Nature #529(7585) + онлайны: наследуемые свойства микробиома, внерибосомный синтез пептидов и скука как состояние нервной системы

• Наука и общество. Эпидемиолог, возглавлявший борьбу с распространением коронавирусов SARS-Cov в Тайвани, по результатам опросов имеет хорошие шансы быть избранным на пост вице-президента этой страны. Наконец-то широкие массы начали понимать, какие ученые замечательные. — Taiwan’s SARS hero poised to be vice-president.
• Нейробиология, психология. Nature публикует увлекательный рассказ об исследовании скуки как состояния нервной системы. — Why boredom is anything but boring
• Микробиология, физиология. Постоянная нехватка пищевых волокон снижает разнообразие микробиома у мышей. Но самое интересное, что это состояние не полностью восстанавливается, если животное снова начинает полноценно питаться, и даже сохраняется у потомства. Получается что-то вроде микробиомной эпигенетики — наследования свойств, приобретенных в течение жизни, и не записанных в ДНК. — Microbiome: Fibre for the future, Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations. биомолекула: «Клетчатка на пользу потомкам»
• Клеточная биология. Обычно эндотелиальные клетки, образующие стенки сосудов, ведут себя скромно, не размножаясь и никуда не перемещаясь. Но если возникает необходимость вырастить новый сосуд, они должны быть готовы подняться с насиженных мест, чтобы дать ему начало. Переключение этих двух состояний эндотелиальных клеток очень важно, чтобы поддерживать правильную структуру сосудистой сети, и этим занимается транскрипционный фактор FOXO1. — Vascular biology: Transcriptional control of endothelial energy, FOXO1 couples metabolic activity and growth state in the vascular endothelium
• Палеонтология. Судя по результатам раскопок на индонезийском острове Сулавеси, миллион лет назад там обитали гоминины неизвестного таксономического статуса. А человек разумный появился в этих местах только 50000 лет назад. — Earliest hominin occupation of Sulawesi, Indonesia
• Клеточная биология, физиология. Чтобы избавиться от паразитических гельминтов, клетки кишечника выделяют интерлейкин-4, стимулирующий бокаловидные клетки выделять слизь, чтобы червю было сложнее задержаться в пищеварительной системе. Наработкой интерлейкина-4 занимаются клетки, у которых заработал ген Pou2f3. — Intestinal epithelial tuft cells initiate type 2 mucosal immunity to helminth parasites
• Структурка. Некоторые пептиды с необычной структурой синтезируются не рибосомами, а специальными ферментами. В этой работе были определены структуры двух конформационных состояний ферментов этой группы. — Structures of two distinct conformations of holo-non-ribosomal peptide synthetases
• Структурка. Этим же ферментам посвящена еще одна работа — в ней были определены структуры разных состояний домена, занятого модификациями синтезируемого пептида. — Synthetic cycle of the initiation module of a formylating nonribosomal peptide synthetase
• Молекулярка, клеточная биология. Выяснилось, что фактор плюрипотентности NANOG превращает клетки эпибласта (внешнего слоя бластулы позвоночных) в примордиальные зародышевые клетки, из которых потом развиваются половые клетки. В общем, один и тот же фактор может и поддерживать плюрипотентное состояние, и запускать дифференцировку — эфеект зависит от контекста. — NANOG alone induces germ cells in primed epiblast in vitro by activation of enhancers
• Молекулярка, клеточная биология. Фосфоинозитиды — немногочисленные, но важные составляющие липидных мембран, участвующие во многих сигнальных каскадах. Разное количество фосфатов на этих молекулах характерно для разных клеточных компартментов. Для трафика липидов между разными компартментами необходимы соответствующие модификации фосфоинозитидов в составе мембранных пузырьков. — Cell biology: Lipid code for membrane recycling, A phosphoinositide conversion mechanism for exit from endosomes
• Экология. Исследовав больше тысячи лугов по всему земному шару, экологи предложили модель, связывающую продуктивность растительного сообщества с разнообразием составляющих его видов. — Ecology: Biodiversity and productivity entwined, Integrative modelling reveals mechanisms linking productivity and plant species richness
• Нейробиология. Из-за ишемии нарушается функция миелиновых оболочек нейронов. При этом внутри одигодендроцитов, составляющих миелиновые оболочки, повышается pH, что, в свою очередь, приводит к повышению уровней ионов кальция и магния. Эксперименты показали, что в этом виноват катионный канал группы TRPA1. Блокирование таких каналов позлоляет предотвратить повреждения миелиновых оболочек из-за ишемии. — Neuroscience: A mechanism for myelin injury, Proton-gated Ca²⁺-permeable TRP channels damage myelin in conditions mimicking ischaemia
• Нейробиология. Между моторными нейронами и предшествующими им в нервных цепочках вставочными нейронами обнаружились щелевые контакты. Через эти каналы ток от моторных рейронов идет назад по цепочке, влияя на их возбуждение через синапсы. Получается петля, в которой моторные и вставочные нейроны регулируют активности друг друга. Такие петли, как оказалось, важны для управления движениями. — Motor neurons control locomotor circuit function retrogradely via gap junctions
• Молекулярка. С помощью микроскопии сверхвысокого разрешения ученые увидели, как выглядит ДНК в различных эпигенетических состояниях: активном, неактивном и репрессированном через Polycomb-комплексы. — Super-resolution imaging reveals distinct chromatin folding for different epigenetic states
• Рак. Исследуя рецидивы медуллобластом, ученые выяснили, что в этих опухолях доминируют те клоны раковых клеток, которые были минорными в первичной опухоли. Получается, что этим опухолям удается возродиться после терапии, потому что из-за изменения соотношения клонов раковых клеток возникает опухоль, не похожая на прежнюю. — Divergent clonal selection dominates medulloblastoma at recurrence

Science #351(6270) + онлайны: первые люди в Арктике, борьба микробиоты с вирусами и нейробиологические основы обучения пению

• Молекулярка, физиология. В последнее время иногда обнаруживают, что длинные некодирующие РНК, вопреки своему названию, все-таки кодируют небольшие пептиды. Один из таких пептидов конкурирует с ингибиторами белка SERCA, регулирующего перемещения кальция между компартментами мышечных клеток. Таким образом этот пептид может быть полезен, к примеру, чтобы улучшать работу сердечных мышц. — Small peptides control heart activity, A peptide encoded by a transcript annotated as long noncoding RNA enhances SERCA activity in muscle
• Молекулярка. Обычно РНК необходима специальная структура на конце молекулы — кэп — чтобы эукариотические рибосомы могли начать ее трансляцию. Но иногда и в середине молекул встречаются особые сайты под названием IRES, на которые могут сесть рибосомы. Масштабный анализ показал, что IRESы более распространены, чем ранее было принято считать, и что такие последовательности есть примерно у 10% клеточных мРНК и у 20% вирусных. — IRES unplugged См. также: Трансляция Нох-генов: особая регуляция особых белков, Бактерии тоже могут начинать синтез белка на IRES.
• Микробиология, физиология. В Science публикуют обзор, рассказывающий о том, как микробиота кишечника помогает организму бороться с вирусными инфекциями. — Transkingdom control of viral infection and immunity in the mammalian intestine
• Палеонтология. Останки мамонта со следами от оружия говорят о том, что человек появился в арктике еще 45000 лет назад. Это на 10000 раньше, чем позволяли предположить ранее известные находки. — Early human presence in the Arctic: Evidence from 45,000-year-old mammoth remains
• Нейробиология. Зебровые амадины учатся петь, подражая старшим птицам. Когда молодая птица слушает песню, в ее премоторной коре возникает специфическая активность. Но со временем, когда амадина изучает песню, эта активность начинает подавляться за счет ингибиторных контуров. Именно их работа, а не возраст птицы, позволяет предсказать, освоен ли новый элемент песни. Селективное ингибирование нервных контуров префронтальной коры во время прослушивания песен старших товарищей позволяет птицам не перезаписывать те элементы песни, которые они уже изучили, и сосредоточиться на том, что еще необходимо доработать. — Inhibition protects acquired song segments during vocal learning in zebra finches
• Клеточная биология. В зависимости от состояния клетки ее митохондрии могут сливаться или, наоборот, фрагментироваться. Эти процессы регулирует киназа AMPK, работающая как сенсор энергитического статуса клетки. При необходимости она фосфорилирует белок внешней мембраны митохондрий MFF, а тот запускает процесс деления митохондрии. — AMP-activated protein kinase mediates mitochondrial fission in response to energy stress
• Молекулярка. Многие РНК дрозофилы несут модификацию 5-гидроксиметилцитозин, и особенно велика доля таких РНК среди тех, что вовлечены в развитие нервной системы. Отключение фермента, создающего такие модификации, летально, поскольку приводит к серьезным нарушениям развития мозга. — Transcriptome-wide distribution and function of RNA hydroxymethylcytosine
• Молекулярка. Предложен необычный метод лечения болезней, вызванных дефектами гемоглобина: предлагается активировать фетальные гены гемоглобина, чтобы маскировать нарушения функции взрослых вариантов генов. Поэтому нужно найти способ осовободить эти гены от транскрипционного фактора LRF/ZBTB7A, поддерживающего на них высокую плотность нуклеосом. — Transcription factors LRF and BCL11A independently repress expression of fetal hemoglobin
• Молекулярка. Онкопротеин KRAS несет в своем составе ГТФазный домен, но ингибирование этого домена не помогает подавить работу KRAS. поэтому считалось, что ГТФазный домен у этого белка не работает. Но оказалось, что обмен нуклеотидами с KRAS, только ему нужна для этого помощь со стороны других белков. Если подавить эти белки, а заодно ГТФазный домен, то активность KRAS все же удается ингибировать. — Allele-specific inhibitors inactivate mutant KRAS G12C by a trapping mechanism
• Структурка. Структурка R-петли, образующейся при связывании комплекса CRISPR-Cas9 с ДНК. R-петля — это особая конформация ДНК, одна из цепей которой вытесняется РНК, принесенной CRISPR, а другая, связываясь с другой частью этого комплекса, принимает особенно удобную для разрезания форму. — Structures of a CRISPR-Cas9 R-loop complex primed for DNA cleavage