Оглавление

SciNat за февраль 2017 #4: предсказание запаха по структуре молекулы, орудийная деятельность шмелей и искусственный ЭПР

  • 206
  • 0,5
  • 0
  • 1
Добавить в избранное
Обложка нового номера Nature посвящена обнаружению семи планет земного размера в системе звезды TRAPPIST-1.
Свежие номера авторитетных научных журналов богаты статьями по молекулярной биологии. В Nature расскажут о контроле за редактированием РНК, о том, почему важно метилирование ДНК в пределах гена и о том, как система комплемента усугубляет симптомы болезни Гоше. В Science пишут о том, сколько белков должно денатурировать при повышении температуры, прежде чем нарушатся функции клетки, о получении управляемых светом киназ и о необычных бактериальных амилоидах. Самые интересные статьи посвящены предсказанию запаха по структуре молекул, обучению шмелей использованию орудий и получению искусственной эндоплазматической сети из минимального набора компонентов.

Nature #542 (7642) + онлайны: искусственная эндоплазматическая сеть, польза от метилирования в пределах гена, контроль за дезаминированием РНК

  • Молекулярка. Дезаминаза ADAT2/3 — активный мутагенный фермент, и до сих пор было непонятно, почему она не дезаминирует все возможные позиции генома. Оказалось, что когда ADAT2/3 нарабатывается совместно с метилтрансферазой TRM140, она способен дезаминировать только те позиции, в которых уже есть метильная метка, оставленная этой метилтрансферазой. Скорее всего, в природе дезаминазы всегда нарабатываются совместно с таким ферментом-регулятором. — Molecular biology: RNA editing packs a one-two punch, Editing and methylation at a single site by functionally interdependent activities.
  • Структурка. С помощью фемтосекундной серийной кристаллографии ученым удалось увидеть, как образуется двойная связь между кислородами молекулы воды и марганцевого кластера, входящего в состав фотосистемы II. — Light-induced structural changes and the site of O=O bond formation in PSII caught by XFEL
  • Иммунология. Резидентные Т-клетки тканей патрулируют эпителиальные барьеры, и могут жить там очень долго. Оказалось, что для продолжительной жизни этих клеток необходима повышенная экспрессия генов белков FABP4 и FABP5, участвующих в поглощении и транспорте липидов. Интересно, что на время жизни Т-клеток центральной памяти, обитающих в лимфоузлах, утрата этих белков никак не влияла. — Survival of tissue-resident memory T cells requires exogenous lipid uptake and metabolism.
  • Биохимия. F430 — кофермент, необходимый метаногенным бактериям для синтеза метана. Структура F430 очень сложна, и только теперь ученые выяснили последовательность белков, катализирующих многоэтапный синтез этого кофермента. — Biochemistry: Origin of a key player in methane biosynthesis, Elucidation of the biosynthesis of the methane catalyst coenzyme F430.
  • Иммунология. Т-клетки с синтетическими рецепторами, стимулирующими их атаковать опухоли, уже неплохо показали себя в борьбе с раком. Раньше гены синтетических рецепторов вводили в Т-клетки с помощью случайно встраивающихся векторов, и неудачное встраивание могло приводить к неприятным последствиям вплоть до злокачественного перерождения. Но теперь ученые с помощью систем CRISPR смогли точно направить ген, чтобы он встроился в константный локус Т-клеточного альфа-рецептора. Получившиеся Т-клетки оказались эффективнее в борьбе с опухолями, чем те, что получали до развития CRISPR-технологий. — Immunology: T-cell tweaks to target tumours, Targeting a CAR to the TRAC locus with CRISPR/Cas9 enhances tumour rejection.
  • Биоинженерия, клеточная биология. Ученым удалось получить в пробирке простейшие искусственные органеллы, напоминающие эндоплазматическую сеть. Для этого понадобились липиды и белки, поддерживающие округлость мембранных пузырьков и связывающих их мембранных трубочек. Чтобы система сохраняла свою структуру, ее нужно было подкармливать ГТФ. — Reconstitution of the tubular endoplasmic reticulum network with purified components.
  • Нейробиология. Нейроны префронтальной коры связаны с подкорковыми структурами, управляющими мотивацией. Эксперименты показали, что в ходе обучения нейроны префронтальной коры начинают по-разному воздействовать на подкорковые структуры — те, что связаны с полосатым телом, со временем становятся все активнее и стимулируют поиск награды, а те, что связаны с таламусом, наоборот, оказывают все более сильный ингибирующий эффект и подавляют мотивацию. Поведение животного зависит от баланса активностей этих двух путей. — Prefrontal cortex output circuits guide reward seeking through divergent cue encoding.
  • Молекулярка. Метилирование ДНК в промоторах подавляет экспрессию гена. Метилирование ДНК самого гена, как оказалось, тоже важно, потому что мешает посадке РНК-полимеразы II и не дает транскрипции начаться в неположенном месте. Метилированием ДНК в теле гена занимается фермент Dnmt3b, а привлекают его туда гистоны, метилированные по позиции H3K36me3. — Intragenic DNA methylation prevents spurious transcription initiation.
  • Молекулярка. Болезнь Гоше возникает из-за накопления глюкоцеребразида и сопровождается различными симптомами в зависимости от пораженных тканей — от увеличения печени и заканчивая слабоумием. Часто болезнь сопровождается хроническим воспалением, и в новой работе исследовали причины его появления. Оказалось, что воспаление развивается под действием системы комплемента, которая активируется антителами к глюкоцеребразиду. При этом активность системы комплемента увеличивает синтез глюкоцеребразида, и возникает петля положительной обратной связи. — Complement drives glucosylceramide accumulation and tissue inflammation in Gaucher disease.

Science #355 (6327) + онлайны: предсказание запаха по структуре молекулы, орудийная деятельность шмелей, управляемые светом киназы

  • Молекулярка. При повышении температуры до определенного критического значения клетка начинает страдать от денатурации белков. На примерах бактерий E. coli и T. thermophilus, дрожжей S. cerevisiae, а также человеческих клеток ученые из Швейцарии исследовали, какая часть денатурировавшего протеома становится для клетки критической. Раньше предполагалось, что функция клетки существенно нарушается при одновременном повреждении нескольких сотен белков, но новая работа показала, что достаточно денатурации всего нескольких десятков. — Quantifying protein (dis)order, Cell-wide analysis of protein thermal unfolding reveals determinants of thermostability.
  • Молекулярка. Праймаза синтезирует короткие затравки для репликации ДНК. В ее структуру входит железо-серный кластер [4Fe4S]. Новая работа показала, что от степени окисления кластера зависит, насколько прочно праймаза связывается с ДНК. Электроны идут от ДНК к железо-серному кластеру праймазы через три остатка тирозина в составе белка. — The [4Fe4S] cluster of human DNA primase functions as a redox switch using DNA charge transport.
  • Молекулярка. Вышел обзор, рассказывающий о подробностях репликации у представителей всех царств живых организмов. Особое внимание уделяется выбору точек начала репликации и работе хеликаз, расплетающих двойную спираль ДНК. — Mechanisms for initiating cellular DNA replication.
  • Биоинформатика. Опубликованы результаты конкурса DREAM Olfaction Prediction Challenge, участникам которого предлагалось научиться предсказывать запах вещества на основе его молекулярной структуры. Лучшие алгоритмы хорошо предсказывали интенсивность запаха и то, насколько он приятен для людей. Также программы научились описывать запахи, используя следующие 8 характеристик: «чесночный», «рыбный». «сладкий», «фруктовый», «горелый», «пряный», «цветочный», «кислый». — Predicting human olfactory perception from chemical features of odor molecules.
  • Структурка. Staphylococcus aureus выделяет амилоидный пептид PSMα3, стимулирующий воспаление и лизис человеческих клеток. Его структура оказалась непохожей на канонические структуры эукариотических амилоидов, включающие β-слои. Вместо них у бактериального амилоида были ?-спирали, которые при образовании фибриллы ориентируются перпендикулярно ее оси. — The cytotoxic Staphylococcus aureus PSMα3 reveals a cross-α amyloid-like fibril.
  • Поведение животных. Шмелей можно научить перетаскивать маленькие шарики в обмен на раствор сахара. При этом шмели быстро учатся выполнять задание эффективно — даже если они наблюдают, как другой живой или искусственный шмель тащит к цели далеко от нее находящийся шарик, он выберет шарик поближе к цели. Интересно, что шмели обучались лучше, когда наблюдали за другими живыми или искусственными шмелями, выполняющими задачу, чем когда экспериментатор перемещал шарик к цели с помощью магнита. Все это говорит о том, что беспозвоночные, как и приматы, морские млекопитающие и некоторые птицы, могут научиться пользоваться орудиями. — Bumblebees show cognitive flexibility by improving on an observed complex behavior.
  • Молекулярка. Биоинженеры получили управляемые видимым светом киназы, и с их помощью исследовали подробности работы нескольких сигнальных путей. Для управления киназами использовали модифицированный белок Dronpa, димеризующийся под действием фиолетового света, и диссоциирующий под действием синего. Пришив молекулы этого белка поблизости от активного сайта киназы, можно закрывать доступ в этот активный центр, заставляя Dronpa димеризоваться. — Optical control of cell signaling by single-chain photoswitchable kinases.
  • Структурка. Структурки N-метил-D-аспартатного рецептора, состоящего из трех субъединиц — GluN1, GluN2A и GluN2B. Структуры получены в присутствии или отсутствии аллостерического модулятора Ro 25-6981, меняющего конформацию субъединицы GluN2B. — Cryo-EM structures of the triheteromeric NMDA receptor and its allosteric modulation.

Комментарии