Приложение к Nature на этой неделе собрало в себе статьи о самых перспективных областях биологических исследований. Здесь и положительное влияние воспалительных процессов на регенерацию тканей, и механизмы образования метастазов, и роль клеток эндотелия в развитии множества органов, и исследования антибиотиков в эпоху повальной устойчивости бактерий к ним.

На черепе, найденном на севере Кении, хорошо видны следы ударов, которые, собственно, и привели к смерти бывшего владельца этих костей. Насилие и межгрупповые конфликты происходили у людей задолго до того, как появлились первые цивилизации. Об этом повествует одна из статей журнала Nature на этой неделе, а также его обложка.

Nature#529 (7586) + онлайны: доисторические конфликты, некодирующие РНК бактерий для эффективного заражения и кремниевые сенсоры для мозга

• Антропология. Опасность повстречаться в тёмном месте с незнакомцем, который по-тихому проломит тебе череп, подстерегала человека ещё в голоцене. Об этом свидетельствуют черепа предполагаемых охотников и собирателей, живших вблизи озера Туркана (Кения) 14 тысяч лет назад или около того. Правда, в их случае избиение было массовым: судя по всему, одни племена нападали на другие. — Inter-group violence among early Holocene hunter-gatherers of West Turkana, Kenya.
• Структурка. О белке p53 знают многие, ведь в норме он подавляет развитие злокачественных опухолей. Вирус папилломы человека, наоборот, повышает вероятность рака, и вот почему: некоторые его белки «ловят» p53 и уничтожают его. Чтобы молекула p53 распалась, нужно, чтобы её «поймали» вирусный онкопротеин E6 и убиквитин-лигаза E6AP. Теперь стало понятно, как все эти три молекулы смотрятся вместе, в комплексе. — Structure of the E6/E6AP/p53 complex required for HPV-mediated degradation of p53.
• Структурка. РНК-полимераза второго типа у быка отличается от таковой у дрожжей, а вот от с человеческой RNA-Pol II её гораздо проще спутать. — Structure of transcribing mammalian RNA polymerase II.
• Структурка. Традиционно об убиквитинировании и о строении комплексов молекул, которые делают его возможным. — Structure of a HOIP/E2~ubiquitin complex reveals RBR E3 ligase mechanism and regulation.
• Структурка, вирусология, иммунология. Когда вирус заражает клетку, его антигены попадают в эндоплазматическую сеть, а затем и к белкам главного комплекса гистосовместимости благодаря белку-транспортёру, связанному с процессингом антигенов (TAP). Мутации гена TAP приводят к иммунодефицитам, а некоторые вирусы научились обходить действие этого белка или угнетать его работу. Криоэлектронная микроскопия позволила выявить строение TAP в комплексе с одним из таких вирусных белков-ингибиторов, ICP47. — A mechanism of viral immune evasion revealed by cryo-EM analysis of the TAP transporter.
• Иммунология, микробиология. Бактерии вырабатывают малые (некодирующие) РНК, которые регулируют способность этих микробов к заражению других организмов. Это стало известно благодаря одновременному секвенированию ДНК и бактерии, и её «жертвы». — Dual RNA-seq unveils noncoding RNA functions in host—pathogen interactions, Infection biology: Small RNA with a large impact, биомолекула: «Малая РНК большого значения».
• Иммунология. Регуляторные Т-клетки в норме не позволяют своим соратникам по иммунной системе нападать на родные здоровые ткани организма. Во многом это заслуга белка Foxo1, мутации в гене которого приводят к аутоиммунным заболеваниям. — Graded Foxo1 activity in Treg cells differentiates tumour immunity from spontaneous autoimmunity.
• Клеточная биология. Хотя гематопоэтические стволовые клетки получают энергию в основном за счёт гликолиза, митохондрии им тоже нужны. Это подтверждают исследования мутантов по гену белка митофузина (Mfn2), который в норме «привязывает» митохондрии к эндоплазматической сети. — Mitofusin 2 maintains haematopoietic stem cells with extensive lymphoid potential.
• Биотехнологии. У многих устройств, имплантируемых внутрь тела, есть проводки для передачи сигналов, и эти проводки служат рассадниками бактерий. Иногда инфекции приводят к тому, что устройства приходится удалять из организма пациента. Один из исследовательских коллективов на примере внутримозговых устройств для крыс показывает, что можно обойтись и без многочисленных проволочек. — Bioresorbable silicon electronic sensors for the brain.

Science #351 (6271) + онлайны: полёвки-утешители, гибель клеток для развития корней, сосуды-помощники нервов

• Экология. Чем больше видовое разнообразие, тем лучше! Это касается и маленьких ферм, за счёт которых часто кормятся жители развивающихся стран. Чем богаче на таких фермах будет видовой состав опылителей, тем больше будет урожай. Ну а чем больше урожай, тем больше опылителей. — Mutually beneficial pollinator diversity and crop yield outcomes in small and large farms.
• Экология, физиология растений. Углекислого газа в атмосфере становится всё больше и больше, и особенно быстро его концентрация растёт в Северном полушарии в широтах выше 40 градусов (Стамбул и севернее). Долгое время не могли понять, почему это так, а потом оказалось, что дело в банальной смене сезонов года. Растения высоких широт интенсивнее поглощают углекислый газ летом, когда объём его выброса почти минимальный. — Enhanced seasonal CO₂ exchange caused by amplified plant productivity in northern ecosystems.
• Физиология растений. Запрограммированная гибель клеток чаще приносит пользу, чем вред. Это верно и для арабидопсиса. Когда это растение пускает боковые корни, в корневом чехлике каждого такого корня периодически отмирает целая группа клеток. Это запускает выделение ауксина, и корень усиленно удлиняется. — Cyclic programmed cell death stimulates hormone signaling and root development in Arabidopsis.
• Генетика, клеточная биология. Одни и те же гены руководят жизнью зрелых макрофагов и их предшественников, а экспрессию этих генов регулируют факторы транскрипции Maf. — Lineage-specific enhancers activate self-renewal genes in macrophages and embryonic stem cells.
• Иммунология. Главный комплекс гистосовместимости Е (MHC-E) «сотрудничает» в основном с NK-клетками (натуральными клетками-киллерами), и вирусы иммунодефицита используют его особенность, чтобы обойти защитные системы организма. У макак-резусов, которым ввели векторы на основе соответствующего цитомегаловируса, CD8⁺-клетки взаимодействуют с NK-клетками и MHC-E. Вероятно, эта особенность позволит придумать какие-то способы перехитрить вирусы иммунодефицита — и человеческий, и обезьяний. — Broadly targeted CD8+ T cell responses restricted by major histocompatibility complex E.
• Молекулярка. Лишние связи между двумя нитями ДНК приводят к тому, что молекула не удваивается как надо: в таких участках «застревают» репликационные вилки. Чтобы этого не происходило, белок Fancd2 помечается убиквитином, когда связи между двумя цепочками молекулы ДНК появились там, где не надо. После этого запускаются механизмы репарации, восстанавливающие нормальную структуру ДНК. При анемии Фанкони в гене Fancd2 есть мутация, из-за которой ДНК недостаточно часто «чинится», а хромосомы становятся нестабильными. А дело в том, что Fancd2 «призывает на помощь» другой белок, нуклеазу Fan1. Именно он «чинит» репликационные вилки. — Ubiquitinated Fancd2 recruits Fan1 to stalled replication forks to prevent genome instability.
• Нейробиология. Моногамные желтобрюхие полёвки Microtus ochrogaster могут утешать своих испуганных знакомых и членов семьи, расчёсывая им шерсть. При этом уровни гормонов, связанных со стрессом (кортикостерона и других), у утешаемого и утешителя «сближаются». Если ввести таким зверькам вещество, блокирующее работу рецептора к окситоцину, они перестают обращать особое внимание на стрессированных сородичей. Вместе эти факты говорят о том, что у мышевидных грызунов тоже встречается эмпатия (как у людей и человекообразных обезьян). — Oxytocin-dependent consolation behavior in rodents.
• Нейробиология, биология развития. Олигодендроциты — клетки нейроглии, которые обеспечивают изоляцию длинных отростков нейронов — аксонов и, как следствие, быстрое проведение импульсов по нервам. Оказывается, во время эмбрионального развития нервной системы предшественники олигодендроцитов мигрируют вдоль вновь образующихся кровеносных сосудов. А когда у зародыша беда с кровеносной системой, страдает и нервная. — Oligodendrocyte precursors migrate along vasculature in the developing nervous system, Oligodendrocytes follow blood vessel trails in the brain.