https://www.thermofisher.com/ru/ru/home/products-and-services/promotions/30-years-discovery-russia-promo.html?cid=PJT4417-WE42944-Biomolecula-Russia-30yearsinRussiaBanner-December
Подписаться
Оглавление
Биомолекула

SciNat за август 2019 #2: покорители вершин, засыхающая (?) Африка и визуальный обман

SciNat за август 2019 #2: покорители вершин, засыхающая (?) Африка и визуальный обман

  • 381
  • 0,3
  • 0
  • 0
Добавить в избранное print
Дайджест

Световой контроль. С помощью методов современной науки можно контролировать сборку биологических структур из синтетических молекул. Однако зачастую таким самособирающимся системам не хватает пространственно-временного контроля, что ограничивает перспективы изучения динамических биосистем. Ученые из Калифорнии смогли преодолеть это ограничение. Так, исследовательской команде удалось приручить свет, который управляет сборкой микротрубочек. На обложке журнала показана модель эксперимента — пучок микротрубочек с молекулярными двигателями (выделены оранжевым цветом) в луче света. Благодаря светозависимой сборке микротрубочки образуют димеры, которые позволяют тянуть транспортную сеть клетки в нужном исследователю направлении. — Controlling organization and forces in active matter through optically defined boundaries.

На этой неделе мы погружаемся в сложный мир аутоиммунных заболеваний — ведь сразу несколько статей посвящены этой теме. Также мы узнаем о плюсах жизни на большой высоте, будем ловить сигналы из дальних галактик, усовершенствуем нейроны мышей и оправдаем макрофаги в суставах. А еще мы познакомимся с мнением ученого относительно перспектив исследований стволовых клеток.

Nature #572 (7768) + онлайны: кладезь подземных источников, защитники суставов и важность сворачивания ДНК

  • Иммунология. Макрофаги — важные участники развития ряда хронических воспалительных заболеваний, в числе которых — ревматоидный артрит. Роль этих клеток заключается в том, что они продуцируют провоспалительные цитокины, которые поддерживают ревматоидное воспаление. Однако ученые из Германии в своей новой работе доказывают, что влияние макрофагов на иммунитет отнюдь не так просто и однозначно. С помощью методов флуоресцентной микроскопии удалось провести картирование клеток и отследить их судьбу в здоровых и воспаленных суставах. Особое внимание привлекли популяции тканевых макрофагов CX3CR1+, которые образуют внутренний иммунологический барьер на синовиальной оболочке сустава. В отличие от «плохих» воспалительных макрофагов, популяция эпителиоподобных макрофагов CX3CR1+ ограничивает воспалительную реакцию, формируя защитную оболочку на внутренней поверхности сустава. — Locally renewing resident synovial macrophages provide a protective barrier for the joint. «Биомолекула»: «Ревматоидный артрит: изменить состав суставов», «12 методов в картинках: микроскопия».
  • Молекулярка. Один из этапов процессинга РНК — синтез пре-мРНК, который осуществляется с помощью фермента РНК-полимеразы II (Pol II). Большая субъединица Pol II содержит С-концевой домен, который активируется за счет фосфорилирования. Выяснилось, что с помощью фосфорилирования этого домена можно управлять процессингом РНК. Так, гиперфосфорилированный С-концевой домен включается в процесс сплайсинга РНК. При этом в зависимости от недостатка или избытка фосфорных остатков С-концевой домен Pol II регулирует переключение между транскрипцией и сплайсингом РНК. — Pol II phosphorylation regulates a switch between transcriptional and splicing condensates. «Биомолекула»: «Власть колец: всемогущие кольцевые РНК», «Кодирующие некодирующие РНК».
  • Аутоиммунные заболевания. Энцефаломиелит — заболевание нервной системы, представляющее собой модель рассеянного склероза. В новой статье Nature ученые выясняли роль CD4+, CD8+ и γδ+ Т-клеток иммунной системы в развитии энцефаломиелита. Оказывается, популяции этих клеток одного поколения тесно связаны между собой. Так, аутореактивные CD4+ клетки запускают мобилизацию регуляторных CD8+ клеток. При этом синтетические пептиды, которые получают из библиотек клеток основного комплекса гистосовместимости, подавляют пролиферацию CD4+клеток и тем самым ингибируют заболевание. — Opposing T cell responses in experimental autoimmune encephalomyelitis. «Биомолекула»: «Аутоиммунные заболевания» (спецпроект).
  • Эмбриология. В процессе развития у эмбриона формируются зародышевые слои, дифференцируются клетки и намечается общий план эмбриогенеза. Исследователи из Китая изучали судьбы клеток мышиного эмбриона, взятые из разных зародышевых слоев. В результате удалось создать пространственный транскриптом клеточных популяций с самого начала развития вплоть до поздних стадий гаструляции. С помощью такой карты можно изучать профили экспрессии генов in situ с высоким разрешением, идентифицировать пути развития клеток и выявлять молекулярную генеалогию тканей. — Molecular architecture of lineage allocation and tissue organization in early mouse embryo. «Биомолекула»: «Энтодерма возникла в ходе эволюции раньше эктодермы», «Лаборатория молекулярных основ эмбриогенеза: от гена к признаку».
  • География, климат. В настоящий момент на африканском континенте к югу от Сахары проживает 1 млрд человек. Согласно статистическим подсчетам, население Африки к 2050 году увеличится вдвое. В то же время климат к 2050 году станет засушливее и жарче. Это неизбежно должно привести к массовой нехватке питьевой воды. Чтобы предотвратить возможные негативные последствия, ученые уже сейчас взялись за изучение процессов пополнения континента пресной водой. Действительно, переувлажнение в условиях африканского климата — это скорее исключительное явление, связанное с проливными дождями. Многие наземные водоемы теряют большие массы воды в периоды повышенной засухи. Однако опасения относительно «обезвоживания» континента сильно преувеличены. Спасением Африки от потерь воды могут стать подземные источники, которые потенциально устойчивы к изменчивому климату. — Observed controls on resilience of groundwater to climate variability in sub-Saharan Africa, The future of groundwater in sub-Saharan Africa.
  • Молекулярка, рак. Поддержание структуры ДНК возможно, благодаря работе определенных белков, которые облегчают или ограничивают взаимодействие между генами и их регуляторными элементами. Нарушения в регуляторных белках приводят к активации онкогенов и дальнейшему появлению раковых клеток. В половых клетках виновником этих нарушений является белок BORIS, ген которого сверхэкспрессируется при онкозаболеваниях. Долгое время вклад этого белка в злокачественный фенотип клеток оставался неясным. Ученые обнаружили, что активация белка BORIS приводит к образованию суперэнхансеров, которые поддерживают резистентность раковых клеток. — BORIS promotes chromatin regulatory interactions in treatment-resistant cancer cells. «Биомолекула»: «Скрытая угроза: описан новый механизм активации протоонкогенов».
  • Наука и общество. Профессор и научный сотрудник компании Aspen Neuroscience на страницах Nature делится своим мнением о системе финансирования исследований, посвященных стволовым клеткам. Калифорнийский институт регенеративной медицины (California institute for regenerative medicine, CIRM) всегда считался одним из лидеров в области изучения стволовых клеток. Гранты, предоставляемые CIRM, широко использовались учеными не только в США, но и в других странах. Однако в июне этого года пресс-служба CIRM объявила о том, что больше не принимает новые заявки на гранты и приостанавливает выплаты денежных средств. Причиной послужила неоднозначная природа исследований. С одной стороны, CIRM стимулирует фундаментальную науку и помогает создавать ноу-хау для терапевтической оценки исследований, посвященных стволовым клеткам. Но с другой стороны, агентство CIRM непреднамеренно поддерживает нерегулируемые коммерческие клиники, которые спекулируют непроверенными данными и утверждают, что стволовые клетки могут излечить чуть ли не любое заболевание. — Wind-down of stem-cell institute leaves a void. «Биомолекула»: «Ствол и ветки: стволовые клетки», «Такие разные стволовые клетки», «Этюды о биоэтике», «Как подать заявку на грант и не разозлить экспертов».

Science #365 (6453) + онлайны: тайны болезни Альцгеймера, контроль красного света и последствия пожаров

Млечный путь над Австралией

Млечный путь над Австралией. Дальние галактики посылают нам быстрые радиовсплески — мощные импульсы длительностью всего несколько миллисекунд. Один из них удалось обнаружить с помощью радиотелескопа Array Pathfinder (ASKAP), который расположен в Западной Австралии. Сигнал, принятый телескопом, позволил обнаружить одну из дальних галактик. — Finding the location of a fast radio burst, A single fast radio burst localized to a massive galaxy at cosmological distance.

  • Молекулярная генетика, рак. TP53 — антионкоген, который кодирует белок-супрессор опухолей p53. Потеря активности этого гена провоцирует образование злокачественных опухолей и вызывает устойчивость к химиотерапии. Это нарушение возможно благодаря точечным мутациям, а конкретно — миссенс-мутациям, в результате которых ген начинает кодировать белок другого аминокислотного состава и тем самым нарушает первоначальную структуру белка. Долгое время считалось, что в нарушении структуры p53 виноваты именно миссенс-мутации. Однако американские ученые готовы поспорить с этим утверждением. Подробный анализ миссенс-мутаций p53 при лейкозе показал, что доказательства роли этих мутаций в прогрессировании опухоли отсутствуют. Вероятнее всего, миссенс-мутации p53 оказывают доминантно-негативный эффект, но не онкогенное усиление функции TP53. — A dominant-negative effect drives selection of TP53 missense mutations in myeloid malignancies, How to lose tumor suppression. «Биомолекула»: «Соревнуясь с раком», «Страшней клешней на свете нет...», «Генная терапия против рака».
  • Нейробиология. Одна из причин болезни Альцгеймера — прогрессирующее накопление в тканях мозга амилоида β (). В процессе взросления (и старения) в мозге образуются патологические скопления , что вызывает гибель нервных клеток и общую нейродегенерацию. Несмотря на многочисленные исследования амилоида β, все еще остаются нерешенными два основных вопроса — «Какие формы Aβ являются токсичными для человека?» и «Как именно эти формы угнетают функции нейронов?». Международная команда исследователей из Германии и США в своей новой работе попыталась ответить на оба этих вопроса. Выяснилось, что представляют собой растворимые димеры, которые препятствуют обратному захвату внеклеточного глутамата в глутаматергических нейронах. Интересно, что больше всего страдают наиболее активные нейроны, у которых из-за амилоидов β нарушаются процессы синаптической передачи. — A vicious cycle of β amyloid–dependent neuronal hyperactivation, Early network dysfunction in Alzheimer's disease. «Биомолекула»: «На руинах памяти: настоящее и будущее болезни Альцгеймера», «Очень нервное возбуждение», «Диагностика патологий клеточного метаболизма при нейродегенеративных заболеваниях».
  • Иммунология, рак. В Science опубликован обзор, посвященный регуляции сосудов для обеспечения противоопухолевого иммунитета. В статье рассмотрены основные методы терапии, включая клеточную терапию с использованием CAR-T-клеток для лечения аденокарциномы поджелудочной железы и тройного негативного рака молочной железы. — Vascular regulation of antitumor immunity. «Биомолекула»: «Т-клетки — марионетки, или как перепрограммировать Т-лимфоциты, чтобы вылечить рак», «CAR-T-клетки, получаемые in situ (in vivo), — путь к удешевлению и широкодоступности технологии?», «Биспецифические антитела, их мишени и перспективы применения в современной медицине».
  • Нейробиология, поведение. Ученые с помощью методов оптогенетики исследовали неокортекс мыши во время визуального распознавания. При этом нервные клетки мышей предварительно «прокачали», встроив в их мембраны красный каналородопсин — белок, позволяющий управлять нейронами при помощи света. Под действием красного света каналородопсин активировался и заставлял работать нейроны зрительной коры, провоцируя создание зрительных образов у мышей. — Cortical layer–specific critical dynamics triggering perception. «Биомолекула»: «Зрительный родопсин — рецептор, реагирующий на свет», «Светлая голова», «12 методов в картинках: нейробиология».
  • Археология, древние люди. Международная команда исследователей обнаружила остатки стоянки древней людей на территории Эфиопского нагорья. Интересно, что предки предпочли не удобные долины, а скалистые возвышенности в горах Бэйл. Из минусов этого места — низкая концентрация кислорода, холод и высокий уровень осадков. Из плюсов — достаточное количество воды и залежи обсидиана, из которого удобно изготавливать орудия труда. Полевые раскопки позволили обнаружить на Эфиопском нагорье фрагменты глины, обожженные кости и даже стеклянную бусину. Радиоуглеродное датирование также подтвердило, что на этой четырехкилометровой высоте обитало большое количество людей, а также содержался одомашненный скот. Возможно, освоению этого места во многом способствовали суровые условия ледникового периода, загнавшие людей в горы в поисках пищи и воды. — Middle Stone Age foragers resided in high elevations of the glaciated Bale Mountains, Ethiopia. «Биомолекула»: «Кто все эти люди?!».
  • Климат, атмосфера. Ядерная зима — одно из гипотетических состояний Земли, для которого характерно резкое снижение температуры в результате выброса в атмосферу огромного количества сажи и дыма. Ученые из Колорадо использовали спутниковые наблюдения за атмосферой после реальных пожаров на северо-западе США в 2017 году и сравнивали их с моделированием сценария ядерной зимы. Поднимающиеся вверх частицы пыли и сажи после масштабных пожаров быстро нагреваются Солнцем и задерживаются в верхней части стратосферы, экранируя солнечный свет. Это способствует повсеместному снижению средней температуры, которая может опускаться до арктических значений. Расчеты ученых совпали с реальными наблюдениями. Так, дым от пожаров смог подняться на высоту до 23 км в течение всего двух месяцев благодаря солнечному нагреванию. При этом частицы сажи оставались в стратосфере более восьми месяцев. — Black carbon lofts wildfire smoke high into the stratosphere to form a persistent plume.
  • Метаболизм бактерий, рак. Некоторые штаммы кишечной палочки способны производить опасный ДНК-токсин — колибактин (colibactin). Колибактин является сложным вторичным метаболитом бактерий и способен повреждать ДНК клеток толстой кишки, вызывая колоректальный рак. В новой работе американские исследователи публикуют результаты исследований, раскрывающих структуру этого бактериального метаболита. — Structure elucidation of colibactin and its DNA cross-links.

Комментарии