Биохимия

Гормон FGF21 помогает мышам жить дольше и избегать ожирения

Примерно 35% взрослых людей в США старше 65 лет страдают ожирением, что подчеркивает необходимость терапии, направленной на проблемы метаболизма, связанные с возрастом. Фактор роста фибробластов 21 (FGF21), гормон, в основном вырабатываемый печенью, улучшает метаболизм и увеличивает продолжительность жизни. Чтобы изучить его эффекты без сопутствующих факторов развития, ученые создали мышей с адипоцит-специфической сверхэкспрессией FGF21, начинающейся во взрослом возрасте. При кормлении диетой с высоким содержанием жиров эти мыши жили до 3,3 лет, сопротивлялись набору веса, улучшали чувствительность к инсулину и демонстрировали снижение стеатоза печени. Старые трансгенные мыши также демонстрировали более низкие уровни воспалительных иммунных клеток и липотоксичных церамидов в висцеральной жировой ткани — преимущества, которые наблюдались даже при отсутствии адипонектина, гормона, который, как известно, регулирует распад церамидов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что жировая ткань является центральным местом благотворного воздействия FGF21, и указывают на его потенциал в лечении метаболического синдрома и возрастных заболеваний путем содействия более здоровому метаболическому профилю в условиях пищевого стресса и увеличения продолжительности здоровой жизни. — Hormone helps mice live longer and avoid obesity, «Биомолекула»: «Почему так сложно похудеть, или Влияние кишечной микробиоты на метаболизм», «Оземпик: больше, чем средство для похудения».

Нейробиология

Выявление пролиферирующих нейрональных предшественников в гиппокампе взрослого человека

Происходит ли нейрогенез в гиппокампе взрослого человека — один из самых обсуждаемых вопросов в нейронауке. Исследователи использовали одноклеточный транскриптомный подход выяснения ответа на этот вопрос на образцах людей разного возраста от рождения до зрелого возраста. Используя антитела к маркеру пролиферации Ki67 и алгоритмы машинного обучения, они обнаружили пролиферирующие нейронные клетки-предшественники. Алгоритмы машинного обучения помогли ученым идентифицировать пролиферирующие нейронные клетки-предшественники в подростковом и взрослом гиппокампе человека, которые напоминали клетки-предшественники, обнаруженные у мыши и свиньи. Результаты подтверждают идею о том, что нейрогенез у взрослых происходит в гиппокампе человека. Кроме того, транскриптомные данные показали, что нейронные предшественники были локализованы в зубчатой извилине. Результаты способствуют пониманию нейрогенеза у взрослых людей. Непрерывный нейрогенез гиппокампа у взрослых участвует в формировании памяти и регуляции настроения, но его сложно изучать у людей. Исследование помогает продвинуться в этой области. — Identification of proliferating neural progenitors in the adult human hippocampus, «Биомолекула»: «Всё, что вы всегда хотели знать о взрослом нейрогенезе, но боялись спросить».

Представление гендерно-специфической социальной памяти в вентральных нейронах CA1

Социальная память имеет решающее значение для людей и других социальных животных. Известно, что определенные нейронные популяции в вентральной области гиппокампа CA1 хранят и представляют определенные социальные воспоминания. Однако остается неясным, как эти нейронные популяции представляют идентичности и свойства социальной памяти, такие как пол и узнавание знакомых. Исследователи обнаружили два различных типа нейронов социальной памяти в CA1: клетки, реагирующие на идентичность индивидуума, и те, которые реагируют либо на определенный пол, либо на определенный вид этого индивидуума. Избирательная реактивация женских половых клеток, но не мужских, была достаточной для того, чтобы вызвать эффект подкрепления, что предполагает наличие отдельной популяции, которая представляет информацию, специфичную для пола. Эти результаты раскрывают как физиологические, так и функциональные механизмы ментальных представлений, специфичных для пола, в социальной памяти. — Representation of sex-specific social memory in ventral CA1 neurons.

Генетика, ИИ в биологии

Новый искусственный интеллект AlphaGenome от DeepMind борется с «темной материей» в нашей ДНК

Модели глубокого обучения, которые предсказывают функциональные геномные измерения из последовательности ДНК, являются мощными инструментами для расшифровки генетического регуляторного кода. Почти 25 лет спустя после того, как ученые завершили черновой вариант последовательности генома человека, многие из его 3,1 миллиарда букв остаются загадкой. 98% генома, которые не состоят из генов, кодирующих белки, но которые могут влиять на их активность, смущают ученых больше всего.

Модель искусственного интеллекта (ИИ), разработанная Google DeepMind в Лондоне, может помочь ученым разобраться в этой «темной материи» и увидеть, как она может способствовать таким заболеваниям, как рак, и влиять на внутреннюю работу клеток. Модель, названная AlphaGenome, описана в препринте статьи от 25 июня. «Это одна из самых фундаментальных проблем не только в биологии, но и во всей науке», — заявил на пресс-конференции Пушмит Кохли, руководитель направления ИИ для науки в компании. Модель «выяснения функции в последовательности» рассматривает длинные участки ДНК и предсказывает различные свойства, такие как уровни экспрессии содержащихся в них генов и то, как эти уровни могут быть затронуты мутациями. «Я думаю, что это захватывающий скачок вперед», — говорит Аншул Кундадже, специалист по вычислительной геномике в Стэнфордском университете в Пало-Альто, Калифорния, который получил ранний доступ к AlphaGenome. «Это настоящее улучшение практически всех современных моделей изучающих связь последовательности и функции». — DeepMind’s new AlphaGenome AI tackles the ‘dark matter’ in our DNA, «Биомолекула»: «Искусственный интеллект в биологии».

Фармакология

Повседневное обезболивающее, сделанное из пластика с помощью кишечной палочки

Парацетамол, также известный как ацетаминофен, широко используется для лечения боли и лихорадки. Он производится из молекул, полученных из ископаемого топлива, но исследователи работают над разработкой процессов, которые используют более устойчивые исходные молекулы, такие как пластиковые отходы. «Мы способны превратить огромные экологические и общественные отходы в столь глобально важные лекарства, сделать которые было бы совершенно невозможно, используя только химию или только биологию», — говорит соавтор Стивен Уоллес, химик-биотехнолог из Эдинбургского университета (Великобритания).

Центральным элементом успеха проекта стало следующее открытие Уоллеса и его команды: синтетическая химическая реакция, которая обычно требует условий, токсичных для клеток, может происходить в их присутствии. Реакция, называемая перегруппировкой Лоссена, известна уже более века, но ранее ее наблюдали только в пробирке или колбе, по словам Уоллеса.

Чтобы превратить пластиковые отходы в парацетамол, исследователи использовали обычные химические методы для разложения и модификации полиэтилентерефталата (ПЭТ), пластика, используемого в упаковке пищевых продуктов и текстиле, в молекулу-предшественник. Они добавили эту молекулу в культуру клеток Escherichia coli, где перегруппировка Лоссена превратила ее в биологически значимую молекулу. Реакция также произошла, в меньшей степени, в отрицательном контроле эксперимента, который содержал только молекулу-предшественник и питательную среду. Позже группа обнаружила, что фосфат-ион, обнаруженный во всех организмах, катализировал реакцию. Авторы также модифицировали E. coli, внедрив гены ферментов, способных катализировать реакции, использующие продукт перегруппировки Лоссена. Ферменты, вырабатываемые модифицированной E. coli, выполнили оставшиеся синтетические шаги, необходимые для создания парацетамола. Когда исследователи дали этим бактериям деградированный ПЭТ, 92% было преобразовано в парацетамол. — Everyday painkiller made from plastic — by E. coli, «Биомолекула»: «„Пластик, сэр!“, или Бактериальная диета в стиле хай-тек».

Вирусология

Одна инъекция лекарства от гриппа может превзойти вакцины и защитить на целый сезон

Новое клиническое исследование показывает, что одна инъекция препарата длительного действия от гриппа может защитить людей на весь сезон, и это может быть эффективнее вакцин. В исследовании, в котором приняли участие 5000 здоровых взрослых до начала сезона гриппа и за которыми наблюдали до его окончания, максимальная доза препарата обеспечивала 76,1% защиты от заболевания по сравнению с инъекцией плацебо, сообщила вчера в пресс-релизе и на встрече с инвесторами его разработчик — компания Cidara Therapeutics. Одна инъекция препарата CD388 обеспечивает 76,1% защиты от гриппа на весь сезон.

Cidara планирует масштабные испытания в Южном полушарии в 2026 году. Испытания будут сосредоточены на людях с ослабленной иммунной системой. Препарат может быть полезен для людей с высоким риском тяжелого гриппа. Cerberus Therapeutics разрабатывает препарат, доставляющий занамивир через нанотела. Препарат Cerberus впрыскивается в нос, что может быть предпочтительнее для некоторых людей. — A single shot of a flu drug could outperform vaccines—and protect for an entire season, «Биомолекула»: «Грипп».