Nature #542(7640) + онлайны: внехромосомная ДНК опухолей, геном киноа и новый способ избавиться от вредных белков

• Рак, молекулярка. В геномах опухолевых клеток встречается огромное число мутаций, в том числе, серьезных геномных перестроек. Американские ученые предложили новый подход для поиска уязвимостей опухолей: нужно проводить скрининг и выяснять, какие делеции никогда не встречаются вместе. Если опухоль не может жить без двух участков ДНК, и один у нее уже отсутствует, можно попытаться воздействовать на то, что закодировано во втором. — Synthetic essentiality of chromatin remodelling factor CHD1 in PTEN-deficient cancer.
• Клеточная биология, молекулярка. Печень состоит из печеночных долек — групп клеток, объединенных вокруг вены. Ученые из Израиля проанализировали транскиптомы тысяч единичных клеток печени, чтобы изучить, как позиция клетки в печеночной дольке влияет на работу ее генов. Оказалось, что экспрессия большей части генов гепатоцита меняется в зависимости от расстояния до центра печеночной дольки. — Single-cell spatial reconstruction reveals global division of labour in the mammalian liver.
• Палеонтология. Палеонтологи рассказывают о новом ископаемом моллюске, который, хотя и обладал цельной раковиной, относился к группе боконервных моллюсков, обладателей панциря из нескольких пластинок. Получается, что раковина предков боконервных изначально была единой, а потом разделилась на несколько частей. — Ancestral morphology of crown-group molluscs revealed by a new Ordovician stem aculiferan.
• Генетика, биоинформатика. Секвенирован геном киноа, зернового растения, одомашненного еще индейцами более 3000 лет назад. Ученые нашли в геноме киноа участки, отвечающие за важные для сельского хозяйства свойства растений — например, ген транскрипционного фактора, отвечающего за синтез тритерпеноидных сапонинов, ухудшающих усвоение питательных веществ. — Genomics: Keen insights from quinoa, The genome of Chenopodium quinoa.
• Старение, молекулярка. Комплекс mTORC1 регулирует синтез белка и косвенно влияет на интенсивность обмена веществ и продолжительность жизни организма. В статье описывается ранее неизвестная мишень mTORC1 — фермент глутамил-пролил-тРНК-синтетаза. От фосфорилирования этого белка зависел вес и продолжительность жизни подопытных мышей. — Physiology: An atypical switch for metabolism and ageing, EPRS is a critical mTORC1—S6K1 effector that influences adiposity in mice.
• Нейробиология. Биполярные клетки сетчатки получают сигналы от колбочки и нескольких палочек, обрабатывают сигнал и передают его дальше. Уже на этой ранней стадии начинается обработка зрительных стимулов. Оказалось, что основной вклад в модуляцию сигналов биполярных клеток вносят амакриновые клетки, посылающие им ингибирующие импульсы. — Systems neuroscience: Diversity in sight, Inhibition decorrelates visual feature representations in the inner retina.
• Нейробиология. При многих дегенеративных заболеваниях клетки страдают от накопления токсичных белковых агрегатов. В статье описывается новый механизм борьбы с этой проблемой — образование крупных везикул, в которые клетка выкидывает белковые агрегаты и некоторые органеллы. Образование таких везикул усиливается, если подавить у клеток наработку шаперонов, активность протеасом или процессы аутофагии. — C. elegans neurons jettison protein aggregates and mitochondria under neurotoxic stress. См. также: Нобелевская премия по медицине и физиологии 2016: за самоедство.
• Генетика, биоинформатика. Важные для опухоли гены могут присутствовать в нескольких копиях не только в составе хромосом, но и в составе циклических внехромосомных молекул ДНК. Исследователи из США и Канады разработали методики обнаружения таких внехромосомных ДНК-элементов. Оказалось, что циклические внехромосомные ДНК присутствуют приблизительно у половины типов раковых клеток, и никогда не встречаются в здоровых клетках. — Extrachromosomal oncogene amplification drives tumour evolution and genetic heterogeneity.
• Рак. Опухоли, способные переключаться между разными механизмами поддержания злокачественности, особенно опасны. Например, протоковая аденокарцинома поджелудочной железы, развившаяся под действием онкогена Kras, может полностью от него отказаться и перейти на онкоген Myc. У таких клеток активизируется метаболизм белка, а их поведение становится более агрессивным. Зато возникает и слабость — эти клетки особенно чувствительны к блокаторам ответа на стресс. Из-за активного синтеза белков им нужен и более тщательный контроль качества синтеза и фолдинга белковых молекул. — Synthetic vulnerabilities of mesenchymal subpopulations in pancreatic cancer.

Science #355(6325) + онлайны: эволюция лошадей, вредные дупликации генов и способ сделать людей привлекательнее для комаров

• Биоинформатика. Ученые из Кембриджа и Гарварда продвинулись в исследовании генов ферментов в метагеномах. Набор биоинформатических инструментов позволяет выделить в генах метагенома кластеры с общими биологическими функциями. — Finding enzymes in the gut metagenome, A prominent glycyl radical enzyme in human gut microbiomes metabolizes trans-4-hydroxy-l-proline.
• Методика. В состав белков входит две серосодержащие аминокислоты — цистеин с SH-группой и метионин c S-СH₃-группой. Первые легко поддавались модификациям, а вот модифицировать метионин химики научились только сейчас. Благодаря новому методу модификация метионина возможна даже в присутствии цистеина. — Redox-based reagents for chemoselective methionine bioconjugation.
• Эволюция, палеонтология. На примере 7 видов современных лошадей, а также 131 ископаемого вида, ученые хотели выяснить, когда возникают вспышки фенотипического и видового разнообразия. Оказалось, что эти явления у лошадей не связаны между собой. Новые группы образовывались, когда увеличивалась продуктивность среды или когда лошади заселяли новые территории, но при этом не обязательно росло разнообразие внешних черт. — Decoupled ecomorphological evolution and diversification in Neogene-Quaternary horses.
• Генетика, молекулярная биология. Дупликация важного гена, как раньше считалось, делает геном более устойчивым — если одна копия сломается, будет запасная. Забавно, но примерно в половине случаев эта разумная схема перестает работать, потому что у белков, синтезируемых с разных копий гена, развивается взаимная зависимость. В этом случае сломать систему даже проще, чем исходную — достаточно нарушения функции любого из двух генов. — Gene duplication can impart fragility, not robustness, in the yeast protein interaction network.
• Молекулярка, нейробиология. МикроРНК связываются с матричными РНК и мешают их трансляции. При этом микроРНК в клетке всегда меньше, чем матричных, поэтому микроРНК явно не могут искать свои мишени по всей клетке. Немецкие ученые разрешили этот парадокс, продемонстрировав, что созревание микроРНК происходит локально. Если активировать у нейрона отдельный синапс, микроРНК созреют поблизости от него и заблокируют трансляцию мишеней. — Activity-dependent spatially localized miRNA maturation in neuronal dendrites.
• Иммунология. При активации B-клеток учащается аутофагия. При этом почему-то важно, чтобы она проходила не по каноническому пути, и переключением занимается специальная регуляционная система. — A switch from canonical to noncanonical autophagy shapes B cell responses.
• Структурка. Структурка потенциалзависимого натриевого канала из неожиданного объекта — американского таракана — позволяет узнать, насколько консервативно строение белков этой группы у разнообразных эукариот. — Structure of a eukaryotic voltage-gated sodium channel at near-atomic resolution.
• Микробиология. Толерантные к антибиотикам бактерии не гибнут в присутствии лекарств, но и не размножаются, а устойчивые бактерии способны и размножаться, несмотря на присутствие антибиотиков. До сих пор было неясно, ускоряет ли толерантность приобретение устойчивости. Оказалось что, во-первых, появление толерантности всегда предшествует появлению устойчивости, а во-вторых, что толерантность помогает распространиться мутациям, вызывающим устойчивость. Поэтому, чтобы бороться с устойчивостью к антибиотикам, можно бороться с толерантностью к ним. — Antibiotic tolerance facilitates the evolution of resistance.
• Микробиология. Один из метаболитов малярийного плазмодия заставляет эритроциты человека выделять больше углекислого газа, альдегидов и монотерпенов. Это привлекает комаров-переносчиков малярии, которые из-за этого метаболита предпочитают зараженных людей здоровым. — A key malaria metabolite modulates vector blood seeking, feeding, and susceptibility to infection.