Nature #572 (7771) + онлайны: древние родственники, пластичные нейроны и клетки-переселенцы

• Биомоделирование, рак. Миграция раковых клеток из первичного очага в другие ткани и органы приводит к образованию метастатической ниши — клеточной среды, которая способствует распространению опухоли. Ученые из Великобритании предложили методику, которая позволяет изучать клетки в метастазах. Эта методика заключается в том, чтобы модифицированные раковые клетки выделяли флуоресцентный белок, который поглощается соседними клетками и позволяет идентифицировать пространственное микроокружение опухоли. С помощью такого способа ученые обнаружили ассоциированные с опухолью паренхимные клетки, которые проявляют свойства стволовых клеток. Эти паренхиматозные клетки приобретают раковый фенотип и в целом поддерживают рост опухолевых клеток. — Metastatic-niche labelling reveals parenchymal cells with stem features, Cells tagged near an early spread of cancer, биомолекула: Метастазирование опухолей.
• Антропология. В Эфиопии нашли череп древнейшего австралопитека Australopithecus anamensis, чей возраст составляет 3,8 млн лет. Его останки хорошо сохранились, что позволяет реконструировать лицо древнего предка. Средняя и нижняя часть лица австралопитека (ученые считают, что это был мужчина) выступают вперед сильнее, чем у его более молодых потомков — Australopithecus afarensis. Любопытно, что в результате исследования находки выяснилось, что два удаленных во времени вида — Australopithecus anamensis (4,2–3,9 млн лет назад) и Australopithecus afarensis (3,5–2,0 млн лет назад) на самом деле существовали совместно на протяжении примерно 100 тысяч лет. Это противоречит широко распространенной гипотезе о том, что Australopithecus afarensis произошли от Australopithecus anamensis. — A 3.8-million-year-old hominin cranium from Woranso-Mille, Ethiopia, биомолекула: Древняя ДНК: Привет из прошлого.
• Эволюция растений, климат. Изменение климата — один из факторов, влияющих на естественный отбор. Международная команда ученых исследовала влияние осадков на судьбу растений, произрастающих в более северных (Германия) и более засушливых областях (Испания). Для эксперимента выбрали классический модельный объект — Arabidopsis thaliana. Анализ генома арабидопсиса подтвердил предположение ученых — в жарком климате в условиях дефицита влаги погибает более половины разнообразия популяций (конкретно — около 63% линий арабидопсиса, выращенных в Испании, погибли). При этом в результате естественного отбора изменилась частота 5% всех вариантов генома. Результаты экспериментов позволяют спрогнозировать увеличение темпов естественного отбора в Европе, который будет мигрировать из южных стран к более северным регионам. — Natural selection on the Arabidopsis thaliana genome in present and future climates.
• Структурка. Фермент NNT (никотинамиднуклеотидтрансгидрогеназа, nicotinamide nucleotide transhydrogenase) обеспечивает перенос Н⁺ через плазматическую мембрану бактерий и митохондриальную мембрану эукариот. Дефицит NNT вызывает дефицит глюкокортикоидов и метаболические нарушения у мышей, аналогично симптомам диабета II типа. Процесс каталитического переноса Н⁺ при участии NNT долгое время оставался неясным. Сейчас с помощью метода криоэлектронной микроскопии удалось визуализировать несколько конформационных состояний фермента в мембране млекопитающих. Например, ученым удалось показать процесс открытия протонного канала при участии NADP(H)-связывающего домена, а также описать роль линкерных белков, связывающих мембрану с растворимыми доменами. — Structure and mechanism of mitochondrial proton-translocating transhydrogenase.
• Метаболизм, сигнальный путь. Сигнальный белок STAT3 играет важную роль в регуляции воспаления и клеточного иммунитета. Ранее было известно о нескольких регуляторов активности белка STAT3, в числе которых — цитокины и факторы роста. Американским исследователям удалось обнаружить важную роль жирных кислот в активации STAT3. Так, жирные кислоты способны напрямую активировать белок, усиливая его пальмитирование. Важный участник этого процесса — фермент пальмитоилацилтрансфераза ZDHHC19. Повышенная экспрессия гена ZDHHC19 часто наблюдается в раковых клетках. Также в экспериментах было показано, что нокаут гена ZDHHC19 приводит к блокированию белка STAT3 и провоцирует онкогенез. Получается, что жирные кислоты могут опосредованно влиять на регуляцию белка STAT3 и защищать клетки организма от воспалений. — Fatty acids and cancer-amplified ZDHHC19 promote STAT3 activation through S-palmitoylation.
• Нейробиология. Нейроны неокортекса возникают из апикальных предшественников, которые последовательно генерируют клетки сначала более глубоких, затем средних, и, наконец, поверхностных слоев коры мозга. Команда ученых из США и Швейцарии проследила судьбу клеток апикальных и промежуточных предшественников. Выяснилось, что апикальные предшественники нейронов способны проявлять пластичность и могут возвращаться в нативное состояние под действием клеточного окружения. А вот промежуточные предшественники уже не знают «обратного хода» и развиваются по консервативному пути. — Temporal plasticity of apical progenitors in the developing mouse neocortex, биомолекула: Всё, что вы всегда хотели знать о взрослом нейрогенезе, но боялись спросить, Почему помощники нейронов «ползают» и «прыгают»?
• Наука и общество. Спонсоры и индустриальные партнеры университетов могут приостановить финансирование научных исследований. Эта мера связана с тем, что академические подразделения слишком часто обходят вниманием молодых научных сотрудников, особенно женщин и стажеров. Именно эта категория специалистов, стоящих в самом начале научной карьеры, сталкивается с большим давлением, жесткой конкуренцией и с бременем административных поручений. В этом месяце главы трех крупнейших компаний, спонсирующих медицинские исследования в Великобритании, отправили письмо с предупреждением относительно отношения к молодым специалистам. Спонсоры требуют от университетов оказывать более эффективную поддержку персоналу на ранних этапах карьеры. — Younger scientists need better support.

Science #365 (6456) + онлайны: бой малярии, «нет» — аллергии и «да» — освоению земель

• Иммунология, обзор. Преэклампсия — одно из осложнений при беременности, которое характеризуется сильным повышением артериального давления, а в критическом состояниями — судорогами и почечной недостаточностью. Развитию этого состояния могут способствовать разные факторы, в числе которых — генетические предпосылки. Зародыш содержит генетический материал как от матери, так и отца, в связи с чем может возникнуть иммунологический конфликт между плацентой и материнской иммунной системой. В новом обзоре Science разобрана проблема «иммунологического кода» беременности и способы решения осложнений, связанных с резус-заболеваниями. — The immunological code of pregnancy.
• Физиология растений. Взаимоотношения между корнями бобовых растений и клубеньковыми бактериями — классический пример симбиоза. Выяснилось, что ключевая роль в процессе взаимодействия принадлежит малым РНК, которые регулируют гены растения-хозяина и запускают процесс формирования клубеньков на корнях. Подавление генов экспрессии тРНК подавляет сигнальный путь между бактериями и растением, препятствуя нодуляции. — Rhizobial tRNA-derived small RNAs are signal molecules regulating plant nodulation, Bacteria send messages to colonize plant roots, биомолекула: Одиссея азота.
• Молекулярка, лекарства. Борьба с малярией постоянно осложняется проблемой лекарственной и инсектицидной устойчивости. Ученые из Великобритании обнаружили новую мишень для действия противомалярийных лекарственных средств. Эта мишень — селективный ингибитор протеинкиназы плазмодия Plasmodium falciparum — PfCLK3 (Plasmodium falciparum protein kinase 3). Ингибирование PfCLK3 блокирует образование половых клеток переносчика, тем самым останавливая механизм передачи P. falciparum на бесполой стадии. Продуктом для лечения малярии может стать лекарство с анти-PfCLK3 свойствами, которое поможет как в профилактике, так и в блокировании передачи переносчика малярии. — Validation of the protein kinase PfCLK3 as a multistage cross-species malarial drug target, биомолекула: Малярия. «Болотная лихорадка» тогда и сейчас.
• Иммунология, аллергия. Анафилактический шок — быстро развивающаяся аллергическая реакция, которая может привести к летальному исходу. Это состояние развивается в результате связывания антигенов с иммуноглобулином Е (IgE) на поверхности базофилов или тучных клеток, что приводит к высвобождению гистамина и вызывает сокращение гладкой мускулатуры. Команде исследователей удалось обнаружить популяцию Т-фолликулярных хелперных клеток T_FH13 (T follicular helper cells), которая участвует в развитии аллергической реакции. Активация T_FH13-клеток индуцируется аллергеном, что приводит к синтезу IgE и последующей анафилаксии. Клетки T_FH13 могут стать новой мишенью для лечения аллергических реакций. — Identification of a T follicular helper cell subset that drives anaphylactic IgE, биомолекула: Как победить аллергию за четыре инъекции?
• Генетика, поведение. На этой неделе в Science анонсировали результаты одного из крупнейших генетических исследований, которое посвящено раскрытию механизмов однополого сексуального поведения. Ученые использовали методику GWAS (genome-wide association study), которая позволяет одновременно исследовать огромное количество геномов и находить в них конкретные гены. Анализ генома почти 500 тысяч человек из США, Великобритании и Швеции выявил сразу пять локусов, связанных с сексуальным влечением к представителям собственного пола. Изменения в этих локусах в совокупности с другими факторами могут приводить к проявлению однополого типа поведения. Впрочем, выявить какой-то конкретный «гомосексуальный» ген ученым не удалось. Но, несмотря на это, исследование уже обещает стать громким и спорным — не только в научном, но и в социальном плане. — Large-scale GWAS reveals insights into the genetic architecture of same-sex sexual behavior, How do genes affect same-sex behavior?, биомолекула: Слово о генетике поведения.
• Расселение человека. Археологические раскопки на стоянке в Куперс-Ферри (Cooper’s Ferry) в Айдахо дали новую пищу для размышлений о миграции древних людей в Северную Америку. С помощью радиоуглеродного датирования образцов, найденных в почве, и статистического байесовского анализа удалось получить следующую дату появления человека в Америке — примерно 16 560 — 15 280 лет назад. Это открытие несколько сдвигает принятое мнение о времени освоения континента древними людьми. — Late Upper Paleolithic occupation at Cooper’s Ferry, Idaho, USA, ~16,000 years ago, биомолекула: Кто все эти люди?!
• Экология, агробиология. Проблема рационального землепользования — одна из популярных тем современной экологии. И возраст этой проблемы составляет уже больше трех тысяч лет. По крайней мере, такую цифру озвучили ученые в новой статье Science. По оценкам археологов и экологов, активное землепользование началось примерно 3 тысячи лет назад, и уже тогда повлекло за собой значительные изменения природного ландшафта. Использовать землю под сельскохозяйственные нужды начали древние охотники и собиратели в конце последнего ледникового периода: они вырубали леса, выкапывали растения (тем самым сокращая разнообразие видов) и одомашнили животных (что приводило к вытаптыванию почвы). Конечно, древние темпы землепользования несопоставимы с современными. Однако ученые, которые создали модель агросистемы древности, утверждают: долгосрочные суммарные изменения климата, вызванные первыми фермерами, оказались гораздо выше, чем предполагалось. — Archaeological assessment reveals Earth’s early transformation through land use.