Nature #536 (7616) + онлайны: экзом человека, лучший в мире опиоид, все вирусы планеты

• Иммунология. Срок жизни некоторых лейкоцитов (среди них нейтрофилы, эозинофилы и моноциты) едва ли не меньше, чем у всех остальных клеток человеческого организма. Оказалось, что их срок жизни ограничивает длинная некодирующая РНК с говорящим названием Morrbid. Она регулирует транскрипцию одного из генов, стимулирующих апоптоз, — Bcl2l11 (он же Bim). Использование Morrbid могло бы помочь при гиперэозинофильном синдроме, когда соответствующие клетки слишком легко активируются и дают ненужное воспаление. — The long non-coding RNA Morrbid regulates Bim and short-lived myeloid cell lifespan.
• Биохимия, фармакология. Рецепторы класса A, сопряженные с G-белками (G-protein-coupled receptors, GPCRs), участвуют во множестве событий в организме, начиная от иммунных ответов и заканчивая восприятием света сетчаткой. Хотя разные такие рецепторы активируются различными биохимическими путями, оказалось, что у всех этих путей есть общее звено. Вероятно, именно поэтому все разнообразные GPCR взаимодействуют с одним и тем же набором G-белков. — Diverse activation pathways in class A GPCRs converge near the G-protein-coupling region.
• Микробиология. Чтобы клетка палочковидной бактерии удлинилась, ей приходится менять форму своей клеточной стенки. Для этого необходимы ферменты, изменяющие структуру главных полимеров такой стенки — пептидогликанов. Эти ферменты называют полимеразами пептидогликана. Долгое время считалось, что у бактерий вроде Bacillus subtilis только одно семейство полимераз пептидогликана, а сейчас выяснилось, что у этого вида таких семейств на самом деле два. Так что бактерии еще более неуязвимы, чем мы думали. — SEDS proteins are a widespread family of bacterial cell wall polymerases.
• Генетика, геномика. Используя данные, полученные в рамках проекта Exome Aggregation Consortium (ExAC) project, ученые создали крупнейшую на данный момент базу данных о последовательностях ДНК, кодирующих белки у людей разных национальностей (рис. 1). В этой базе представлены даже самые редкие последовательности, и она, а также статья о ней, находятся в открытом доступе. — Analysis of protein-coding genetic variation in 60,706 humans, Human genomics: A deep dive into genetic variation.



Рисунок 1. На обложку Nature вынесена тема одной из самых трудоемких статей номера, описывающей результаты Exome Aggregation Consortium (ExAC) project. Исследователи проанализировали последовательности ДНК, кодирующие белки у 60 706 людей различных национальностей. Получился самый крупный на данный момент каталог таких последовательностей, характерных для человека.

• Фармакология, драг-дизайн. В попытке создать наиболее эффективный и вместе с тем наименее опасный анальгетик-опиоид ученые продумали стратегию эффективного получения лекарств, служащих самым разнообразным целям. Суммарно исследователи проанализировали (на компьютере) структуру 3 миллионов потенциальных анальгетиков и нашли наилучшего кандидата — вещество под кодовым названием PZM21. — Structure-based discovery of opioid analgesics with reduced side effects, Drug discovery: Designing the ideal opioid.
• Эволюция, молекулярка. И все-таки «предками» пальцев наземных позвоночных были лучи в составе плавников. Это подтвердили исследования генов hox у рыбки Danio rerio. Каким новомодным молекулярно-биологическим методом они проводились, догадайтесь сами. — Digits and fin rays share common developmental histories, Evolutionary biology: Fin to limb within our grasp.
• Вирусология, генетика. Разнообразие всех вирусов планеты (глобальный виром) не так-то просто проанализировать, ведь вирусы все время меняются и перемещаются. Тем не менее команда калифорнийских ученых взялась за тяжелую работу и собрала более 5 терабайтов данных о последовательностях нуклеиновых кислот этих объектов. Получилось 125 000 различных «частичных» геномов вирусов. Судя по всему, спектр организмов, которые вирусы способны заражать, едва ли не вдвое больше известного. — Uncovering Earth’s virome.
• Экология. Мы знаем, что чем больше разнообразие видов в экосистеме, тем более она устойчива. Небольшое уточнение к этой информации: хорошо бы, чтобы биоразнообразие было значительным на всех трофических уровнях, — грубо говоря, и среди хищников, и среди травоядных, и среди тех, кто вырабатывает перегной. Это не менее важно, чем нормальные абиотические условия. — Biodiversity at multiple trophic levels is needed for ecosystem multifunctionality.
• Рак. Когда опухоль становится настолько большой, что ей перестает хватать кислорода, содержание кислорода внутри ее клеток снижается. Это, оказывается, вызывает изменение работы ферментов из группы TET (ten-eleven translocation). Эти ферменты регулируют метилирование ДНК. Из-за нехватки кислорода TET начинают функционировать так, что многие участки ДНК клеток опухоли становятся гиперметилированными, из-за чего экспрессия генов на этих участках нарушается. — Tumour hypoxia causes DNA hypermethylation by reducing TET activity, Cancer: Suffocation of gene expression.
• Физиология. Животные определяют температуру с помощью ионных каналов нескольких типов. Некоторые из них «настроены» на жару, другие — на холод. Такие каналы встроены в мембрану термочувствительных нейронов. Однако оказалось, что у одной группы подобных нейронов в мембране нет известных науке термочувствительных каналов. Так и был открыт новый термочувствительный ионный канал — TRPM2. Он обеспечивает мышам реакцию на тепло — объекты еще недостаточно горячие, чтобы вызывать боль. — The TRPM2 ion channel is required for sensitivity to warmth.

Science #353 (6301) + онлайны: CRISPR как видеокамера, сокращенный генетический код, тепло зебровых амадин

• Молекулярка, методы. CRISPR можно использовать для записи важных событий, происходящих внутри клетки — фактически, биографии последней. Запись производится в ДНК. Специально спроектированная РНК наводит фермент Cas9 на участок, который и кодирует саму эту РНК. В результате в ДНК появляются «метки», свидетельствующие о появлении неких мутаций. Чем больше мутаций, тем больше меток. Пока метод протестировали на клетках мышей. — Continuous genetic recording with self-targeting CRISPR-Cas in human cells.
• Вирусология, физиология. Ряд норовирусов вызывают гастроэнтерит. Выяснилось, что эти организмы прикрепляются к клеткам кишечника за счет взаимодействия с одним из их белков — CD300lf. Фактически он служит рецептором для норовируса. По крайней мере, об этом свидетельствует его кристаллическая структура. — Discovery of a proteinaceous cellular receptor for a norovirus.
• Вирусология, иммунология, ВИЧ. Нейтрализующие антитела широкого спектра действия защитили самок макак-резусов от воздействия гибридного вируса иммунодефицита SHIV, сочетающего в себе черты ВИЧ и вируса иммунодефицита обезьян. При этом далекие от места проникновения ткани очищаются от вируса. — Antibody-mediated protection against SHIV challenge includes systemic clearance of distal virus.
• Молекулярка. Еще в школе рассказывают, что кодонов в генетическом коде больше (их 64), чем аминокислот (их 20). Стало быть, некоторые кодоны можно удалить из кода. Именно это и сделали американские биологи. Они убрали два кодона для лейцина, два — для аргинина, два — для серина и стоп-кодон UAG. В 90% случаев с бактериями, «выращенными» на таком генетическом коде, все было нормально. — Design, synthesis, and testing toward a 57-codon genome, Mission possible: Rewriting the genetic code.
• Геномика, протеомика. Состав генома мало что говорит о количестве различных РНК в клетке, а сами эти РНК (транскриптом) не указывают на то, сколько белков клетка производит и каких. Так что сведения о геноме, транскриптоме и протеоме нужно как-то соотносить друг с другом. Такое соотношение попробовали определить на примере кукурузы. — Integration of omic networks in a developmental atlas of maize.
• Биология развития, этология. Зебровые амадины при высиживании птенцов издают звуковые сигналы, когда температура воздуха становится выше 26°C. После вылупления птенцы, слушавшие такие сигналы еще в яйце, ведут себя не так, как прочие представители того же вида. Интересная находка в условиях глобального потепления. — Prenatal acoustic communication programs offspring for high posthatching temperatures in a songbird.
• Генетика. Экспрессия генов, связанных с предрасположенностью к заболеванию коронарных артерий, у людей из группы риска меняется не во всех тканях, а только в тех, что непосредственно связаны с этими самыми артериями. — Cardiometabolic risk loci share downstream cis- and trans-gene regulation across tissues and diseases.