Nature #536 (7514) + онлайны: нейроны мушиной сиесты, уникальный человеческий «ген аутизма», механика человеческих эмбрионов

• Нейробиология. С помощью оптогенетики удалось обнаружить у дрозофилы нейроны, отправляющие насекомое в дневной сон. Такие клетки выделяют глутамат и этим глутаматом тормозят работу нейронов-пейсмейкеров, ответственных за пробуждение и общее состояние бодрствования. Интересно, что «нейроны сиесты» более активны у самцов — и самцы дрозофил действительно больше спят днем, чем самки. А кроме таких клеток, в запуске сна у дрозофил участвуют еще и нейроны, выделяющие дофамин. — Circadian neuron feedback controls the Drosophila sleep—activity profile, Neuroscience: Flipping the sleep switch, Operation of a homeostatic sleep switch.
• Нейробиология. Жажду у мышей регулируют нейроны субфорникального органа (это часть головного мозга). Отростки этих клеток воспринимают информацию из ротовой полости. Таким образом, эти нейроны первыми узнают, что животное выпило или съело что-то. Именно за счет работы этих клеток охлаждение ротовой полости временно утоляет жажду. — Thirst neurons anticipate the homeostatic consequences of eating and drinking.
• Физиология растений. Год назад мы писали о стриголактонах — гормонах, выделяемых корнями растений. У классического лабораторного объекта арабидопсиса нашли новый вариант рецептора к стриголактонам — DWARF14. Этот белок не только помогает растительным клеткам воспринимать стриголактоны, но и меняет строение молекул этих гормонов. — DWARF14 is a non-canonical hormone receptor for strigolactone.
• Генетика, эволюция. Ученые проследили за тем, как меняется геном кишечной палочки за 50 000 поколений, и подсчитали, что благоприятные мутации встречаются чаще, чем нейтральные. Так дело обстоит до тех пор, пока приспособленности есть куда расти. Скорость накопления нейтральных мутаций все время примерно одна и та же. — Tempo and mode of genome evolution in a 50,000-generation experiment.
• Иммунология. При хронических вирусных инфекциях CD8⁺ T-клетки перестают справляться со своей задачей. Потенциал их иммунологической памяти ухудшается. Если найти способ вернуть CD8⁺ T-клеткам нормально функционировать, бороться с соответствующими вирусными заболеваниями будет гораздо проще. Китайские и американские ученые независимо друг от друга предложили разные способы достичь этого. — Defining CD8⁺ T cells that provide the proliferative burst after PD-1 therapy, Follicular CXCR5-expressing CD8⁺ T cells curtail chronic viral infection.
• Рак. Метастазы образуются в том числе из-за того, что эндотелиальные клетки начинают умирать в результате некроптоза. Если подавить этот процесс с помощью ингибитора серин-треониновой киназы 1 (некростатина-1) или путем делеции гена RIPK3, метастазы появляются медленнее. — Tumour-cell-induced endothelial cell necroptosis via death receptor 6 promotes metastasis, Cancer: Endothelial-cell killing promotes metastasis.
• Биохимия, структурка. Для млекопитающих аминокислота аргинин — не только компонент белков, но и сигнальное вещество. Она активирует работу некоторых иммунных клеток, а также выделение инсулина и рост мышц. Аргинин запускает метаболический путь mTORC1 с помощью сенсорного белка CASTOR1 (GATOR2-interacting Cellular Arginine Sensor for mTORC1). Кристаллическую структуру этого белка и рассматривают авторы статьи. Кстати, она похожа на прокариотические белки, сенсоры для других аминокислот. — Mechanism of arginine sensing by CASTOR1 upstream of mTORC1.
• Молекулярка, методы. Исследователям удалось на отдельных молекулах в живых клетках увидеть, как происходит у бактерий репарация ДНК, сопряженная с транскрипцией. — Reconstruction of bacterial transcription-coupled repair at single-molecule resolution.
• Молекулярка. Как рибосоме определить, куда отправить готовый белок? Пример дрожжей говорит нам о том, что в определении судьбы новых полипептидов замешана частица узнавания сигнала (signal recognition particle, SRP). — Cotranslational signal-independent SRP preloading during membrane targeting, Global profiling of SRP interaction with nascent polypeptides.
• Биология развития. По мере развития эмбриона его клетки специализируются и перемещаются. Оказывается, в обоих этих процессах задействованы физические силы. Различные клетки (бластомеры) имеют разную сократимость, и элементы зародыша двигаются относительно друг друга за счет перепадов этой самой сократимости. — Asymmetric division of contractile domains couples cell positioning and fate specification, Mammalian development: Mechanics drives cell differentiation.
• Генетика человека. Вариация в числе копий генов в регионе 16p11.2 отвечает за 1% всех случаев аутизма. Интересно, что именно этот участок генома человека сложнее всего сравнить с аналогичными обезьяньими. Это, кстати, означает, что у человекообразных обезьян вряд ли возможен генетически предрасположенный аутизм. — Emergence of a Homo sapiens-specific gene family and chromosome 16p11.2 CNV susceptibility.
• Микробиология, экология. Бактерий из клады SAR11 очень много, и они живут в океане практически везде — и там, где кислорода хватает, и там, где его особенно мало. Кстати, в последних местах активно происходит процесс фиксации азота. Анализ генома бактерий из SAR11 показал, что именно они ответственны за потерю азота океанами. — SAR11 bacteria linked to ocean anoxia and nitrogen loss.

Science #353 (6299) + онлайны: допинг для полезных бактерий, погоня подсолнечника за светом, ген восприимчивости к некроптозу

• Клеточная биология. Хотя во всех клетках женского тела, кроме половых, по две Х-хромосомы, активна только одна хромосома из пары. Другая инактивирована белком Xist. Как оказалось, он присоединяет неактивную X-хромосому к ламине ядра — структуре под оболочкой последнего. — Xist recruits the X chromosome to the nuclear lamina to enable chromosome-wide silencing.
• Молекулярка, методы. Геном можно редактировать не только с помощью системы бактериального иммунитета вроде CRISPR/Cas9, но и с использованием ее гибрида с одной из деаминаз позвоночных — PmCDA1. Изменения, которые вносит такая система в геном, высокоспецифичны, то есть не надо бояться, что мутация появится в каком-то нежелательном месте ДНК. — Targeted nucleotide editing using hybrid prokaryotic and vertebrate adaptive immune systems.
• Иммунология, биология развития. Судя по всему, расселение макрофагов по развивающемуся эмбриону — ключевой этап его развития. В частности, нарушение этого процесса приводит к патологиям клеток Купфера у взрослых грызунов. — Specification of tissue-resident macrophages during organogenesis.
• Медицина, вирусология. Три различные вакцины, направленные на борьбу с вирусом Зика, показали себя эффективными в испытаниях на обезьянах. — Protective efficacy of multiple vaccine platforms against Zika virus challenge in rhesus monkeys, Zika vaccine has a good shot.
• Биохимия. Многие одноклеточные (и не только) организмы образуют структуры из неорганических солей. Например, микроскопические водоросли кокколитофориды формируют кокколиты, в состав которых входят ионы кальция. Сеть из органических молекул, которую образуют такие клетки, направляет эти ионы и определяет форму будущего неорганического «скелета». — Macromolecular recognition directs calcium ions to coccolith mineralization sites.
• Физиология растений. Подсолнухи вращают свои соцветия вслед за Солнцем, пока цветки в составе их корзинок не «созреют». Зрелые соцветия все время «смотрят» на восток. Корзинки закрепляются в восточной ориентации за счет действия гормона ауксина в клетках ножки соцветия. «Восточноориентированные» соцветия теплее, чем соцветия-«западники», а повышенная температура в данном случае привлекает больше опылителей. — Circadian regulation of sunflower heliotropism, floral orientation, and pollinator visits, How do sunflowers follow the Sun—and to what end?
• Микробиология, биотехнология. К «правильным» бактериям в ферментерах могут примешиваться «плохие» микроорганизмы. С ними можно бороться антибиотиками, а можно не плодить антибиотико-резистентных бактерий и дать микробам возможность конкурировать, подкармливая нужные штаммы «допингом» — веществами, дающими им метаболические преимущества. — Metabolic engineering of microbial competitive advantage for industrial fermentation processes, Benefits of selective feeding.
• Неврология, медицина. Путем некроптоза, о котором говорилось выше, могут отмирать нейроны и их отростки, как это происходит при боковом амиотрофическом склерозе. Раньше не было известно, что клетки могут быть генетически предрасположены к некроптозу. Тем не менее, это так: мутации в гене белка оптинейрина могут вызвать повышенную частоту некроптоза среди нервных клеток и, как следствие, признаки бокового амиотрофического склероза. — RIPK1 mediates axonal degeneration by promoting inflammation and necroptosis in ALS.
• Структурка. Кристаллическая структура протеасомы с разрешением 1,8 ангстрем поможет понять, как управлять работой этих органоидов с помощью лекарственных средств, применяемых в терапии рака. — The inhibition mechanism of human 20Sproteasomes enables next-generation inhibitor design.