Nature #553 (7686) + онлайны: почему обезьяны не болеют СПИДом, чем грозит сладкая диета и как вольфрам излечивает кишечный колит

• Экология, климат. Изучение глобальных климатических явлений даже в пределах 100-200 лет представляет собой довольно сложную задачу. Тем более удивительно, что научной группе из Университета Калифорнии в Сан-Диего удалось достаточно точно измерить температуру Мирового океана во время последнего ледникового периода. Ученые выпиливали пласты ледяной коры Антарктиды возрастом от 8 до 22 тысяч лет, а затем рассчитывали количество пузырьков благородных газов, вмерзших в лед. Это позволило не только установить тесную взаимосвязь между температурой Мирового океана и Антарктиды, но и обнаружить повышение средней глобальной температуры океана с 0,9 до 3,5 ℃, происходившее 20 тысяч лет назад. Возможно, с помощью этой новой методики определения температуры воды удастся улучшить существующие климатические модели. — Ocean thermometer from the past, Mean global ocean temperatures during the last glacial transition.
• Эволюция, нейрогенез. Ещё недавно считалось, что процесс формирования нервной системы из вытянутой, «шнуровидной» нервной трубки является прерогативой исключительно билатерий. Однако скандинавским ученым удалось обнаружить целых девять исключений из этого правила.Так, некоторые представители «не-билатерального» типа демонстрируют трубчатую нервную систему, а отдельные виды двусторонне-симметричных животных, напротив, не могут похвастаться наличием нервного ствола. Получается, что у общего предка билатерий была недифференцированная нервная система, которая не один раз «перерождалась» в процессе эволюции. — More than one way to a central nervous system, Convergent evolution of bilaterian nerve cords.
• Нейробиология, аутоиммунные заболевания. Рассеянный склероз — заболевание, при котором нарушается защитный барьер мозга, что приводит к проникновению в него иммунных клеток, атакующих нейроны. Выяснилось, что одним из виновников данного процесса является белок крови фибриноген. Проникнув в мозг, фибриноген усиливает фосфорилирование антитела Smad 1/5/8, что активирует особый белок BMP и тормозит превращение клеток-предшественников в миелинизированные нейроны. Этот неблагоприятный сценарий можно изменить путем ингибирования рецепторов BMP с помощью СRISPR/Cas-белков, что дает надежду на новую стратегию лечения рассеянного склероза. — A bloody brake on myelin repair, биомолекула: Рассеянный склероз: иммунная система против мозга.
• Генная инженерия, микробиология. Несмотря на широкие возможности визуализации внутренних органов с помощью методов эндоскопии, изучение культур, обитающих глубоко внутри кишечника, все еще остается проблемой. Однако с помощью особых генетических конструкций, несущих в себе так называемые «гены акустического ответа», можно обнаружить Escherichia coli и Salmonella typhimurium, живущих в кишечнике организма-хозяина. Экспрессия таких генов in vivo способствует образованию в клетках микроорганизмов газовых пузырьков. Благодаря газонаполненным структурам, рассеивающим звуковые волны и генерирующим эхо, становится возможным обнаруживать генно-модифицированные бактерии в кишечнике человека с помощью ультразвука. — Ultrasound approach tracks gut microbes, Acoustic reporter genes for noninvasive imaging of microorganisms in mammalian hosts.
• Экология. Давно известно, что запасы углерода, содержащиеся в зеленой биомассе, оказывают большое влияние на климат, однако точно оценить этот вклад пока не удавалось. Австрийские ученые смогли рассчитать гипотетическую модель развития биосферы в отсутствие вспашки земель, вырубки лесов и выпаса животных, чтобы сравнить содержание углерода в идеальном «не-антропогенном» и реальном мире. Выяснилось, что в отсутствие землепользования растительность смогла бы сохранять в своей биомассе в два раза большее количество углерода, чем в зонах активной деятельности человека. — Unexpectedly large impact of forest management and grazing on global vegetation biomass, биомолекула: Растения-биофабрики.
• Генетика, иммунология. Обезьяны, как и человек, могут являться носителями вируса иммунодефицита, однако их «сожительство» с вирусом редко приводит к СПИДу. Анализ генома дымчатых мангобеев (Cercocebus atys) показал наличие нескольких генов, связанных с иммунной системой, которые способствуют благоприятному течению заболевания у этих обезьян. При этом обнаружилась существенная разница в молекулярном механизме работы иммунной системы у человека и у обезьян. Важную роль здесь играет особый рецептор TLR4 (toll-like receptor-4): в организме ВИЧ-инфицированных людей TLR4 вызывает хроническую активацию иммунной системы, что приводит к стремительному развитию болезни, в то время как у обезьян этот рецептор обладает низкой активностью. — Sooty mangabey genome sequence provides insight into AIDS resistance in a natural SIV host, биомолекула: СПИД: как ВИЧ разрушает нашу иммунную систему, Подножка для вируса СПИДа.
• Физиология растений, молекулярка. Растения-паразиты могут не только пользоваться всеми благами, предоставляемыми растением-хозяином, но и защищать своего «кормильца» от патогенов. Объектом нового исследования ученых стала повилика полевая (Cuscuta campestris), которая питается за счет многих сельскохозяйственных растений с помощью гаусторий — особых выростов побега. Выяснилось, что через гаустории повилика не только отбирает воду и питательные вещества у своего хозяина, но и поставляет ему микроРНК, которые «настраивают» гены иммунного ответа своего хозяина. — MicroRNAs from the parasitic plant Cuscuta campestris target host messenger RNAs, биомолекула: МикроРНК уменьшают шум экспрессии генов.
• Антропогенез. Генетический анализ останков двух индейских детей, погибших более 11 тысяч лет назад, проливает свет на происхождение людей Американского континента. Исследователи из Университета Аляски установили, что среди предков американских индейцев были выходцы из Сибири, которые мигрировали на соседний материк через Берингов перешеек, который связывал Евразию с Америкой во время ледникового периода. Эти древние люди, которых назвали «берингами», имеют общих предков с остальными группами североамериканских индейцев, что доказывает единство происхождения коренных американцев. — Terminal Pleistocene Alaskan genome reveals first founding population of Native Americans, биомолекула: Кто все эти люди?!
• Биотехнология. Причиной распространенных в наше время заболеваний желудочно-кишечного тракта часто связано с дисбиозом — нарушением нормальной микрофлоры кишечника. Исследователи из Техаса предлагают оригинальное решение данной проблемы: «редактирование» кишечной микрофлоры с помощью вольфрама. Выяснилось, что вольфрам ингибирует некоторые микробные дыхательные пути, активирующиеся во время воспаления, что уменьшает симптомы колита. — Precision editing of the gut microbiota ameliorates colitis.
• Микробиология, молекулярка. Вот еще одна статья, в которой рассказывается о кишечном колите, вызываемом клостридиями (Clostridium difficile). Оказывается, эти бактерии успели не только приобрести устойчивость к антибиотикам, но и приспособиться к диете современного человека. Выяснилось, что мыши, которых «посадили» на сладкую диету, показывали повышенную смертность — и виной тому увеличение популяции клостридий, которые питались сахаром трегалозой. В геноме бактерий есть специальные гены, облегчающие усвоение этого «безопасного» (как считалось ранее) углевода. — Dietary trehalose enhances virulence of epidemic Clostridium difficile, биомолекула: Клостридия клостридии волк: С. difficile VS С. scindens.

Science #359 (6371) + онлайны: как с помощью петли репарировать ДНК, чем полезны лимфоциты-путешественники и почему в мозге возникают кристаллы

• Эволюция, генетика. Жёлтая древесница — перелетная птица, кочующая между Центральной Америкой и Аляской. Исследователи из Калифорнии обнаружили, что способность к миграциям у этих птиц контролируется не только поведенческими рефлексами, но и генами. Анализ более 200 генетических образцов птиц показал, что в некоторых группах древесниц есть гены, определяющие миграционное и поисковое поведение. В то же время в отсутствие этих генов птицы становятся уязвимыми к климатическим изменениям. — Genomic signals of selection predict climate-driven population declines in a migratory bird, The genomics of climate change, биомолекула: Культурные традиции птиц передаются благодаря конформизму, Глобальное потепление бьет по клювам.
• Молекулярка, генетика. ATR-протеинкиназа — белок, который отслеживает повреждения ДНК в клеточном цикле. Учёным из Массачусетса удалось обнаружить новый путь активации этого белка во время митоза для предотвращения нестабильности генома. Оказывается, ATR можно заставить работать посредством R-петли — трёхцепочечной структуры нуклеиновой кислоты, расположенной в районе центромер митотических хромосом. — A mitosis-specific and R loop—driven ATR pathway promotes faithful chromosome segregation, A new mitotic activity comes into focus, биомолекула: РНК-зависимая репарация ДНК.
• Иммунология, рак. Естественная микрофлора не только помогает нам усваивать пищу, но и может играть важную роль в процессе лечения раковых заболеваний. Сразу три новых исследования показывают противоопухолевую эффективность бактерий в сочетании с химиотерапией. Так, добавление в терапевтический «рацион» полезных бактерий в сочетании с антибиотиками способствовало улучшению иммунного ответа при лечении меланомы. — Gut microbiome modulates response to anti—PD-1 immunotherapy in melanoma patients, The commensal microbiome is associated with anti—PD-1 efficacy in metastatic melanoma patients, Gut microbiome influences efficacy of PD-1—based immunotherapy against epithelial tumors, Precision medicine using microbiota, биомолекула: Новые функции кишечной микрофлоры.
• Иммунология. Врождённые лимфоидные клетки — группа лимфоцитов слизистых оболочек, которые поддерживают гомеостаз систем органов. Ранее считалось, что их локализация предопределена с рождения. Однако новое исследование американских учёных показывает, что особая группа лимфоцитов ILC2, которые в норме населяют кишечник, могут мигрировать в другие ткани и органы, обеспечивая иммунный ответ при заражении патогенами и гельминтами. — S1P-dependent interorgan trafficking of group 2 innate lymphoid cells supports host defense, Lung inflammation originating in the gut, биомолекула: Т-лимфоциты: путешественники и домоседы.
• Молекулярка, биофизика. Выяснилось, что прионы дрожжей могут реагировать на физико-химические изменения в клетках. Так, N-концевой домен приона Sup35 обеспечивает фазовое разделение в дрожжевых клетках в ответ на изменения рН и температуры. — Phase separation of a yeast prion protein promotes cellular fitness.
• Молекулярка, иммунология. Один из возбудителей малярии человека — Рlasmodium vivax, который паразитирует на ретикулоцитах. Австралийским ученым удалось обнаружить, что этот процесс происходит после узнавания плазмодия рецептором трансферрина 1 (TfR1) человека. «Выключение» экспрессии гена, кодирующего рецептор TfR1, блокирует проникновение плазмодия в клетки крови. — Transferrin receptor 1 is a reticulocyte-specific receptor for Plasmodium vivax, биомолекула: Как понравиться вампиру, или За что комары так любят больных малярией?
• Зоология беспозвоночных, эволюция. Специалисты Мэрилендского университета обнаружили, что нематоды-гермафродиты ввиду своего самооплодотворения имеют на четверть меньше генов, чем их раздельнополые собратья. Сравнение геномов разных видов нематод показало, что гермафродитный Caenorhabditis briggsae имеет на 7 тысяч генов меньше, чем у мужских особей Caenorhabditis nigoni. — Rapid genome shrinkage in a self-fertile nematode reveals sperm competition proteins.
• Структурка. Сплайсосома — молекулярная машина, удаляющая некодирующие последовательности из предшественников мРНК. Китайские ученые использовали метод криоэлектронной микроскопии для визуализации структуры сплайсосом человека. Выяснилось, что человеческий комплекс содержит на 11 белков больше, чем у изученной ранее сплайсосомы дрожжей, что раскрывает новые пути исследования сплайсинга. — Structure of a human catalytic step I spliceosome, биомолекула: Белки против РНК — кто первым придумал сплайсинг?
• Нейробиология, медицина. Снижение регенерационной способности нейронов может быть связано с накоплением холестерина. Исследователи из Германии на мышиных моделях показали следующее: липидные остатки ремиелинизированных нейронов, которые не «выносятся» фагоцитами за пределы нервной системы, могут провоцировать воспаление. Получается, что богатые миелином нервные клетки подавляют способность фагоцитов связывать холестерин, который превращается в кристаллы, препятствующие регенерации ткани. — Defective cholesterol clearance limits remyelination in the aged central nervous system, биомолекула: Хороший, плохой, злой холестерин.