Партнер дайджеста — Университет «Сириус»

Университет «Сириус» — это качественно новый подход к образованию и научно-исследовательской деятельности. В нем нет привычных факультетов и кафедр, ядро университета составляют Научные центры по приоритетным для России направлениям, которые возглавляют ученые с мировым именем.

Иммунология

Психоделики и иммунитет

Новое исследование показывает, как взаимодействие между иммунными и нервными клетками управляет реакцией мозга на стресс и страх, открывая перспективы для лечения психических расстройств с помощью психоделиков. Ученые обнаружили, что астроциты в миндалине — области мозга, связанной с эмоциями, — регулируют страх, вызванный стрессом, через рецептор эпидермального фактора роста (EGFR), который подавляет воспалительные процессы, усиливающие тревожное поведение. При хроническом стрессе в оболочки мозга проникают иммунные клетки (моноциты), что усиливает страх, но EGFR ограничивает этот процесс. Психоделические вещества, как показали эксперименты, способны устранять скопление моноцитов у мышей и снижать страх, восстанавливая баланс нейроиммунных взаимодействий. — Psychedelic control of neuroimmune interactions governing fear.

Нейробиология

Кетамин против депрессии: Как препарат «перезагружает» сети мозга

Депрессия часто связана с нарушениями в работе определенных участков мозга, отвечающих за эмоции, а кетамин известен своей способностью быстро облегчать симптомы. Однако точный механизм его действия на уровне взаимодействия целых мозговых сетей оставался неясным. Исследователи разработали новую платформу для анализа активности мозга у мышей (MBFA), которая объединяет многоканальные записи нейронной активности, моделирование стресса и машинное обучение. Это позволило увидеть, как хронический стресс нарушает нормальные паттерны колебаний и связей между восемью ключевыми областями мозга, причем особую роль в этих нарушениях играет миндалевидное тело. Анализ показал, что кетамин быстро восстанавливает нормальную работу этих мозговых сетей, оказывая компенсирующее действие, что и объясняет его выраженный антидепрессивный эффект. Этот новый метод не только проливает свет на природу депрессии, но и открывает возможности для оценки эффективности различных методов лечения. — Mesoscale brain-wide fluctuation analysis: revealing ketamine’s rapid antidepressant across multiple brain regions.

Нейробиология ПРЛ

Нарушение чувства идентичности — одна из ключевых черт пограничного расстройства личности (ПРЛ), проявляющаяся уже в подростковом возрасте. Чтобы понять нейронные основы этого явления, ученые с помощью ФМРТ исследовали активность мозга у девушек-подростков с ПРЛ, ранее не принимавших лекарств, и здоровых сверстниц во время выполнения заданий, требующих размышления о себе или о знакомых. По сравнению с контрольной задачей (обработка фактов), у пациенток с ПРЛ при размышлении о себе наблюдалась заметно сниженная активность в правой дорсолатеральной префронтальной коре — области, связанной с когнитивным контролем. Это может указывать на ослабленный сознательный контроль над процессом самоанализа при ПРЛ. Примечательно, что при размышлении о других людях подобных специфических отличий в активации мозга выявлено не было, хотя наблюдались некоторые особенности в работе медиальной лобной коры, связанные скорее с выполнением контрольной задачи. — Brain functional abnormality in drug naïve adolescents with borderline personality disorder during self- and other-reflection.

Не только нейроны: Глиальные клетки дирижируют сном, отдыхом и питанием у мух

Как мозг регулирует короткие периоды отдыха и сна, которые необходимы для его нормальной работы? Исследуя плодовых мушек дрозофил, ученые обнаружили, что два основных типа глиальных клеток (астроцитоподобные и обволакивающие), распределенных по всему мозгу, действуют как локальные регуляторы этих коротких состояний покоя. Их активность, измеряемая по уровню кальция, изменяется в ответ на метаболические сигналы (углекислый газ, кислотность) и собственную активность мухи, а также подчиняется суточным ритмам. Более того, искусственная активация этих глиальных клеток заставляет муху отдыхать. Отдельная группа нейронов при этом контролирует гомеостаз питания. Эти результаты показывают, что глиальные клетки играют ключевую роль, связывая метаболизм мозга с необходимостью отдыха и сна, выступая в роли своеобразных гомеостатических контроллеров. — Dynamics of glia and neurons regulate homeostatic rest, sleep and feeding behavior in Drosophila.

Эволюция

Антибиотики и наш кишечник: невидимая эволюция устойчивости

Как именно прием антибиотиков приводит к появлению устойчивых бактерий в реальных условиях, а не в пробирке, до сих пор было не до конца ясно. Чтобы разобраться, ученые провели исследование с участием 60 человек: им давали распространенный антибиотик ципрофлоксацин и затем анализировали ДНК бактерий из образцов стула, собранных в течение длительного времени. Используя новый компьютерный метод, они смогли изучить геномы тысяч популяций обычных кишечных бактерий каждого участника. Анализ миллионов генетических вариаций показал, что у более чем 500 популяций бактерий произошли «избирательные зачистки» (selective sweeps) — быстрые эволюционные изменения под давлением антибиотика. Оказалось, что многие разные виды бактерий эволюционировали схожим образом, приобретая мутации в гене ДНК-гиразы — основной мишени ципрофлоксацина, причем часто изменения происходили в одном и том же участке этого гена. Примерно 10% изначально уязвимых бактерий стали устойчивыми именно через такие мутации. Тревожным открытием стало то, что эти мутации, возникшие прямо в кишечнике участников (а не пришедшие извне), сохранялись более 10 недель и, по прогнозам, не исчезнут в течение года, при этом не ослабляя сами бактерии. Это исследование доказывает, что даже короткий курс ципрофлоксацина запускает быструю эволюцию устойчивости у наших кишечных бактерий, которая сохраняется надолго, подчеркивая роль человеческого кишечника как «инкубатора» для супербактерий и выявляя ключевые факторы этой адаптации. — Brief antibiotic use drives human gut bacteria towards low-cost resistance.

Энтомология

Адский муравей из Бразилии

Случайная находка в музейной коллекции перевернула представления об эволюции муравьев: энтомолог обнаружил в известняке окаменелость необычного муравья возрастом 113 миллионов лет — древнейшую из когда-либо найденных. Этот экземпляр, найденный в Бразилии, оказался представителем вымершей группы «адских муравьев» с уникальными серповидными челюстями для охоты, что на 13 миллионов лет старше предыдущих находок из Северного полушария. Детальные 3D-сканы подтвердили его принадлежность к этой группе и помогли описать новый вид. Открытие не только заполняет пробел в знаниях об эволюции муравьев в Южной Америке, но и доказывает, что адские муравьи как группа появились раньше, чем считалось, предполагая, что именно этот континент мог быть центром эволюции древних «адских муравьев», чье последующее вымирание остается загадкой. — Oldest ant fossil ever found reveals history of ‘hell ants’.

Генетика

Разгадка Менделя

Более полутора веков назад Грегор Мендель заложил основы генетики, изучая горох в монастырском саду, но молекулярные механизмы его семи признаков долго оставались тайной. Новое исследование в журнале Nature, проведенное Шифэном Ченом и его коллегами, наконец раскрыло гены, отвечающие за последние три признака — цвет стручка, расположение цветков и съедобность стручков, — а также выявило миллионы генетических маркеров на основе 700 сортов гороха. Открытия, например, о желтых стручках, вызванных дефектом ДНК, влияющим на хлорофилл, или об усиках, которые облегчают уборку, но могут снижать урожай, дают селекционерам мощный инструмент для создания улучшенных сортов гороха, продолжая дело Менделя в современном сельском хозяйстве. — Massive pea study solves last genetic riddles of famed friar.

Этология

Почему самки бонобо доминируют над самцами

Доминирование самок над самцами — редкость у млекопитающих, особенно когда самцы крупнее, но у бонобо (карликовых шимпанзе) это норма. исследователи проанализировали данные за 30 лет наблюдений за шестью дикими группами бонобо, чтобы понять причины этого явления. Они проверили три гипотезы: эффект самоорганизации (победы и поражения влияют на будущие конфликты), контроль самок над размножением и создание самками коалиций. Результаты подтвердили только последнюю гипотезу: самки бонобо часто объединяются, причем в 85% случаев — против самцов; чем активнее самки создавали коалиции, тем выше был их ранг по сравнению с самцами и тем чаще они выигрывали конфликты. Таким образом, именно коллективные действия и взаимопомощь являются ключевым поведенческим инструментом, позволяющим самкам бонобо получать и удерживать власть над самцами. — Drivers of female power in bonobos.