http://galachem.ru/bioximiya/mn-bio-kits/

SciNat за февраль 2017 #1: наручники для ДНК, сон как убийца синапсов, урожайный трансгенный рис

  • 470
  • 1,4
  • 0
  • 0
Добавить в избранное
Специальный раздел выпуска Science на этой неделе посвящён предсказаниям, поэтому на обложке номера хрустальный шар. Что мы реально можем предсказать, а что точно не можем? Читайте в этом спецвыпуске о big data, машинном обучении и подобном.
Первая неполная неделя февраля принесла немало статей по нейробиологии. Из новых номеров Nature и Science мы узнаем, зачем нужен сон, какие клетки руководят желанием «заточить» что-нибудь вкусненькое и как развивается сеть связей в мозге, обеспечивающая восприятие пространства. Кроме того, есть полезная информация о судьбе таких клеточных органелл, как пероксисомы.

Обложка Nature на этой неделе посвящена статье, вышедшей в январе. Мы писали о ней в предыдущем дайджесте. В ней речь шла о том, что Нейронная сеть просмотрела 129450 подписанных снимков кожи, поражённой различными дерматологическими заболеваниями, и научилась отличать злокачественные новообразования на коже от доброкачественных не хуже, чем команда из 21 сертифицированного дерматолога. Ожидается, что меньше чем через 5 лет такая нейросеть будет доступна любому пользователю смартфона.

Nature #542 (7639) + онлайны: происхождение вторичноротых, эволюция птичьего клюва, новые гены роста

  • Биология развития. У мышей тоже есть пубертатный период, и у них, как и у людей, в это время развиваются молочные железы. Стволовые клетки молочных желёз образуют эпителиальную сеть, и теперь стало известно, что разветвления в этой сети формируются более-менее случайно. — Identity and dynamics of mammary stem cells during branching morphogenesis.
  • Экология. Чтобы повысить число насекомых-опылителей и их устойчивость к губительной деятельности человека, нужно разнообразить растительность в экосистеме. Это показали эксперименты в полевых условиях на опытных площадках. — Ecosystem restoration strengthens pollination network resilience and function.
  • Палеонтология. Новые кембрийские микроскопические ископаемые Saccorhytus coronarius из Южного Китая помогут понять, откуда взялись на Земле вторичноротые, то есть морские ежи, полухордовые, ветуликолии и позвоночные, в том числе мы с вами. Ануса у Saccorhytus coronarius нет, зато есть всякие другие интересные отверстия и складки. — Meiofaunal deuterostomes from the basal Cambrian of Shaanxi (China), Palaeontology: Tiny fossils in the animal family tree.
  • Вирусология, медицина. Очередная попытка создать работающую вакцину против вируса Зика. На этот раз исследователи использовали мРНК, кодирующую гликопротеины оболочки штамма вируса, вызвавшего в Америке эпидемию лихорадки Зика в 2013 году. Они однократно вводили 30 микрограммов такой мРНК под кожу мышам и 50 микрограммов — обезьянам. В обоих случаях заражение животных настоящими вирусами Зика через 2–5 недель не вызывало заболевания. Судя по всему, помогла вакцина. — Zika virus protection by a single low-dose nucleoside-modified mRNA vaccination. См. также: Вирус Зика — глобальная угроза?, Вирус Зика: мнимая паника или реальная угроза?
  • Иммунология. Рецептор к ариловым углеводородам (арил-гидрокарбоновый рецептор, AHR) регулирует работу ферментов, расщепляющих чужеродные вещества. Один из таких ферментов — цитохром P450. В то же время, цитохром P450 даёт обратную связь AHR, меняя его активность. Это было показано in vitro, а теперь на примере мышиного кишечника — и in vivo. — Feedback control of AHR signalling regulates intestinal immunity.
  • Эволюция. Исследователи из Шеффилдского университета изучили трёхмерные сканы клювов тушек 2000 видов птиц из коллекций естественнонаучных музеев и обнаружили, что в ранней истории птиц было какое-то крупное событие, после которого число разных форм ключа увеличилось подобно взрыву. После этого взрывоподобного роста разнообразия все изменения в форме клювов были небольшими корректировками уже имевшегося плана. Кроме того, исследователи говорят, что по форме клюва птицы можно определить, насколько велик риск вымирания для её вида. — Mega-evolutionary dynamics of the adaptive radiation of birds, Evolution: Catastrophe triggers diversification.
  • Нейробиология. Гамма-осцилляции, то есть синхронная разрядка нервных клеток с частотой 30–90 Герц, в латеральной части гипоталамуса приводит к тому, что мышь начинает искать, что бы такого съесть. Это явление не зависит от того, насколько давно животное поело и нужны ли ему в данный момент дополнительные питательные вещества. Гамма-осцилляциями в латеральном гипоталамусе управляют структуры конечного мозга — перегородка (септум) и медиальная префронтальная кора. Вероятно, воздействуя на них, получится избавить ряд людей с расстройствами пищевого поведения от постоянной тяги к еде. — Gamma oscillations organize top-down signalling to hypothalamus and enable food seeking.
  • Структурка, клеточная биология. Фермент сепараза у дрожжей разделяет сестринские хроматиды при делении клеток. Её активность подавляет фермент секурин. Теперь получена кристаллическая структура комплекса сепаразы с секурином дрожжей в разрешении 2.6 Å. Это позволит лучше изучить причины, по которым разделение сестринских хроматид иногда не срабатывает. — Molecular mechanism for the regulation of yeast separase by securin.
  • Генетика. Оказывается, на рост человека влияет огромное множество генов, а самыми определяющими являются наиболее редкие их варианты. Например, некоторые варианты генов IHH, STC2, AR и CRISPLD2 могут прибавить или убавить человеку по 2 см роста каждый. Кроме того, нашли новые связи между ростом и работой таких генов, как ADAMTS3, IL11RA и NOX4. — Rare and low-frequency coding variants alter human adult height.
  • Иммунология, медицина. У больных ревматоидным артритом нашли популяцию PD-1hi CD4-положительных Т-клеток. Как выяснилось, эта группа способствует ответу B-клеток в лимфоидных структурах (а такой ответ — один из признаков ревматоидного артрита). Исследователи причислили найденные ими Т-клетки к периферическим хелперам. От фолликулярных хелперов они отличаются тем, что не имеют рецептора CXCR5. — Pathologically expanded peripheral T helper cell subset drives B cells in rheumatoid arthritis.
  • Клеточная биология. Органоиды для переноса пероксида водорода, пероксисомы, получаются заново из двух пузырьков, пре-пероксисом различного происхождения — из митохондрий и из эндоплазматической сети. Однако надо помнить, что это не единственный способ их образования. — Newly born peroxisomes are a hybrid of mitochondrial and ER-derived pre-peroxisomes, Cell biology: Organelle formation from scratch.

Science #355 (6324) + онлайны: сон-убийца синапсов, урожайный трансгенный рис, наручники для ДНК

  • Структурка. В митохондриях есть свои собственные рибосомы — миторибосомы, и по структуре они отличаются от тех, что расположены в цитоплазме. На них производится несколько белков, крайне важных для получения энергетической валюты клетки — АТФ. Тонкую структуру миторибосом дрожжей помогла выявить кристаллография. — The structure of the yeast mitochondrial ribosome.
  • Клеточная биология, рак. И ещё раз о пероксисомах. Важно, чтобы при делении эти органоиды равномерно распределялись по дочерним клеткам. В некоторых клетках не хватает белка Pex11b, руководящего таким распределением. Эта нехватка, помимо всего прочего, приводит к задержке митоза и в конечном счёте нарушает строение ткани, которой принадлежат делящиеся клетки. — Coupling organelle inheritance with mitosis to balance growth and differentiation, Organelle inheritance—what players have skin in the game?
  • Микробиология, молекулярка. У Bacillus subtilis и Escherichia coli хромосомы делают кольцевыми комплексы из конденсина. Они надевают на оба конца ДНК, которая должна соединиться в такую хромосому, молекулярные «наручники». Так кольцо и получается. — Bacillus subtilis SMC complexes juxtapose chromosome arms as they travel from origin to terminus, Chromosome stitch-up?
  • Молекулярка, структурка. Двуцепочечные разрывы ДНК нужно быстро «зашивать», чтобы клетка, в которой они случились, осталась в живых. Есть два способа это сделать: более грубый и более тонкий. При первом берутся первые попавшиеся под руку концы и сшиваются. При втором при сшивке ферменты «оглядываются» на то, как выглядит аналогичный фрагмент сестринской хромосомы. Клетка может «переключаться» с первого способа репарации на второй в зависимости от того, какой белок присоединился к ДНК в месте разрыва — Ku80 или BRCA1. — DNA-PKcs structure suggests an allosteric mechanism modulating DNA double-strand break repair.
  • Нейробиология. У синапсов всё не как у людей. Мы во время сна растём, а они сжимаются. Это выявили сканирующей электронной микроскопией. У мышей площадь контакта аксонов с дендритными шипиками ночью меньше, чем днём. Руководит процессом ген Homer1a из группы так называемых генов раннего ответа (immediate early genes). Особенно сильно уменьшается площадь синаптических контактов, которые и до того были слабыми. То есть можно предположить, что во сне убираются ненужные связи между нейронами. Может, сон нужен как раз для отдыха синапсов? — Homer1a drives homeostatic scaling-down of excitatory synapses during sleep, Ultrastructural evidence for synaptic scaling across the wake/sleep cycle, Synaptic scaling in sleep.
  • Нейробиология. Новая статья от позапрошлогодних нобелевских лауреатов Мэй-Бритт Мозер и Эдварда Мозера (разумеется, у них есть и соавторы). Эти учёные выяснили, что образованием связей между гиппокампом и энторинальной корой вскорости после рождения управляют сигналы от звёздчатых клеток энторинальной коры. Проводящий путь «энторинальная кора — гиппокамп» отвечает за то, как организм воспринимает и представляет себе пространство вокруг себя. — Stellate cells drive maturation of the entorhinal-hippocampal circuit. См. также: GPS в нашем мозге: Нобелевская премия по физиологии и медицине 2014.
  • Генная инженерия. Теперь трансгенный рис не только не боится паразитов, но и даёт нормальный урожай. Это стало возможным благодаря эпигенетическим модификациям локуса Pigm его ДНК, где содержатся гены, кодирующие богатые лейцином связывающиеся с нуклеотидами повторы, определяющие устойчивость к грибку Magnaporthe oryzae без снижения урожайности. — Epigenetic regulation of antagonistic receptors confers rice blast resistance with yield balance.

Комментарии