https://biomolecula.ru/notices/kraudfanding-na-kalendar
Подписаться
Оглавление

SciNat за август 2015 #4: агрессивные клетки-победительницы, белые вороны сетчатки, регуляция регуляции сплайсинга

  • 357
  • 0,9
  • 0
  • 0
Добавить в избранное
Дайджест
Спецвыпуск Science на этой неделе посвящён защите лесов. На фотографии, ставшей обложкой номера, эколог Роман Дайал (Roman Dial) исследует состояние эвкалиптов вида Eucalyptus regnans. Ни для кого не секрет, что эвкалипт — одно из важнейших деревьев Австралии, поэтому его здоровье надо беречь в первую очередь. Подобные работы с другими видами деревьев проводят и на других континентах.
Если вы этим летом были в лесу (не важно, в какой стране), задумайтесь: много ли вы видели генномодифицированных деревьев? Скорее всего, ни одного: стандартов для генной инженерии обитателей леса пока просто не существует. Лесу посвящены статьи спецвыпуска Science. Помимо деревьев, в номере: связь рака с потенциалом покоя, необычная работа фактора транскрипции, флуоресценция против растения-полупаразита. А Nature рассказывает, откуда у эукариот гены прокариот, как остановить артериальную гипертонию одним геном и что применить, чтобы найти новые необычные клетки в хорошо изученной ткани.

Nature #524 (7565) + онлайны: клетки-победительницы и клетки-неудачницы, нейроны-белые вороны, алгоритм для поиска новых типов клеток

  • Структурка, микробиология. Обычно бактерии извлекают фосфор из фосфатов, но когда всё плохо и ресурсы фосфатов на исходе, они могут воспользоваться и фосфонатами. Это эфиры фосфоновых кислот, в которых присутствует весьма стойкая связь атома углерода с атомом фосфора (С—P; в органических фосфатах углерод соединяется с фосфором через атом кислорода). Чтобы разлагать фосфонаты, нужен специальный ферментативный комплекс. В общем-то, было давно известно, что он существует, но подробно его структуру впервые разобрали только сейчас. — Structural insights into the bacterial carbon—phosphorus lyase machinery.
  • Структурка. Гамма-секретаза — фермент, встроенный в мембрану нейронов. Нарушение его работы считается одной из главных причин болезни Альцгеймера. Посмотрим на его нормальную, ненарушенную структуру в разрешении 3,4 ангстрем. — An atomic structure of human γ-secretase.
  • Биология развития. То, какую ткань образуют клетки эмбриона, зависит в том числе от их формы. У эмбрионов дрозофилы зародышевая полоска удлиняется за счёт сборки-разборки сетей из актина и миозина в клетках, её составляющих. Самое интересное то, что скорость распада и сборки этих актомиозиновых сетей не требует регуляции никакими ферментами. — A self-organized biomechanical network drives shape changes during tissue morphogenesis.
  • Физиология. Если кислорода всё время не хватает (как, например, высоко в горах), артериолы лёгких меняют своё строение. Их стенки постоянно сокращены, а значит, кровяное давление в лёгких повышено. Возникает хроническая лёгочная гипертония. Тем не менее, у некоторых крыс, которых содержали при постоянном недостатке кислорода, данная болезнь не развивалась. Это не счастливая случайность, а намеренное выключение гена переносчика цинка ZIP12. — The zinc transporter ZIP12 regulates the pulmonary vascular response to chronic hypoxia.
  • Нейробиология. С точки зрения сетчатки всё видимое поле делится на «пиксели», которые регистрируют фоторецепторы. Эти фоторецепторы объединяются в группы — рецептивные поля. Информацию от одного рецептивного поля к «высшему начальству», ганглиозной клетке, несёт посредник — биполярная клетка. У каждой ганглиозной клетки в ведении несколько таких посредников. Некоторые ганглиозные клетки умеют определять, движется маленький видимый объект или нет. Они получают часть импульсов не так, как все: не напрямую от биполярных клеток, а через посредников — амакриновые клетки типа VG3-AC. Из-за этого информация от части фоторецепторов запаздывает, что позволяет ганглиозной клетке оценить, что смещается быстрее — объект в центре рецептивного поля или его фон. — Sidekick 2 directs formation of a retinal circuit that detects differential motion.
  • Клеточная биология. Жизнь — это конкуренция. Конкурируют не только отдельные особи, но и клетки внутри одного организма. В последнем случае выживают те, кто быстрее пролиферирует. Оказывается, клетки-победительницы, задавив апоптозом соседние медленно пролиферирующие клетки-неудачницы, не останавливаются на этом и активно ищут новые жертвы. Они перемешиваются с неудачницами, вклиниваясь в ряды последних за счёт разницы в свойствах плазматических мембран. — Cell mixing induced by myc is required for competitive tissue invasion and destruction.
  • Экология, ботаника. Сколько видов семенных, папоротников, хвощей и им подобных растёт не на своём месте из-за деятельности человека? Теперь известно: 13,168. Это 3,9% всех видов сосудистых растений и примерно столько же, сколько встречается во всей Европе. Много ли это? Могут ли все эти чужеродные виды нарушить экосистемы тех мест, в которые их волей-неволей занесёт человек? Конечно, да, и риски, связанные с акклиматизацией таких растений, нужно вычислить. — Global exchange and accumulation of non-native plants.
  • Эволюция, генетика. Откуда в ядрах клеток эукариот гены прокариот? Согласно теории симбиогенеза, бактериальные гены нам принесли двумембранные органоиды, которые сами в прошлом были прокариотами. При этом секвенирование геномов эукариот создаёт впечатление, будто бы ядерные организмы часто и охотно делятся генами с доядерными, осуществляя горизонтальный перенос генов. Судя по новым данным, это впечатление обманчиво. — Endosymbiotic origin and differential loss of eukaryotic genes, Evolution: Gene transfer in complex cells.
  • Молекулярка, методы. Чтобы найти новые типы клеток, старых добрых анализов экспрессии маркерных генов в целом образце ткани уже недостаточно. Ведь ничто не запрещает клетке какого-нибудь крайне редкого типа встретиться в образце ткани только один раз. На такой случай разработали алгоритм RaceID. Он анализирует результаты секвенирования иРНК одной-единственной клетки из популяции. Метод уже дал результаты: с его помощью в тонком кишечнике нашли новый очень редкий тип энтероэндокринных клеток. — Single-cell messenger RNA sequencing reveals rare intestinal cell types, Computational biology: How to catch rare cell types. См. также: Секвенирование единичных клеток (версия — Metazoa).
  • Иммунология, эпигенетика. Чтобы завершить воспаление, нужно запустить сложный эпигенетический механизм, один из участников которого — фермент Tet2. Он подавляет экспрессию интерлейкина-6 (одной из «молекул воспаления»), притом делает это через деацетилирование гистонов, а не с помощью «более традиционного» метилирования самой ДНК. — Tet2 is required to resolve inflammation by recruiting Hdac2 to specifically repress IL-6.

Science # 349 (6250) + онлайны: флуоресценция против полупаразита, регуляторы регуляторов транскрипции, самый неразборчивый хищник

  • Структурка. Все пять рибонуклеопротеиновых частиц, а также множество фрементов и кофакторов сплайсомы прематричной ДНК дрожжей как на ладони в разрешении 3,6 ангстрем. — Structure of a yeast spliceosome at 3.6-angstrom resolution, Structural basis of pre-mRNA splicing.
  • Структурка. Нуклеопорины — белки, входящие в состав одной из самых важных и сложно устроенных клеточных «дырок» — ядерных пор. Через ядерные поры одни вещества уходят из ядра в цитоплазму, а другие движутся в обратном направлении. Здесь учёные разбирают структуру из трёх видов нуклеопоринов, характерную для ядерных пор многоклеточных. — Crystal structure of the metazoan Nup62•Nup58•Nup54 nucleoporin complex.
  • Структурка, молекулярка. У бактерий на работу РНК-полимеразы влияют сигма-факторы, они нужны для начала транскрипции. Один из них — ς54, особенно важный для генов стрессовых ответов. Структурный анализ выявил, что сразу после образования комплекс РНК-полимеразы с ς54 неактивен, и в это время ς54 не даёт ДНК связаться с ферментом. — Structures of the RNA polymerase-σ54 reveal new and conserved regulatory strategies.
  • Молекулярка, физиология растений. Африканское растение-полупаразит Striga hermonthica давно и серьёзно угрожает урожаям сорго и других важных культур. Сразу после прорастания из семени оно движется к корням культурных растений, находя их по выделяемому ими гормону стриголактону. Японские учёные создали вещество, имитирующее стриголактон. Оно связывается с рецепторами к настоящему гормону на клетках Striga hermonthica, из-за чего начинает флуоресцировать. Местонахождение стриголактоновых рецепторов научились определять, осталось понять, чем их можно дезактивировать, и африканские посевы будут спасены. — Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence.
  • Молекулярка. От одного гена можно получить несколько разных иРНК в зависимости от того, какие интроны вырезать, а какие оставить в пре-мРНК (альтернативный сплайсинг). Так вот, регуляторные факторы, которые влияют на результат сплайсинга, сами регулируются собственными регуляторными факторами. Дедовщина в мире молекул? Может, оно и так. Вот только, судя по всему, именно благодаря ней мы отличаемся от рыб и птиц. — An alternative splicing event amplifies evolutionary differences between vertebrates.
  • Клеточная биология, рак. Потенциал на клеточной мембране влияет на свойства её фосфолипидов, а они, в свою очередь, воздействуют на количество и расположение молекул ГТФазы K-Ras — фермента, связывающего гуанин. K-Ras регулирует пролиферацию клетки, и если его активность проявится не в том месте и с неправильной силой, может образоваться опухоль. Получается, что клетка может переродиться в раковую из-за «неверного» мембранного потенциала. — Membrane potential modulates plasma membrane phospholipid dynamics and K-Ras signaling, Lipids link ion channels and cancer.
  • Молекулярка, микробиология. Фактор транскрипции CueR у кишечной палочки не трогает уже имеющиеся связи ДНК и белков, как это обычно делают подобные молекулы. CueR меняет топологию ДНК, и, как следствие, её способность связываться с промотором. Он репрессирует транскрипцию, когда не несёт иона меди, и активирует, когда медь появляется. — Allosteric transcriptional regulation via changes in the overall topology of the core promoter.
  • Экология. Самый свирепый хищник — конечно, человек. И самый несбалансированный тоже. Хищники никогда не выедают популяцию жертв полностью, да и выбирают жертвами в основном старых, малых и больных, а мы... ну, все и так знают. Со времён пещерного человека наше хищничество никуда не делось, оно служит важным экологическим фактором и сейчас, наравне с нефтью, свалками и шумом. — The unique ecology of human predators, A most unusual (super)predator.
  • Этика, экология. Что будет, если высаживать леса из генномодифицированных деревьев? Этого мы пока точно не знаем, но ясно одно: для сохранения лесов нужны новые биотехнологии. Ведь генная инженерия растений касается в основном трав, а деревья по большей части так и остаются без генов для защиты от паразитов и изменений климата. — Genetically engineered trees: Paralysis from good intentions.

Комментарии