Nature #535 (7612) + онлайны: история успеха рыбьего плавника, бактерии-камикадзе против опухолей, антитела от атеросклероза

• Молекулярка. Хотя у самок млекопитающих по две X-хромосомы в соматических клетках, одна из них практически всегда неактивна. Процесс инактивации X-хромосомы весьма сложен. В статье, о которой идёт речь, разбирается, как устроена неактивная X-хромосома и что доводит её до жизни такой. Судя по всему, один из главных факторов — работа РНК гена Xist. — Structural organization of the inactive X chromosome in the mouse. См. также: Загадочное путешествие некодирующей РНК Xist по X-хромосоме.
• Молекулярка, рак. Гены BRCA1 и BRCA2, «повинные» в возникновении рака молочных желёз, также отвечают за стабильность структуры ДНК. Поэтому при терапии рака груди используют вещества, нарушающие стабильность ДНК. Правда, действуют они недолго. Оказывается, раковые клетки становятся устойчивы к таким средствам терапии, когда теряют белок PTIP. Его отсутствие помогает продуктам генов BRCA1 и BRCA2 обеспечивать работу репликационных вилок. — Replication fork stability confers chemoresistance in BRCA-deficient cells.
• Биология развития, эволюция. При переходе на сушу плавники должны были в какой-то момент стать ногами. Эмбриональное развитие плавников отличается от такового у «наземных» конечностей тем, что у первых апикальный эктодермальный гребень (АЭГ) быстро становится апикальной складкой. Этот процесс происходит за счёт клеток некоторых сомитов: эти клетки «приползают» в апикальный гребень. Если у лабораторной рыбки Danio rerio убрать влияние сомитов на АЭГ, последний позже переходит в состояние апикальной складки, и вместо плавника получается более мясистая почка конечности. Кстати, в сомитах четвероногих таких клеток, запускающих изменение состояния АЭГ, почти нет. — A somitic contribution to the apical ectodermal ridge is essential for fin formation.
• Иммунология, медицина. При развитии атеросклероза в сосудах накапливаются больные клетки с нетипичным строением, притом фагоциты не слишком усердно их уничтожают. Оказывается, дело в том, что при образовании «атеросклеротических клеток» выделяется много CD-47 — белка, подавляющего активность фагоцитов. Поэтому введение антител против CD-47 возвращает фагоциты к нормальному режиму работы и тем самым замедляет накопление повреждённых клеток в сосудах. — CD47-blocking antibodies restore phagocytosis and prevent atherosclerosis, Heart disease: Death-defying plaque cells.
• Структурка. Рассматриваем G-белок, передающий в клетку послания от важнейших сигнальных веществ — Hedgehog и Wnt. Сам белок-переносчик называется Smoothened. — Structural basis of Smoothened regulation by its extracellular domains.
• Нейробиология. Один из результатов проекта «Коннектом человека» — обновлённая карта коры больших полушарий, полученная на основании данных анатомии и МРТ. Интересно, что в анализе нейроанатомических данных использовали машинное обучение. Искусственный интеллект тренировался классифицировать участки коры по их структурным особенностям. — A multi-modal parcellation of human cerebral cortex, Systems neuroscience: A modern map of the human cerebral cortex.
• Микробиология, медицина, рак. Это удивительно, но в раковых опухолях тоже живут бактерии. Их можно генетически модифицировать так, чтобы они вырабатывали противораковое лекарство, и ввести в организм больного (пока опыты проводили только на мышах). Кроме того, у этих микроорганизмов активируют «чувство кворума» (quorum sensing), в результате чего они синхронно погибают. Их клетки разрушаются, и противоопухолевое средство выходит из них наружу и начинается действовать. Метод красивый и интересный, а ещё весьма эффективный, если его применять параллельно с химиотерапией. — Synchronized cycles of bacterial lysis for in vivo delivery, Synthetic biology: Bacteria synchronized for drug delivery.
• Молекулярка. Механизм трансляции и изменения строения рибосомы, происходящие во время его воплощения в жизнь, известные по многочисленным биохимическим работам, уточнили и подтвердили с помощью новейших методов. — Dynamics of ribosome scanning and recycling revealed by translation complex profiling.
• Молекулярка. Оптические пинцеты помогли уточнить роль белков XRCC4, XLF, а также их комплексов друг с другом в репарации двуцепочечных разрывов ДНК посредством негомологичного соединения концов. Теперь понятно, где и как эти вещества соединяются с ДНК при репарации такого типа. — Sliding sleeves of XRCC4—XLF bridge DNA and connect fragments of broken DNA.

Science #353 (6297) + онлайны: новый симбионт лишайников, геномы иранцев и распространение земледелия, формирование памяти о страшном

• Антропология, генетика человека. Учёные отсеквенировали геномы древних людей, живших в неолите в регионе Плодородного полумесяца на территории современного Ирана. Оказалось, что эти люди не близки ни современным, ни древним европейцам, зато имеют много общего с иранскими зороастрийцами. Вероятнее всего, те неолитические иранцы отделились от древних жителей Анатолии 46-77 тысяч лет назад. Судя по всему, именно от людей, о чьих геномах идёт речь в статье, пошло распространение земледелия на восток. — Early Neolithic genomes from the eastern Fertile Crescent.
• Антропология, микробиология, генетика. Эволюцию человека и его предков теперь можно изучать ещё и по строению гена gyrB у кишечных бактерий соответствующих организмов. Как показало сравнение gyrB у симбионтов человека, шимпанзе и других обезьян, такие бактерии коэволюционируют вместе со своими хозяевами. — Cospeciation of gut microbiota with hominids, Hominid superorganisms.
• Молекулярка. Ещё одна статья о структуре активной и неактивной X-хромосом на этой неделе. Что можно точно сказать, так это то, что реальные хромосомы уложены вовсе не в идеальные фрактальные глобулы. — Spatial organization of chromatin domains and compartments in single chromosomes.
• Структурка. Криоэлектронная микроскопия помогла раскрыть структуру сплайсомы (впрочем, кому-то больше нравится слово «сплайсосома») дрожжей в различные моменты времени. — Structure of a yeast catalytically activated spliceosome at 3.5 Å resolution, Structure of a yeast catalytic step I spliceosome at 3.4 Å resolution.
• Микология, альгология. Прекрасная история про лишайники. Оказывается, лишайник — это не гриб + водоросль, а гриб + гриб + водоросль. Притом первый гриб — аскомицет, а второй, наличие которого только что выявили во многих видах лишайников, — базидиомицет. Обнаружить эти смогли лишь при анализе геномов лишайников. — Basidiomycete yeasts in the cortex of ascomycete macrolichens, A lichen ménage à trois.
• Бионика. Принцип конечного автомата, который используется, например, в торговых аппаратах, можно применить и на биологических молекулах. Как следует из названия, у конечного автомата есть некоторое конкретное количество состояний, в которых он может оказываться. То же, на самом деле, верно и для клетки. Можно узнать, через какие состояния проходила бактериальная клетка, какие гены в ней экспрессировались, используя ферменты-интегразы. — Synthetic recombinase-based state machines in living cells.
• Биодизайн. Капсиды вирусов, как известно, представляют собой трёхмерные симметричные многоугольники, сложенные в основном из белков. Теперь учёные умеют делать подобные фигуры сравнимых размеров сами. В искусственных капсидах, описанных в статье, чаще всего было по 120 белковых субъединиц. В них помещаются молекулы других белков, ДНК, а также — теоретически — лекарств. — Accurate design of megadalton-scale two-component icosahedral protein complexes.
• Нейробиология. Когда мы узнаём нечто новое, в мозге формируется памятный след — энграмма. Судя по всему, энграммы представляют собой изменение концентраций и/или конформаций определённых молекул в конкретных популяциях нейронов. Выяснилось, что если два пугающих события происходят с животным в течение 6 часов, энграммы образуют одни и те же нейроны амигдалы. Если такие события были отставлены по времени на сутки и более, их «помнят» разные группы клеток амигдалы. — Competition between engrams influences fear memory formation and recall.
• Этология. Африканские медоуказчики — птички с прекрасным латинским названием Indicator indicator — показывают людям гнёзда диких пчёл. По звукам, издаваемым человеком, медоуказчики понимают, когда тот собирается за мёдом, и показывают медосбору местонахождение пчёл, чтобы после работы человека поживиться на найденном и обезвреженном улье. — Reciprocal signaling in honeyguide-human mutualism.
• Иммунология, рак. Ещё одно исследование, в котором бездействие химиотерапии объясняется особенностями работы иммунной системы. В мышиной модели медуллобластомы больные нейроны активно экспрессируют циклин-зависимую киназу 5 (Cdk5). Если этот фермент инактивировать, Т-клетки активнее избавляются от компонентов опухоли, а белок PD-L1, цель ряда противоопухолевых препаратов, снижает свою активность. — Cdk5 disruption attenuates tumor PD-L1 expression and promotes antitumor immunity.