Nature #554 (7691) + онлайны: реакция стволовых клеток на механические воздействия, история цитрусов и преимущества жизни в больших группах

• Науки о материалах. Американские исследователи опубликовали метод превращения древесины в более плотный и прочный материал. Для этого из древесины частично удаляли лигнин и гемицеллюлозу с помощью кипячения в водяном растворе NaOH and Na₂SO₃, а затем проводили горячее прессование. — Wood made denser and stronger, Processing bulk natural wood into a high-performance structural material.
• Молекулярка. Динеин — молекулярный мотор, участвующий в перемещении везикул вдоль микротрубочек. Кофактор динеина динактин регулирует активность динеина. В связывании динеин-динактиновых комплексов с грузами, которые они должны перевозить, участвуют специальные белки-адапторы. Новое исследование показывает, что некоторые адапторы склонны привлекать по два динеиновых мотора, благодаря чему увеличиваются сила тяги и скорость, с которой перемещается груз. — Cryo-EM shows how dynactin recruits two dyneins for faster movement.
• Эволюция, экология. С помощью геномики, филогенетики и биогеографии исследователи проследили эволюционную историю любимого многими рода Citrus. Этот род диверсифицировался в позднем миоцене, когда его представители широко распространились по юго-восточной Азии. А во время второй волны распространения в раннем плиоцене цитрусы добрались до австралийского региона, благодаря чему появились австралийские лаймы. — Genomics of the origin and evolution of Citrus.
• Нейробиология. Предыдущий опыт животного может влиять на его поведение даже тогда, когда он нерелевантен текущим задачам. Исследователи из Принстона установили, что за хранение и подключение информации о предыдущем сенсорном опыте отвечает постериорная париетальная кора. Раньше считалось, что эта область поддерживает рабочую память, однако ученые показали, что подавление активности постериорной париетальной коры может улучшать результаты подопытных крыс в задачах на рабочую память. Улучшение происходило за счет снижения влияния предыдущего опыта на поведение животного. — Posterior parietal cortex represents sensory history and mediates its effects on behaviour.
• Экология. 12-летние наблюдения за рыбами залива Майдзуру у побережья Японии показали, что взаимодействия видов между собой меняются со временем и влияют на стабильность сообщества в целом. Доминирование слабых взаимодействий, к примеру, было связано с более высокой стабильностью сообщества и меньшими колебаниями популяций. — Fluctuating interaction network and time-varying stability of a natural fish community.
• Иммунология. Микробы, усиливающие патологическое воспаление, часто не наносят вреда здоровому организму. Американские исследователи описали механизм, ограничивающий иммунный ответ здорового животного на бактерий Helicobacter hepaticus. Для этого важны регуляторные лимфоциты iT_reg, экспрессирующие маркеры RORγt и FOXP3. Эти клетки ограничивают активность стимулирующих воспаление клеток T_H17. Для того, чтобы iT_reg ограничивали активность T_H17, в первых должен функционировать транскрипционный фактор c-MAF. — c-MAF-dependent regulatory T cells mediate immunological tolerance to a gut pathobiont.
• Структурка. Структурка комплекса метилаз DNMT3A—DNMT3L с ДНК. Мономеры DNMT3A в составе комплекса распознают два динуклеотида CpG, расположенных на расстоянии 14 пар нуклеотидов друг от друга. — Structural basis for DNMT3A-mediated de novo DNA methylation.
• Экология. Одна из гипотез о причинах развития высокого интеллекта у некоторых животных — необходимость поддерживать множество контактов при жизни в большой группе. Исследование черноспинных певчих ворон, обитающих в естественной среде, показало, что особи, живущие в более крупных группах, демонстрируют лучшие результаты в тестах когнитивных способностей. Различия начинают проявляться еще до того, как птицы достигают зрелости. — Cognitive performance is linked to group size and affects fitness in Australian magpies.
• Рак. Субклональные популяции опухолевых клеток могут резко отличаться по способности образовывать метастазы. Новая работа показывает, что одной из причин различий может быть доступность аспарагина. Нокдаун аспарагин-синтетазы, введение фермента, расщепляющего аспарагин или ограничение содержания аспарагина в пище снижало образование метастазов. — Asparagine bioavailability governs metastasis in a model of breast cancer.
• Нейробиология. Тенеурины — мембранные белки, направляющие образование синапсов между нейронами зрительной системы у позвоночных и дрозофилы. В новой работе показано, что тенеурины важны еще и для образования правильных контактов внутри гиппокампа мышей. Интересно, что у тенеурина-3 есть изоформы с предпочтительной адгезией друг к другу, что открывает широкие возможности для регуляции образования нейронных контуров. — Teneurin-3 controls topographic circuit assembly in the hippocampus.
• Клеточная биология. На поведение стволовых клеток влияет множество факторов внешней среды. Как показало новое исследование, стволовые клетки могут реагировать и на механические воздействия. Активность ионного канала Piezo, реагирующего на растяжение, стимулировала деление и дифференцировку предшественников энтероэндокринных клеток кишечника дрозофилы. — Mechanical regulation of stem-cell differentiation by the stretch-activated Piezo channel.

Science #359 (6376) + онлайны: секреты маневренности колибри, суточная ритмичность энхансеров и улучшение оптогенетической регуляции

• Нейробиология. В идеале оптогенетика должна давать возможность неинвазивно регулировать жизнь клеток. На практике, синий и зеленый свет, которым активируются управляемые светом каналы, плохо проходит сквозь ткани. Из-за этого для регуляции активности мозга через активируемые светом каналы подопытным животным приходится вживлять в голову лазеры. Однако недавно исследователям из Японии, Сингапура и США удалось разработать модификацию методики, с помощью которой оптогенетика может стать ближе к тому, какой она замышлялась. Для этого ученые имплантировали в мозг животных наночастицы, преобразующие свет ближнего инфракрасного диапазона в синий свет. Ближний инфракрасный свет при этом можно излучать снаружи от головы животного, в нескольких миллиметрах от ее поверхности, а эмиссия синего света произойдет поблизости от наночастицы. — Toward an optically controlled brain, Near-infrared deep brain stimulation via upconversion nanoparticle—mediated optogenetics. биомолекула: Светлая голова, Беспроводная магнитотермическая глубокая стимуляция мозга, Свет, камера, ... нервный импульс!
• Эволюция. Колибри замечательно маневрируют в воздухе, стремительно поворачиваясь, меняя скорость и выполняя различные трюки. Чтобы исследовать, откуда берется такая ловкость, ученые из Германии и Канады с помощью компьютерного зрения проанализировали видеозаписи полета 250 колибри, представляющих 25 видов. Анализ показал, что виды колибри различаются по стилю полета, и что разнообразное маневрирование объясняется небольшим набором черт. Более крупные птицы проявляли большую маневренность за счет большей относительной массы мышц. А форма крыла была важна, чтобы уметь резко поворачивать. — How hummingbirds stay nimble on the wing, Morphology, muscle capacity, skill, and maneuvering ability in hummingbirds. биомолекула: Моделирование помогает стрекозам охотиться.
• Нейробиология. Опубликованы результаты прижизненных наблюдений за клетками-предшественниками нейронов и их потомками в мозге взрослых мышей в течение двух месяцев. За это время исследователям удалось увидеть весь процесс нейрогенеза во взрослом мозге — от делений клеток предшественников до встраивания дифференцировавшихся нейронов в контуры гиппокампа. — Revising concepts about adult stem cells, Live imaging of neurogenesis in the adult mouse hippocampus. биомолекула: Всё, что вы всегда хотели знать о взрослом нейрогенезе, но боялись спросить.
• Клеточная биология. Обзор в свежем выпуске Nature посвящен текущим успехам в применении генетической инженерии определенных клеток для борьбы с болезнями. Ученые, работающие в этом направлении, стремятся получить клетки с синтетическими путями ответа на маркеры болезни. Для борьбы с некоторыми болезнями — например, некоторыми типами лейкемий и лимфом — такие модифицированные клетки уже используются. — Programming gene and engineered-cell therapies with synthetic biology.
• Генетика. Американские исследователи обнаружили общие паттерны нарушения экспрессии генов у пяти психических заболеваний — аутизма, шизофрении, биполярного расстройства, депрессии и алкоголизма. Интересно, что степень сходства этих нарушений регуляции транскрипции была связана с долей общих однонуклеотидных полиморфизмов, характерных для болезней. Эти результаты говорят в пользу существования значительного генетического компонента у всех исследованных психических заболеваний. — Shared molecular neuropathology across major psychiatric disorders parallels polygenic overlap.
• Молекулярка. Во многих человеческих белках встречаются протяженные участки, состоящие из небольшого числа аминокислот. Американские исследователи показали, что части таких доменов с низким разнообразием аминокислот могут связываться между собой, образуя перекрученные β-листы. Особенно стабильны такие взаимодействия, если домены богаты остатками ароматических аминокислот. — Atomic structures of low-complexity protein segments reveal kinked β sheets that assemble networks.
• Нейробиология. Острые волны гиппокампа оказались важными для запуска синаптической депрессии, которая происходит во время медленной стадии сна и необходима для сохранения в памяти важной информации. Подавление острых волн гиппокапма во время медленного сна помешало снижению силы синапсов, а также обучению. — Hippocampal ripples down-regulate synapses.
• Генетика. Исследователи из США, Кении и Франции собрали замечательный набор данных, включающий транскриптомы 64 тканей павиана анубиса, собранные в течение всего дня с периодом в два часа. 82% белок-кодирующих генов показали суточную ритмичность экспрессии. Пики экспрессии ритмичных генов кластеризовались в районе рассвета и сумерек. — Diurnal transcriptome atlas of a primate across major neural and peripheral tissues.
• Молекулярка. Исследователи из Швеции, Австралии и Сингапура разработали новый метод детекции взаимодействий белков, основанный на их совместной агрегации в определенных условиях. Точность метода проверили на 350 белковых комплексах, взаимодействия белков которых считаются хорошо подтвержденными. — Thermal proximity coaggregation for system-wide profiling of protein complex dynamics in cells.
• Молекулярка. Во взаимодействии энхансеров с промоторами в клетках мышиной печени обнаружили суточную ритмичность. Важную роль здесь играет репрессивный транскрипционный фактор Rev-erbα, мешающий образованию хроматиновых петель между некоторыми энхансерами и их генами-мишенями. — Rev-erbα dynamically modulates chromatin looping to control circadian gene transcription.