Nature #523 (7562) + онлайны: какие гены мы получили от неандертальцев, управление формой клеток в эмбриональном развитии и бактерии, способные питаться чистым цианатом

• Генетика. Большинство европейцев и азиатов унаследовали 2-4% своих генов от неандертальцев. Эти генетические варианты довольно сильно отличаются от характерных для Homo sapiens, и сейчас исследователи собирают данные о том, чем такие гены занимаются. Уже известно, что гены неандертальцев влияют на работу иммунной системы, толщину волос и риск развития некоторых кожных заболеваний. — Neanderthals had outsize effect on human biology.
• Биоинженерия. Выращивание мини-органов становится всё более популярным. На них можно исследовать механизмы развития биологических структур и тестировать новые лекарства. — The boom in mini stomachs, brains, breasts, kidneys and more.
• Иммунология. Эффективная работа иммунной системы — это не здорово, если у вас развилось аутоиммунное заболевание. Для таких пациентов исследователи пытаются найти способ смоделировать истощение иммунной системы — такое, как при хронических заболеваниях. — T-cell exhaustion, co-stimulation and clinical outcome in autoimmunity and infection.
• Клеточная биология. Митохондриальный ретикулум в мышцах устроен асимметрично: ближе к периферии мышечных клеток в нем располагаются в основном белки, занятые созданием протонного градиента, а белки, использующие этот градиент для синтеза АТФ, располагаются во внутренней части клетки — там, где АТФ нужнее всего для работы белков-моторов, обеспечивающих сокращение мышц. — Mitochondrial reticulum for cellular energy distribution in muscle.
• Структурка. Структурка РНК-полимеразы II помогла узнать, как этот фермент узнает модифицированный цитозин, встроенный в матричную ДНК. Между ним и одним из консервативных доменов полимеразы образуются водородные связи, мешающие присоединению следующего нуклеотида к синтезируемой РНК, из-за чего фермент тормозит. — Molecular basis for 5-carboxycytosine recognition by RNA polymerase II elongation complex.
• Эмбриология, молекулярка. Чтобы в эмбриональном развитии правильно формировались все нужные структуры, клетки должны определенным образом менять форму. Но делают они это не сразу, а поэтапно — сначала клетка немного меняет форму, потом расслабляется, потом снова меняет и так далее. За такое постепенное становление правильной формы клеток отвечают циклы сборки и разборки актин-миозиновых комплексов. — A self-organized biomechanical network drives shape changes during tissue morphogenesis.
• Молекулярка. Обнаружен новый путь регуляции работы митохондрий — через стеариновую кислоту, присоединяющуюся к рецептору трансферрина и мешающую его активации. Через довольно сложный каскад реакций это способствует слиянию митохондрий и их активной работе. — Regulation of mitochondrial morphology and function by stearoylation of TFR1.
• Структурка. Экзосома — молекулярная машина, способная и рубить РНК в капусту, и аккуратно их обрабатывать. До сих пор было не совсем понятно, как экзосома совмещает такие разные функции и не путает, что нужно сделать с поступившей молекулой. Оказывается, на будущее РНК, попавшей в экзосому, влияет ее структура: громоздкие молекулы могут попасть только в определенные реакционные центры. — RNA degradation paths in a 12-subunit nuclear exosome complex.
• Молекулярка, биоинженерия. Рибосомы — машины для синтеза белка — у всех изученных организмов состоят из двух субъединиц. Эти два типа субъединиц свободно плавают в растворе и превращаются в рабочую рибосому, только соединившись на матричной РНК. А теперь биоинженерам удалось получить функциональный гибрид из двух субъединиц. Такие гибридные субъединицы не будут частью общего, постоянно обменивающегося пула рибосомных половинок и позволят больше узнать о работе белок-синтезирующего аппарата клеток. — Synthetic biology: Ribosomal ties that bind, Protein synthesis by ribosomes with tethered subunits.
• Микробиология. Нитрифицирующие бактерии Nitrososphaera gargensis в основном занимаются окислением аммония и мочевины, но способны расти и на чистом цианате. Это первый обнаруженный организм с такой способностью. — Microbiology: Cyanate fuels the nitrogen cycle, Cyanate as an energy source for nitrifiers.
• Структурка. Структурка хеликазного комплекса MCM, важного для репликации ДНК и регуляции эукариотического клеточного цикла. — DNA replication: Strand separation unravelled, Structure of the eukaryotic MCM complex at 3.8 Å.
• Структурка. Киназа HipA помогает развитию множественной лекарственной устойчивости у бактерий E.coli. Интересно, что ее мутации, повышающие устойчивость бактерий к антибиотикам, располагаются далеко от активного центра. Оказалось, что такие мутации мешают HipA связываться с другим белком, в паре с которым HipA регулирует собственную наработку. — HipBA—promoter structures reveal the basis of heritable multidrug tolerance.

Science #349 (6247) + онлайны: органика кометы Чурюмова-Герасименко, внутриклеточные лазеры и робо-водомерка

• Органическая химия. Спецвыпуск Science посвящен первым результатам исследования кометы Чурюмова-Герасименко. Для нас она особенно интересна тем, что на ее поверхности обнаружено множество углеродсодержащих молекул пока не совсем понятного происхождения. — Philae’s first days on the comet, Organic compounds on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko revealed by COSAC mass spectrometry.
• Биофизика. Сразу двум командам ученых удалось ввести в клетки миниатюрные лазеры, состоящие из шариков, покрытых флуоресцентным красителем. Чтобы шарики работали в качестве лазеров, их нужно облучать светом достаточной интенсивности. С помощью уникальных наборов таких мини-лазеров с разными длинами волн можно отслеживать судьбы отдельных клеток. — Tiny built-in lasers light up living cells.
• Медицина. Кажется, образование амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера — это причина, а не следствие заболевания. В последнее время вышло несколько работ, в которых состояние мозга больных улучшалось при введении антител к образующей бляшки форме белка или же при стимуляции борьбы их собственной иммунной системы с этим белком. — Alzheimer’s amyloid theory gets modest boost.
• Биомеханика. Инженеры сконструировали робо-водомерку, воспроизводящую способ передвижения своих природных собратьев. — Two leaps forward for robot locomotion, Jumping on water: Surface tension—dominated jumping of water striders and robotic insects.
• Иммунология. Остатки мертвых клеток нужно аккуратно удалять из организма, и этим занимается иммунная система. В контроле фагоцитоза собственных погибших клеток организма участвует белок p53, также известный как важный опухолевый супрессор. — A p53-regulated immune checkpoint relevant to cancer, Control of signaling-mediated clearance of apoptotic cells by the tumor suppressor p53.
• Клеточная биология. Воспаление влияет на внутреннюю жизнь клеток — в их эндоплазматической сети запускается стрессовый ответ. Эндоплазматическая сеть узнает о воспалении по усилению активности NO-синтетазы, которое вызывает модификацию одного из белков-регуляторов стрессового ответа. — S-Nitrosylation links obesity-associated inflammation to endoplasmic reticulum dysfunction.
• Экология. Ученые проанализировали связь толщины колец деревьев, которая отражает их благосостояние в определенном году, и засухи. Оказалось, что дольше всех помнят последствия засухи, как ни странно, сосновые деревья сухих регионов. — Pervasive drought legacies in forest ecosystems and their implications for carbon cycle models.
• Молекулярка, клеточная биология. Бактериальный токсин ACD связывает молекулы актина в токсичные димеры и очень эффективно отравляет клетки даже в малых дозах, поскольку эти «вторичные токсины» сами блокируют работу белка формина, полимеризующего актин, а без этого процесса клетка не жилец. — ACD toxin—produced actin oligomers poison formin-controlled actin polymerization.
• Биоинформатика. Заразиха — это паразитическое растение, которое прорастает на корнях других растений. Чужие корни она чувствует по растительному гормону стриголактону, который стимулирует ветвление корней. Ген рецептора этого гормона у заразихи произошел от общего предка с геном рецептора растений -хозяев паразита, и оба они в результате конвергентной эволюции стали очень похожими. — Convergent evolution of strigolactone perception enabled host detection in parasitic plants.
• Иммунология. Разбор ошибок, в результате которых появилась одна из неработающих вакцин против ВИЧ. Побольше бы таких работ. — Diversion of HIV-1 vaccine—induced immunity by gp41-microbiota cross-reactive antibodies.
• Иммунология. В цитоплазме наших клеток есть фермент, который запускает синтез циклических молекул ГМФ-АМФ в ответ на появление в цитоплазме ДНК вирусов, в том числе и ВИЧ (после обратной транскрипции). Эти сигнальные молекулы запускают антивирусный ответ. Интересно, что они могут паковаться в вирусные частицы и помогать следующим клеткам, в которые попадет новое поколение вирусов, бороться с инфекцией. Может, имеет смысл добавлять такие молекулы в вакцины? — Transmission of innate immune signaling by packaging of cGAMP in viral particles, Viruses transfer the antiviral second messenger cGAMP between cells.
• Биоинформатика, микробиология. Метагеном — это сборная солянка из ДНК целого сообщества организмов. Если взять метагеном кишечных бактерий, то последовательности ориджинов — стартовых точек репликации — будут там встречаться чаще всего. Оказывается, отношение величины этого пика фрагментов, соответствующего ориджинам, к числу наиболее редких последовательностей отражает динамику численности сообщества. Это очень удобно, потому что какие-то выводы о динамике численности микробиоты теперь можно будет сделать даже по данным для единственной временной точки. — Growth dynamics of gut microbiota in health and disease inferred from single metagenomic samples.