaviour.
• Молекулярка. Белковые комплексы, отвечающие за распределение нуклеосом по ДНК и за их гистоновый состав, влияют на экспрессию генов, репарацию и репликацию. Поэтому исследователям интересны структуры и принципы работы таких комплексов. Исследователи из Германии и Англии представили структуры комплекса INO80, связанного с нуклеосомой. Интересно, что активности комплекса по перемещению нуклеосомы вдоль ДНК и по замене гистонов оказались связанными — движение ДНК через нуклеосому, которое обеспечивает комплекс, делает доступными для модификации или замены определенные гистоны в составе нуклеосомы. — Structural basis for ATP-dependent chromatin remodelling by the INO80 complex, Structure and regulation of the human INO80—nucleosome complex.
• Рак, генетика. Опухоль происходит из единственной клетки, однако из-за частых мутаций потомки этой клетки начинают сильно различаться между собой. Исследовав органоиды, выращенные из единичных клеток опухолей толстой кишки, ученые показали, что потомки одной раковой клетки существенно различаются не только генетически, но и по метилированию, и по транскриптомам. Эти различия могли вызывать разную чувствительность к противоопухолевым препаратам даже у клеток-близких родственниц. — Intra-tumour diversification in colorectal cancer at the single-cell level.
• Молекулярка. Убиквитин — метка, присоединяемая специальными ферментами к тем белкам, которые нужно отправить на переработку. Раньше в клетках человека были описаны только случаи присоединения убиквитина к лизиновым остаткам белков. В новой же статье описывается встречающаяся в нейронах человека убиквитин-лигаза MYCBP2, присоединяющая убиквитин к треонину. — Activity-based E3 ligase profiling uncovers an E3 ligase with esterification activity. биомолекула: Вездесущий убиквитин, «Вездесущий убиквитин» возвращается.
• Эволюция. Анализ геномов 1011 изолятов дрожжей Saccharomyces cerevisiae позволил узнать историю этого вида. Происхождение у них всех общее, а вот одомашнивание происходило несколько раз. Среди одомашненных дрожжей со временем стали распространены полиплоидия и анеуплоидия, а эволюция геномов диких штаммов в основном происходила за счет однонуклеотидных полиморфизмов. — Genome evolution across 1,011 Saccharomyces cerevisiae isolates.
• Нейробиология, иммунология. Макрофаги мозга — микроглия — учатся реагировать на воспалительные стимулы одним из двух способов — либо способствуя, либо подавляя воспаление. Первая реакция называется тренировкой, вторая — толерантностью. Оказалось, что память микроглии о былых воспалениях влияет на развитие неврологических заболеваний у мышей. В частности, режим тренировки усиливал образование β-амилоидных фибрилл в мышиной модели болезни Альцгеймера, а режим толерантности, наоборот, снижал. Интересно, что макрофаги помнят воспаление долго, не меньше полугода, так что его влияние на состояние мозга может оказаться сильно отсроченным. — Innate immune memory in the brain shapes neurological disease hallmarks.
• Нейробиология. Из исследований микроцефалии мы знаем, какие гены необходимы для разрастания коры мозга человека и для образования сложной структуры его борозд. У микроцефалов функция этих генов нарушена. Однако на мышах исследовать такие гены невозможно — ведь мозг даже здоровых мышей мал и гладок. Так, мутация гена ASPM, приводящая у человека к образованию коры мозга, в два раза меньшей нормальной, не оказывает на развитие мышиного мозга почти никакого эффекта. Выход есть — исследовать эту мутацию на хорьках, мозг которых крупнее мышиного и обладает глубокими бороздами. Получив линию хорьков с нокаутом гена aspm, ученые установили, что у хорьков без активности этого гена, как и у людей, развивается микроцефалия. Интересно, что у развивающихся зародышей мутантных хорьков увидели аномальные перемещения глиальных клеток, в которых участвовал подтип клеток — нейронных предшественников, отсутствующий у мышей и задействованный в увеличении размеров коры у приматов. — Aspm knockout ferret reveals an evolutionary mechanism governing cerebral cortical size.
• Эволюция. Половой отбор не только заставляет самцов выглядеть странно, он зачастую делает их жизнь существенно сложнее. Одни исследователи считают, что это полезно для популяции, потому что помогает отсеивать неблагоприятные мутации. Другие думают, что высокие затраты самцов на странные и даже затрудняющие жизнь вещи снижают возможности популяции приспосабливаться к меняющимся условиям. История ископаемых остракод — небольших двустворчатых ракообразных — показала, что вторая группа ученых права как минимум в одном случае. Остракоды с наиболее сильным половым диморфизмом вымирали в десять раз быстрее, чем виды, у которых самцы минимально отличались от самок. — High male sexual investment as a driver of extinction in fossil ostracods.
• Молекулярка. Контроль качества мРНК необходим, чтобы клетка не тратила ресурсы на производство мусора. Новая работа показала, что у млекопитающих один из белков для контроля качества мРНК — Pelo — важен для регуляции делений и дифференцировки эпидермальных стволовых клеток. В отсутствие активности Pelo эпидермальные стволовые клетки делились слишком часто и аномально дифференцировались. Трансляция в этих стволовых клетках была активнее, чем в норме, но при этом рибосомы часто проходили по мРНК лишь небольшие расстояния. С этими нарушениями помогало справиться снижение уровня трансляции через подавление активности mTOR. — An evolutionarily conserved ribosome-rescue pathway maintains epidermal homeostasis.

Science #360 (6385) + онлайны: идеальное жилье для норовируса, компартментализация без мембран и исследование миллионов генеалогических деревьев

• Иммунология. Иммунная система в норме должна уметь отличать свои антигены от даже очень сходных с ними чужеродных антигенов. Исследователи из Англии и Австралии пронаблюдали, как иммунная система учится правильно реагировать на чужеродный антиген, похожий на собственный антиген организма. Для этого в клетках иммунной системы, находящихся в зародышевых центрах, происходит повышенное число мутаций. Ученые показали, что рецепторы иммунных клеток, которые раньше были аутореактивными, из-за того, что учились реагировать на похожую чужеродную молекулу, очень быстро отучаются реагировать на собственный антиген. А вот мутации, помогающие лучше связывать чужеродный антиген, появлялись позднее. — Redemption for self-reactive antibodies, Germinal center antibody mutation trajectories are determined by rapid self/foreign discrimination.
• Генетика. Крупнейшие сайты по исследованию генеалогии собрали данные порядка 130 миллионов пользователей. Хотя к этим генеалогическим деревьям не прилагается генетическая информация, для многих из них доступны данные о продолжительности жизни людей, их месте жительства и некоторых болезнях. Благодаря анализу таких данных ученым из США и Израиля удалось оценить вклад наследственности в продолжительность жизни, а также узнать некоторые закономерности географического распространения семей. — Crowdsourced genealogies and genomes, Quantitative analysis of population-scale family trees with millions of relatives.
• Молекулярка. Для нормальной жизни клетки важно поддерживать импорт определенных белков в митохондрии. Американские исследователи описали путь ответа, который запускается, если импорт в митохондрии по каким-то причинам тормозится и белки начинают накапливаться на поверхности органеллы. Чтобы бороться в этой проблемой, клетка привлекает специальные белки, которые пытаются прочистить каналы мембран митохондрий. — MitoCPR—A surveillance pathway that protects mitochondria in response to protein import stress. биомолекула: У млекопитающих найден белок, перемещающийся из митохондрий в ядро.
• Вирусология. Хитрые норовирусы заражают не любые клетки кишечника, а только довольно редкие хохолковые клетки. Это хеморецепторные клетки, реагирующие на определенные интерлейкины и продуцирующие интерлейкин 25. Хохолковые клетки не только размножаются в ответ на появление интерлейкинов, но и устойчивы к зачистке иммунной системой. Получается крайне удобное место обитания для вируса. — Tropism for tuft cells determines immune promotion of norovirus pathogenesis.
• Молекулярка. Прион-подобные РНК-связывающие белки растворимы, когда находятся в ядре, но слипаются в агрегаты, если по ошибке оказываются в цитоплазме. Новое исследование показало, что способность таких белков к агрегации зависит от соотношения РНК/белок в среде. Как снижение уровня РНК, так и нарушения ее связывания с белком приводили к тому, что белки начинали слипаться. Видимо, в своем нормальном месте обитания — ядре — прион-подобные РНК-связывающие белки просто никогда не испытывают недостатка в РНК. — RNA buffers the phase separation behavior of prion-like RNA binding proteins.
• Молекулярка. Компартментализацию можно организовать и без мембран — так, в растворе могут образовываться РНК-богатые компартменты. Эта способность РНК образовывать компартменты зависит от ее вторичной структуры — определенные конформации стимулируют молекулы слипаться друг с другом. В новой работе показано, как белок Whi3 индуцирует изменения конформации РНК, способствуя разделению фаз в жидкости. — MRNA structure determines specificity of a polyQ-driven phase separation. биомолекула: Разделяй и властвуй: роль разделения фаз в жизни клетки.
• Структурка. Опубликованы структуры полного комплекса дрожжевой АТФ-синтазы, встроенной в мембрану. Чтобы части комплекса не крутились относительно друг друга, авторы сшили определенные части ротора и статора. В комплект входит структура комплекса, полученная в присутствии ингибитора олигомицина, и позволяющая понять, почему эти молекулы мешают синтезу АТФ. — High-resolution cryo-EM analysis of the yeast ATP synthase in a lipid membrane.