Nature #553 (7688) + онлайны: ядра выбора походки, суперэнхансер гена myc и роль хромосомных аномалий в развитии метастазов

• Наука и общество. Спецвыпуск Nature посвящен карьерным возможностям для ученых в Китае. В статьях рассказывают о программе «План тысячи талантов», финансово поощяющей иностранных исследователей, переезжающих в Китай, о высоких инвестициях Китая в технологии и инновации и о том, какой престижной считается в Китае профессия ученого. — Career guide: China, China’s plan to recruit talented researchers, Why China needs your scientific expertise, How to find a job in China, China’s AI dreams, The ups and downs of moving to China, Fossilized pregnant dinosaur discovered in southern China, Biotech booms in China, How a biotech entrepreneur benefits from splitting time between China and the United States, Putting China’s science on the map, Returning to a revitalized China after research abroad, How private-sector research is changing China, Scientists in China regenerate lens in human eye, Why an Italian astrophysicist decided to move to Shanghai.
• Структурка. РНК-полимераза III транскрибирует гены малых РНК. Структурки РНК-полимеразы III в комплексе с фактором транскрипции TFIIIB, а также с промоторами разной степени расплавленности позволяют понять, как именно этот комплекс полимеразы и транскрипционного фактора запускает транскрипцию. Оказалось, что TFIIIB образует множество связей с промотором, и что его связывание с полимеразой изменяет относительное расположение ее доменов, заставляя расплетаться спираль ДНК. — Molecular mechanism of promoter opening by RNA polymerase III, Structural basis of RNA polymerase III transcription initiation.
• Структурка. Супрессор старения α-klotho связывается с рецептором фактора роста фибробластов (FGFR), из-за чего последний начинает реагировать на гормон FGF23, регулирующий гомеостаз минеральных ионов и витамина D. Новые структурки показывают, откуда возникает эта способность рецептора: оказывается, α-klotho связывает один из доменов рецептора и молекулу гормона FGF23, буквально заставляя их взаимодействовать между собой. — α-Klotho is a non-enzymatic molecular scaffold for FGF23 hormone signalling, Structures of β-klotho reveal a ‘zip code’-like mechanism for endocrine FGF signalling.
• Структурка. ГТФазы RAS относятся к группе CAAX белков, несущих на C-конце мотив из цистеина, двух алифатических аминокислотных остатков и еще одного остатка, который может происходить из нескольких аминокислот. Многие из этих белков, включая ГТФазы RAS, для своего созревания должны пройти определенные стадии обработки, включая расщепление по мотиву CAAX и метилирование получившегося пренилцистеинового остатка. Последним этапом занимается фермент эндоплазматической мембраны изопренилцистеин карбоксил метилтрансфераза (ICMT), структурка которой представлена в новой статье. — Atomic structure of the eukaryotic intramembrane RAS methyltransferase ICMT.
• Молекулярка. Транскрипционный фактор Myc важен для дифференцировки стволовых клеток крови, а также способствует развитию злокачественности при нескольких типах рака клеток крови. Ниже гена myc обнаружили суперэнхансер — кластер энхансеров, в отсутствие которого экспрессия гена полностью подавляется. Интересно, что на разных уровнях иерархии гематопоэтических клеток работают разные комбинации энхансеров кластера, обеспечивая различия экспрессии myc у разных типов клеток. — A Myc enhancer cluster regulates normal and leukaemic haematopoietic stem cell hierarchies.
• Молекулярка, биология развития. Клетки крови взрослых млекопитающих развиваются из мультипотентных гематопоэтических стволовых клеток. Интересно, что у эмбрионов ранних стадий развития — например у мышиных, до 10 дня, предшественники клеток крови бывают только относительно специфичными, давая начало определенным линиям. Исследователи из США и Китая показали, что у эмбрионов ранних стадий мультипотентность у гематопоэтических предшественников подавлена, и что ее можно включить раньше времени, снизив экспрессию гена Ezh1. Этот ген кодирует белок группы Polycomb, занимающейся размещением репрессивных эпигенетических меток. — Regulation of embryonic haematopoietic multipotency by EZH1. биомолекула: Кем быть? Как гемопоэтическая стволовая клетка выбирает профессию.
• Нейробиология. С среднем мозге мышей обнаружили два ядра, содержащих глутаматергические нейроны и отвечающих за выбор походки. Нейроны обоих ядер помогали контролировать медленную походку с попеременной сменой конечностей, но только нейроны одного ядра помогали развить более быстрое движение с одновременной сменой пар конечностей. — Midbrain circuits that set locomotor speed and gait selection.
• Методика, иммунология. Американские исследователи научились использовать бактериальный фермент сортазу А, чтобы оставлять метки на иммунных клетках, вступавших в синаптические контакты. Отмеченные клетки потом можно выявлять с помощью проточной цитофлуориметрии. С помощью этого метода ученые показали существование двух режимов взаимодействия CD4⁺ T клеток и дендритных клеток — требующего и не требующего предварительного участия Т-клеточного рецептора. — Monitoring T cell—dendritic cell interactions in vivo by intercellular enzymatic labelling.
• Структурка. Саркома Капоши — вид рака, развивающийся под действием герпесвируса KSHV. Саркома Капоши часто встречается у пациентов с ВИЧ, и распространена в Африке. Американские исследователи получили структуры капсида KSHV и обнаружили в его белках участки, особенно важные для правильного формирования капсида. Эти данные могут пригодиться для того, чтобы направленно мешать сборке вирусных частиц. — Structure and mutagenesis reveal essential capsid protein interactions for KSHV replication.
• Молекулярка, рак. При рецидивах острого лимфобластного лейкоза часто обнаруживают мутацию R367Q в гене белка NT5C2. Появление этой мутации усиливает устойчивость раковых клеток к химиотерапии 6-меркаптопурином — аналогом пуринов, нарушающих синтез ДНК. В новой работе показано, что эта мутация заставляет раковые клетки активно выбрасывать наружу пурины. Это ухудшает рост клеток, но снижает риск неправильного синтеза ДНК. — Clonal evolution mechanisms in NT5C2 mutant-relapsed acute lymphoblastic leukaemia.
• Клеточная биология, рак. При злокачественных преобразованиях клеток часто нарушается расхождение хромосом при делении. Оказывается, такие ошибки способствуют развитию метастазов. При нарушении расхождения хромосом в процессе митоза образуются мембранные пузырьки, содержащие небольшое количество ДНК. Разрыв пузырьков и попадание ДНК в цитоплазму приводят к хронической активации воспалительных сигнальных путей, способствующей развитию метастазов. — Chromosomal instability drives metastasis through a cytosolic DNA response.

Science #359 (6373) + онлайны: нано-рука из ДНК, необычная целлюлоза биопленок и атлас почвенных бактерий

• Микробиология, молекулярка. При формировании биопленок бактерии не просто собираются вместе, но и выделяют во внешнюю среду определенные молекулы, в том числе, целлюлозу. В биопленках Escherichia coli и Salmonella enterica обнаружили модифицированную целлюлозу, содержащую дополнительные фосфоэтаноламинные группы. Эти данные интересны и для понимания принципов образования биопленок, и для науки о материалах, ведь химически модифицированная целлюлоза используется для производства некоторых тканей. — A bacterial coat that is not pure cotton, Phosphoethanolamine cellulose: A naturally produced chemically modified cellulose.
• Вирусология, биоинженерия. Один из секретов успеха вируса гриппа — способность подавить интерфероновый ответ зараженного организма. Для разработки вакцин на базе вирусов полезно получить вирусы, более чувствительные к интерферону. Исследователи провели скрининг мутаций для вируса гриппа и отобрали восемь мутаций, из-за которых вирус стал гиперчувствительным к интерферону. Хотя вирус и вызывал лишь слабый интерфероновый ответ, но и при нем не мог реплицироваться нормально. Гуморальный и клеточный иммунный ответы при этом развивались хорошо, и помогали защищать организм от родственных вирусов. — Taking down defenses to improve vaccines, Genome-wide identification of interferon-sensitive mutations enables influenza vaccine design. биомолекула: Грипп.
• Биоинженерия. Немецкие исследователи создали нано-руку из ДНК, способную перемещать молекулы с точностью в 2.5 нанометров. Длина руки составила 25 нанометров, перемещается она над платформой размерами 55?55 нанометров, созданной в технике ДНК-оригами. Вся конструкция располагалась в электрофоретической камере, и движениями руки управляли с помощью электрического поля. — Remote control of nanoscale devices, A self-assembled nanoscale robotic arm controlled by electric fields. биомолекула: ДНК-оригами: путь от гравюры до нанороботов длиной в 30 лет, Биоинженеры научились получать ДНК-структуры, сборкой и разборкой которых можно управлять, Голактеко опасносте: ДНК-роботы в живом организме.
• Молекулярка, методика. В Science опубликовали обзор, посвященный двадцатилетию метода фёрстеровского резонансного переноса энергии, применяемого на уровне единичных молекул (smFRET). Метод позволяет оценить расстояния между двумя флуорофорами, используя данные об эффективности переноса энергии между ними. За 20 лет метод принес исследователям огромное множество данных как о взаимодействиях между биологическими молекулами, так и о смене конформаций отдельных молекул, происходящих при важных биологических процессах. — Toward dynamic structural biology: Two decades of single-molecule Förster resonance energy transfer. биомолекула: 12 методов в картинках: структурная биология, Рулетка для спектроскописта.
• Молекулярка. Исследователи из Германии и Франции проследили процесс встраивания белков, содержащих β-бочонок, во внешнюю мембрану митохондрий. β-бочонок — структура, состоящая из слоя β-листов, чередующихся с α-спиралями и уложенного в трубку. Эта структура служит основой многих мембранных транспортных каналов. — Membrane protein insertion through a mitochondrial β-barrel gate.
• Микробиология. Проанализировав состав микробов 237 локаций 6 континентов, исследователи установили, что лишь 2% бактериальных филотипов встречаются приблизительно в половине исследованных сообществ. То есть, лишь небольшая доля групп микробов распространена в разнообразных почвах. Интересно, что у этих глобально распространенных почвенных бактерий можно выделить кластеры микробов, чаще встречающихся вместе и предпочитающих сходные условия среды. — A global atlas of the dominant bacteria found in soil.
• Структурка. Белки Dicer нарезают двухцепочечную РНК, чтобы получить фрагменты, используемые системой РНК-интерференции для защиты от патогенов. Структурка Dicer мушки дрозофилы показала, что этот белок по-разному распознает тупые и липкие концы двухцепочечной РНК. К примеру, хеликазный домен Dicer связывается только с тупыми концами, но не с липкими. — Dicer uses distinct modules for recognizing dsRNA termini. биомолекула: Обо всех РНК на свете, больших и малых.
• Структурка. Центромеры несут особый вариант гистона H3 — CENP-A. Его должны распознавать белки кинетохора, чтобы обеспечивать правильную сборку веретена деления. Структурки CENP-A-содержащей нуклеосомы в комплексе с белком кинетохора CENP-N проясняют, как происходит процесс распознавания. — Structural mechanisms of centromeric nucleosome recognition by the kinetochore protein CENP-N.
• Биоинженерия. Американские исследователи предложили новый метод синтеза последовательностей ДНК — на базе олигонуклеотидов, сконцентрированных на отмеченных баркодами шариках. Сборка происходит в пиколитровых водных каплях, образующих эмульсию в масле. Исследователи проверили свою систему, синтезировав 7000 генов. — Multiplexed gene synthesis in emulsions for exploring protein functional landscapes.
• Молекулярка. Решетки, собранные из ДНК, предлагается использовать как матрицу для размещения наночастиц, чтобы создавать материалы с желаемыми оптическими свойствами. — Building superlattices from individual nanoparticles via template-confined DNA-mediated assembly.
• Молекулярка. Разработан метод анализа крови, по которому можно определить наличие и локализацию опухолей восьми распространенных типов, если не образовались метастазы. Метод включает в себя как анализ содержания определенных циркулирующих в крови белков, так и анализ мутаций циркулирующей ДНК. — Detection and localization of surgically resectable cancers with a multi-analyte blood test. биомолекула: Геном, транскриптом, метилом и... фрагментом — российские ученые на пути становления новой биомаркерной концепции.
• Структурка. Polycomb-репрессивный комплекс 2 (PRC2) размещает на гистонах метильные метки, подавляющие транскрипцию. В новой статье представлены структурки комплексов PRC2 с двумя его кофакторами, JARID2 и AEBP2. Первый из них изображает метилированный хвост гистона H3, а второй — неметилированный. — Structures of human PRC2 with its cofactors AEBP2 and JARID2.
• Молекулярка. С помощью метода исследования структуры хроматина Hi-C ученые установили, как меняется длина хроматиновых петель при подготовке хромосом к митозу. — A pathway for mitotic chromosome formation. биомолекула: Половая жизнь хроматина.
• Молекулярка. SRP-частица связывается с N-концом синтезируемого пептида, который должен попасть в эндоплазматическую сеть, и направляет его туда еще в процессе синтеза. Новое исследование показало, что SRP не только распознает N-концевые сигнальные последовательности, но важен и для правильного встраивания в ЭПР трансмембранных доменов, располагающихся в самых разных частях белка. В отсутствие SRP белки, которые должны оказаться в ЭПР, направлялись в митохондрии, нарушая работу этих органелл. — Defining the physiological role of SRP in protein-targeting efficiency and specificity.