Генетика

Пшеница, устойчивая к мучнистой росе

Китайские ученые описали устойчивую к мучнистой росе мутантную разновидность пшеницы, получившую название Tamlo-R32. Уязвимость к мучнистой росе у многих растений определяется геном Mildew resistance locus O (MLO), причем мутации в нем часто делают растения устойчивыми к мучнистой росе, но зачастую в ущерб размерам и плодовитости. Tamlo-R32 несет делецию длиной 304 нуклеотида в локусе MLO-B1. Мутантная форма не уступает растениям дикого типа по скорости роста и урожайности, зато защищена от мучнистой росы. Как оказалось, неблагоприятные последствия делеции в MLO-B1 компенсирует активация экспрессии гена TaTMT3B, кодирующего тонопластный переносчик моносахаридов, которая становится возможной благодаря локальной перестройке хроматина. Примечательно, что аналогичные мутантные формы можно получить с помощью геномного редактирования и для элитных сортов пшеницы. — Genome-edited powdery mildew resistance in wheat without growth penalties, «Биомолекула»: «Почему болеют растения и как они борются с инфекцией на примере фитопатогенных бактерий», «Фитонематоды — кукловоды молекулярного уровня».

Эволюция Y-хромосомы

Как и зачем в ходе эволюции появились половые хромосомы? На этот фундаментальный вопрос до сих пор нет убедительного ответа. Есть много гипотез, и в новом выпуске Science на суд читателя представлена еще одна модель расхождения X- и Y-хромосом в ходе эволюции. Согласно новой модели, из-за инверсии часть Y-хромосомы утратила способность рекомбинировать с X-хромосомой. Это событие привело к появлению специальных механизмов, обеспечивающих дозовую компенсацию — и при этом по действию противоположных друг другу. Это противопоставление сделало невозможным обратную инверсию на Y-хромосоме и возвращение способности к рекомбинации с X-хромосомой. —  recombination arrest and degeneration in the absence of sexual dimorphism, «Биомолекула»: «Половых хромосом много не бывает».

Структурка

Механизмы активации и подавления внесинаптических рецепторов ГАМК

Рецепторы ГАМК типа A образуют пентамеры из α-, β-, γ-, δ-, ε-, ρ-, θ- и π-субъединиц. Британские ученые с помощью криоэлектронной микроскопии получили структуры преимущественно внесинаптических рецепторов состава αβ в активной и инактивированной форме. Структура инактивированной формы была получена для комплекса рецептора со смертельным нейропаралитическим ядом α-кобратоксином. Также были получены структуры комплексов рецептора с ГАМК и рецептора с ГАМК и ионом цинка. Оказалось, что цинк нивелирует эффект связывания ГАМК со своим рецептором, затыкая его, как пробка, и перекрывая ток ионов хлора через рецептор. — Mechanisms of inhibition and activation of extrasynaptic αβ GABAA receptors, «Биомолекула»: «Спокоен как GABA».

Рак

Закон кучности для мутаций в раковых клетках

В раковых клетках некоторые виды мутаций, такие как замены оснований, короткие вставки и делеции нередко группируются, образуя кластеры. Коллектив исследователей из США и Великобритании детально проанализировал 2583 полных геномов клеток 30 видов рака на предмет кластеризованных мутаций. Оказалось, что кластеризованные мутации особенно часто затрагивают драйверные гены, которые лежат в основе роста и развития опухоли. Считается, что за появление многих кластеризованных мутаций отвечают дезаминазы семейства APOBEC3. Авторы работы показали, что это верно в отношении внехромосомной ДНК, которая очень часто присутствует в раковых клетках. — Mapping clustered mutations in cancer reveals APOBEC3 mutagenesis of ecDNA.

Как рецептор эпидермального фактора роста мутирует при глиобластоме

Рецептор эпидермального фактора роста (EGFR) в клетках глиобластомы часто мутирует, причем мутации затрагивают преимущественно его внеклеточную часть. Из-за этого ингибиторы EGFR, эффективные, например, при раке легких, при глиобластоме часто оказываются бессильны. Помимо самого EGF, который, связываясь с рецептором, запускает пролиферацию клетки, с EGFR может связываться другой лиганд — эпирегулин (EREG), который способствует дифференцировке клеток. Оба лиганда вызывают разный ответ, поскольку приводят к формированию димеров EGFR разной структуры: выраженно асимметричной в случае EGF и менее ассимметричной в случае EREG. Как показало недавнее исследование, при глиобластоме EGFR мутирует таким образом, что пролиферативный ответ запускается при связывании и EREG тоже. — Glioblastoma mutations alter EGFR dimer structure to prevent ligand bias.

Физиология животных

Не хочу кушать, хочу жениться!

Американские ученые показали, что у дрозофилы переключение между поиском пищи и брачными ритуалами происходит благодаря особому гормону, который секретирует пищеварительный тракт. Голодные самцы дрозофилы равнодушны к противоположному полу, но стоит им поесть, как в течение нескольких минут они снова проникаются прелестью противоположного пола и приступают к ухаживанию. Оказалось, что, когда в кишечнике самца оказывается питательная, богатая аминокислотами еда, специальные клетки в пищеварительном тракте начинают вырабатывать нейропептидный гормон Dh31, который, действуя на особые нейроны в мозге, активирует брачное поведение. — A nutrient-specific gut hormone arbitrates between courtship and feeding, «Биомолекула»: «Добавки не будет: голодание продлевает мышам жизнь. А что насчет людей?», «Модельные организмы: дрозофила».

Диагностика

Ранняя диагностика преэклампсии

Преэклампсия — тяжелое состояние, развивающееся во второй половине беременности и характеризующееся артериальной гипертензией и появлением белка в моче. В отсутствие своевременной диагностики и лечения исход может быть самым тяжелым. Американские ученые предложили новый метод для раннего выявления риска преэклампсии с помощью анализа внеклеточной РНК, циркулирующей по кровотоку. Ученые разработали диагностическую панель из 18 генов, для которых уровень считывающейся с них РНК в крови может быть использован для выявления риска преэклампсии с 5 по 16 неделю беременности. — Early prediction of preeclampsia in pregnancy with cell-free RNA.

Иммунология

Кусающиеся B-клетки

B-клетки маргинальной зоны — резидентные клетки лимфоидных органов, которые отвечают за быструю продукцию полиреактивных антител класса IgM. Как оказалось, эти клетки могут в прямом смысле «кусать» дендритные клетки, оказавшиеся поблизости, и соревноваться с ними за возможность презентовать антигены T-клеткам. Вначале рецептор комплемента 2 (CR2) на поверхности B-клеток маргинальной зоны распознает антигенный пептид, находящийся в комплексе с молекулой главного комплекса гистосовместимости II класса (MHC-II) на поверхности дендритной клетки. Далее B-клетка «откусывает» у дендритной клетки MHC-II с антигеном и экспонирует его на своей поверхности (этот процесс «кусания» известен как трогоцитоз). Теперь B-клетка может сама презентовать этот антиген T-клетке. — Marginal zone B cells acquire dendritic cell functions by trogocytosis.

Как дендритные клетки контактируют с кровью

В участках селезенки, активно сообщающихся с кровотоком, присутствует особая популяция дендритных клеток, обозначаемая как cDC2. Эти клетки захватывают антигены из крови и представляют их T-клеткам. Но как они определяют, каким путем можно добраться до кровеносных сосудов? Оказалось, специальный рецептор на поверхности cDC2, CD97, с помощью своего N-концевого фрагмента механически чувствует поверхностный маркер CD55, присутствующий на эритроцитах. Этот сигнал и позволят дендритным клеткам «устроиться поудобнее» и начать ловить антигены. — CD97 promotes spleen dendritic cell homeostasis through the mechanosensing of red blood cells, «Биомолекула»: «Антиген — невидимка».

Молекулярка

Многоликий p53

Повреждение поверхности эпителия, как правило, восстанавливается довольно быстро: другие эпителиальные клетки мигрируют в поврежденную область и залатывают собой брешь. Однако в каждом случае такой миграции есть особая клетка-предводитель. Оказывается, повреждение ткани активирует всем известный «страж генома» p53, который, активируя p21, превращает клетку, первой отреагировавшей на повреждение, в лидера. Впрочем, век предводителя эпителиоцитов недолог: когда целостность ткани восстановлена, они погибают. — p53 directs leader cell behavior, migration, and clearance during epithelial repair.