Синтетическая биология

• Добавление множества неканонических аминокислот к живым клеткам позволяет получать неканонические полипептиды, а также макроциклические пептиды и депсипептиды. Для того, чтобы сделать возможным ацетилирование нестандартных мономеров для расширения генетического кода, необходимо видоизменить аминоацил-тРНК-синтетазы и получить особые ортогональные аминоацил-тРНК-синтетазы. Однако неканонические мономеры могут не быть распознаны рибосомами в качестве субстрата. В новом исследовании ученые сообщили о разработке тРНК-дисплея, который позволяет производить быструю селекцию ортогональных аминоацил-тРНК-синтетаз, которые селективно ацетилируют ортогональные тРНК со связанными нестандартными мономерами в клетках Escherichia coli. С помощью тРНК-дисплея авторам разработки удалось найти аминоацил-тРНК-синтетазы, субстратом для которых являются восемь неканонических мономеров и восемь неканонических аминокислот, включая несколько β-аминокислот, α,α-двузамещенные аминокислоты и β-гидроксикислоты. — Adding α,α-disubstituted and β-linked monomers to the genetic code of an organism, «Биомолекула»: «Неканонические аминокислоты. Биомолекулы, о которых не принято говорить».

Антропология

• Международный коллектив ученых исследовал миграционную историю людей в Евразии в период голоцена, отсеквенировав методом дробовика 100 древних геномов людей, живших в интервале 7300 лет в эпоху мезолита, неолита и раннего бронзового века на территории Дании. По специфическому соотношению изотопов углерода и азота был определен характер питания, соотношение изотопов стронция позволило сделать выводы о подвижности людей, а наличие пыльцы использовалось для определения доли почвы, которая использовалась для земледелия. Оказалось, что ряд жителей мезолитной Дании по генетическим признакам формируют кластер, отдельный от всех остальных западноевропейских охотников-собирателей. Дальнейшее исследование позволило восстановить пути миграций в Европе в эпоху неолита. — 100 ancient genomes show repeated population turnovers in Neolithic Denmark, «Биомолекула»: «Кто все эти люди?!»

Молекулярка

• В системах CRISPR-Cas III типа в качестве эффекторов используются белки группы CARF. Когда CRISPR-РНК связывается с комплементарными вирусными транскриптами, образуется циклический аденилат, который и активирует CARF. Авторы нового исследования, вышедшего в Nature, детально изучили механизм работы одного из белков CARF — Cam1. Они показали, что димеры Cam1 связывают тетрамерный циклический аденилат. In vivo Cam1 локализуется в мембранах клеток и формирует в них тетрамерную трансмембранную пору, благодаря чему проникновение вируса в клетку запускает деполяризацию мембраны и остановку клеточного цикла. Так что действие CRISPR не всегда связано с действием на нуклеиновые кислоты: природа защитного механизма может быть и другой. — The CRISPR effector Cam1 mediates membrane depolarization for phage defence, «Биомолекула»: «Разнообразие и эволюция систем CRISPR/​Cas».
• Репликативный стресс, связанный с активностью онкогенов, приводит к активации сигнального пути сигнального пути cGAS—STING, который препятствует развитию опухоли. Однако механизм того, как эндогенные повреждения активируют cGAS, долгое время был неясен. Новое исследование показало, что ведущую роль в этом процессе играет белок-сенсор двухцепочечных разрывов MRE11. Комплекс MRE11—RAD50—NBN вызывает мобилизацию и активацию cGAS. Более того, MRE-зависимая активация cGAS запускает ZBP1—RIPK3—MLKL-зависимый некроптоз, который необходим для остановки пролиферации злокачественных клеток и препятствует развитию рака молочной железы. — MRE11 liberates cGAS from nucleosome sequestration during tumorigenesis, «Биомолекула»: «Биологическая машина репарации ДНК».

Палеонтология

• Самый древний представитель мегафауны Юго-Восточной Азии и самый крупный из когда-либо существовавших приматов, Gigantopithecus blacki, жил на территории Китая около 2 млн лет, пока не вымер в конце среднего плейстоцена. Вымирание этого вида выглядит загадочным, так как в последние 2,6 млн лет практически никто из крупных приматов Старого Света не вымер, а некоторые, такие как орангутанг, живут и по сей день. Китайские ученые совместно с австралийскими и американскими коллегами детально исследовали 22 пещеры на юге Китая, чтобы оценить факторы, которые могли бы повлиять на вымирание Gigantopithecus blacki. Оказалось, что 2,3 миллиона лет назад среда обитания состояла из лесов и лугов, что отлично подходит для жизни гигантского примата. Однако в период от 295 000 до 215 000 лет назад окружающая среда изменилась, изменились растительные сообщества, а преобладающей формой растительности стали открытые леса. Именно эти изменения и привели к гибели самого крупного примата, когда-либо обитавшего на Земле. — The demise of the giant ape Gigantopithecus blacki, «Биомолекула»: «Модельные организмы: приматы».

Физиология растений

• Растения поглощают железо преимущественно из почвы и при его нехватке запускают закисление ризосферы, а также секретируют хелаторы железа. Однако повышение биодоступности железа идет на руку и микроорганизмам, которые могут вызывать болезни у растений. Международный коллектив ученых показал, что молекулярные паттерны, ассоциированные с микроорганизмами, такими как флагеллин, из которого состоит бактериальный жгутик, приостанавливают поглощение железа растением. В основе этого эффекта лежит системная деградация сигнального пептида, ассоциированного с дефицитом железа, который у арабидопсиса называется Iron Man 1 (IMA1). Этот белок регулирует проникновение микробов в корни растений. — Spatial IMA1 regulation restricts root iron acquisition on MAMP perception.

Иммунология

• Ученые из Сингапура и Китая продемонстрировали на модели рака поджелудочной железы, что нейтрофилы, оказавшиеся в микроокружении опухоли, превращаются в одиночные долгоживущие клетки, получившие название T3-клеток. T3-клетки способствуют прорастанию в опухоль кровеносных сосудов, тем самым улучшая ее снабжение кислородом. Более того, отсутствие T3-нейтрофилов или подавление их ангиогенной активности препятствовало росту опухоли. Возможно, что T3-нейтрофилы могут стать мишенью для противораковой терапии. — Deterministic reprogramming of neutrophils within tumors, «Биомолекула»: «Как распознать рак при помощи биомаркеров?».
• Новое исследование позволило взглянуть на процесс продукции антител плазматическими клетками на более глубоком уровне. Оказалось, что плазматические B-клетки отличаются особым предпочтением кодонов в генах, кодирующих антитела. В связи с этим многие стандартные тРНК оказываются не нужны, и для синтеза антител используются посттранскрипционно модифицированные тРНК с модификацией остатком инозина в позиции I34. Такие тРНК имеют расширенную способность к декодированию благодаря wobble-взаимодействиям. Кроме того, использование модифицированных тРНК может влиять на прохождение тРНК через контрольные точки. — Antibody production relies on the tRNA inosine wobble modification to meet biased codon demand, «Биомолекула»: «Антитело: лучший способ распознать чужого».