Экология

Прогнозирование климатических изменений

Изменение климата является глобальной проблемой, требующей участия не только экологов, но и изменения политики государств по экологическим вопросам во всем мире. В связи с этим была проведена конференция ООН по вопросам изменения климата, итогом которой стал Климатический пакт Глазго. Он предполагает почти 200 стран. Эффективность принятых мер подтверждают и исследователи, прогнозируя потепление, не превышающее 2 градусов Цельсия при соблюдении всех условий и сроков пакта. Ограничение потепления требует срочной разработки политики, направленной на уменьшение выбросов CO₂ всеми странами без исключений. — Realization of Paris Agreement pledges may limit warming just below 2 °C.

Эволюция

Климат и эволюция Homo Sapiens

Изменение климатических условий интересует нас не только с точки зрения экологии, но и как ключевой фактор эволюции нашего вида. Долгое время считалось, что климатические сдвиги за последние 2 миллиона лет сыграли ключевую роль в эволюции рода Homo. В новом исследовании, используя имеющиеся палеоклиматические данные, ученые создали модель для изучения пространственно-временной пригодности среды обитания для пяти видов гоминидов за последние 2 миллиона лет. Они показали влияние климатических факторов на распространение этих видов и эволюционную трансформацию. — Climate effects on archaic human habitats and species successions.

Транскриптомный атлас клеток примата

Авторы следующего исследования, посвященного эволюции человека, применили метод создания транскриптомного атласа клеток. Но в качестве объекта исследований использовался нечеловекообразный примат Macaca fascicularis ввиду его эволюционной близости. Такой атлас можно использовать для изучения физиологии, болезней и старения человека. Это также даст представление об эволюционных механизмах, лежащих в основе различных функций организма у приматов и людей. — Cell transcriptomic atlas of the non-human primate Macaca fascicularis.

Структурка

Активация трансмембранных рецепторов

Рецепторы, сопряженные с G-белком (GPCRs), составляют большое семейство трансмембранных рецепторов. Они выполняют функцию активаторов внутриклеточных путей передачи сигнала, приводящих в итоге к клеточному ответу. Адгезивные G-белковые рецепторы (aGPCRs) составляют эволюционно древнее семейство рецепторов, которые часто подвергаются аутопротеолизу с образованием α- и β-субъединиц. В новой работе на страницах Nature исследователи представили три структуры криоэлектронной микроскопии aGPCR, две из которых активируются специальным белковым комплексом. Исследование дает структурное и биохимическое представление о механизме активации aGPCR. — Tethered peptide activation mechanism of the adhesion GPCRs ADGRG2 and ADGRG4.

Структура теломеразы человека

Теломераза человека представляет собой РНК-белковый комплекс, который удлиняет 3’-конец линейных хромосом путем синтеза множественных копий теломерного повтора. Теломераза активна при таких важных процессах, как прогрессирование рака и обновление стволовых клеток, а неактивная теломераза является причиной старения клеток. На страницах Nature исследователи представили структуры каталитического ядра теломеразы человека, теломеразной обратной транскриптазы и теломеразной РНК, полученные с помощью криоэлектронной микроскопии. Представленные данные обеспечивают уникальное понимание механизма активности теломеразы. — Structure of active human telomerase with telomere shelterin protein TPP1, «Биомолекула»: «Теломеры и новые мишени протоонкогенной терапии», «“Нестареющая” Нобелевская премия: в 2009 году отмечены работы по теломерам и теломеразе».

Микробиология

Зависимый микробиом

Изменения, происходящие в микробиоме кишечника, могут быть причиной широкого спектра заболеваний. Факторы, являющиеся причиной «здорового» и «больного» микробиома и стали предметом исследования в новой статье в Nature. Ученые изучили бактериальный состав, антибиотикорезистентность, функцию кишечных микробиомов населения Нидерландов и сопоставили с факторами окужающей среды. Оказалось, что микробиом формируется в первую очередь окружающей средой и совместным проживанием, и лишь малая часть таксонов является наследственной. Это исследование дает всесторонний обзор микробиома кишечника и влияющих на него факторов, что необходимо для разработки методов терапии, нацеленных на микробиом. — Environmental factors shaping the gut microbiome in a Dutch population, «Биомолекула»: «Микробиом кишечника: мир внутри нас».

Генная инженерия

Химическое репрограммирование соматических клеток

В последние десятилетия многократно увеличилось количество исследований, направленных на изучение плюрипотентных стволовых клеток и их свойств. Сейчас их потенциальные возможности в регенеративной медицине и лабораторных исследованиях не являются секретом, однако, весьма перспективны поиски новых путей репрограммирования соматических клеток в стволовые плюрипотентные. Широко используются подходы с применением внутренних компонентов клетки, но авторы нового исследования рассказывают о более простой и легко контролируемой химической стимуляции и методе химического репрограммирования. — Chemical reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem cells, «Биомолекула»: «Ствол и ветки: стволовые клетки».

Молекулярка

Контроль транскрипции взаимодействием энхансера и промотора

Считается, что трехмерные взаимодействия энхансера и промотора регулируют уровень транскрипции генов эукариот. Авторы нового исследования в Nature изучили природу этой взаимосвязи, исследовав различное положение энхансера относительно фиксированного промотора. Анализ сотен клеточных линий показал, что транскрипционный эффект энхансера зависит от вероятности его контакта с промотором посредством нелинейной зависимости. Это раскрывает потенциальный механизм того, как дистальные энхансеры действуют на больших геномных расстояниях, устанавливая, таким образом, роль хромосомной структуры в регуляции транскрипции. — Nonlinear control of transcription through enhancer–promoter interactions.

Иммунология

Иммунотерапия антителами против ВИЧ-1

ВИЧ-инфекция — заболевание, вызываемое вирусом иммунодефицита человека и поражающее иммунные клетки, — остается одной из главных проблем общественного здравоохранения. В новой работе на страницах научного медиагиганта рассматривается иммунотерапия антителами против ВИЧ-1. Исследователи сообщают о клиническом исследовании, в ходе которого пациенты с ВИЧ получали определенные дозы широконейтрализующих антител. Данные исследования свидетельствуют о том, что введение антител влияет на резервуар ВИЧ-1, но потребуются дополнительные более крупные и продолжительные исследования, чтобы определить точное влияние иммунотерапии. — Prolonged viral suppression with anti-HIV-1 antibody therapy.

Защита солидных опухолей от CAR T-терапии

Терапия CAR T-клетками показала себя в качестве перспективного метода терапии гематологических злокачественных новообразований, однако, она менее эффективна при лечении солидных опухолей. Причина в том, что солидные опухоли могут иметь внутренние механизмы устойчивости клеток к цитотоксичности CAR Т-клеток. В новой работе исследователи изучили потенциальные пути резистентности солидных опухолей и выяснили, что потеря генов в сигнальном пути рецептора интерферона-γ (IFNγR) сделала глиобластому и другие солидные опухоли более устойчивыми к уничтожению CAR Т-клетками как in vitro, так и in vivo. Дело в том, что данный сигнальный путь был необходим для достаточной адгезии CAR T-клеток и, следовательно, продуктивной цитотоксичности. — CAR T cell killing requires the IFNγR pathway in solid but not liquid tumours.

Регуляторные CD8 + Т-клетки

На страницах нового выпуска Science группа исследователей представила доказательства того, что подмножество CD8 + T-клеток человека избирательно подавляет патогенные CD4 + T-клетки при аутоиммунных или инфекционных заболеваниях, включая грипп и COVID-19, то есть выполняют, помимо цитотоксической, еще и регуляторную функцию. Отличительной чертой таких клеток являются иммуноглобулин-подобные рецепторы клеток-киллеров (KIR). Таким образом, KIR + CD8 + T-клетки могут быть важной терапевтической мишенью для контроля аутоиммунных заболеваний. — KIR+CD8+ T cells suppress pathogenic T cells and are active in autoimmune diseases and COVID-19.

Физиология

Новая терапевтическая мишень для регуляции болезней печени

Неалкогольная жировая болезнь печени — это общий термин для аномалий печени, характеризующихся накоплением жира, повреждением печени, воспалением и фиброзом. Это патологическое состояние имеет распространенность около 25% во всем мире и вызывает опасные для жизни заболевания, такие как ожирение, инсулинорезистентность и сахарный диабет. Авторы следующей работы исследовали контроль метаболизма липидов с помощью ингибирования передачи некоторых сигналов протеинкиназным комплексом mTORC1. Это привело к ингибированию печеночного липогенеза и защитило модельных мышей от жировой болезни печени. — Inhibition of nonalcoholic fatty liver disease in mice by selective inhibition of mTORC1.

Как кишечник разговаривает с мозгом

Микробиом желудочно-кишечного тракта млекопитающих содержит большое количество разнообразных микроорганизмов. Бактериальные продукты, такие как метаболиты и фрагменты клеточной стенки, участвуют в метаболических путях хозяина, а кишечная микробиота напрямую влияет на центральную нервную систему, являясь фактором развития мозга и модуляции поведения. В новом выпуске Science опубликована работа, показывающая, что бактериальные пептидогликаны напрямую ингибируют активность стимулирующих питание нейронов в гипоталамусе и в конечном итоге снижают аппетит и температуру тела. — Bacterial sensing via neuronal Nod2 regulates appetite and body temperature.

Сфинголипидная предрасположенность

В своем исследовании, опубликованном на прошедшей неделе в Science, ученые обнаружили неожиданную роль мембранных липидов в установлении клеточной идентичности и тканевой архитектуры. Липидомы действительно различаются среди типов клеток и перепрограммируются в событиях дифференцировки. Согласно проведенному исследованию, сфинголипиды определяют транскрипционные программы фибробластов, популяции которых находятся в разных слоях кожи человека. — Sphingolipids control dermal fibroblast heterogeneity.

Элегантный механизм устранения дефектов и повреждений эпителия

Защитные и барьерные функции эпителия необходимы для предотвращения воздействий окружающей среды и организма. Чтобы выполнять эти функции, эпителиальным тканям необходимо поддерживать свою целостность. В своей новой работе группа исследователей раскрыла элегантный механизм поддержания целостности эпителия. Оказывается, апикально поляризованный рецептор, расположенный к клетках эпителия, пространственно отделен от своего лиганда, который циркулирует в базальной среде. Дефекты полярности, характерные для опухолевых клеток или ран, приводят к неправильной локализации рецептора, что делает возможным связывание лиганда и передачу сигнала, а затем — обнаружение аномалий и восстановление целостности эпителия. — Epithelial monitoring through ligand-receptor segregation ensures malignant cell elimination.