Nature #534 (7606) + онлайны: влияние микрофлоры на нервную систему, древние хоббиты и каналы, создающие боль

• Микробиология. Состав микрофлоры тела человека постоянно меняется, а динамика этих изменений, как выяснили ученые, универсальна, и не зависит от генетики, физиологии или образа жизни человека. Исключение составили носители определенного патогена — Clostridium difficile. — Host-microbe interaction: Rules of the game for microbiota, Universality of human microbial dynamics.
• Микробиология. Наконец-то найден механизм, который позволяет микрофлоре кишечника влить на нервную систему и поведение хозяев. Оказывается, усиленное выделение ацетата определенными микробами приводит к активации парасимпатической нервной системы. А она, в свою очередь, влияет на выделение инсулина и грелина, которые регулируют обмен веществ и аппетит. — Physiology: Microbial signals to the brain control weight, Acetate mediates a microbiome—brain—β-cell axis to promote metabolic syndrome.
• Антропология. Человек флоресский, из малого роста называемый «хоббитом», жил на островах Индонезии десятки тысяч лет назад. До сих пор было не известно, уменьшился ли он в размерах вторично, произойдя от Homo erectus, или же всегда был маленьким, произойдя от более древних гоминид — Homo habilis или даже австралопитеков. Новые, значительно более древние находки, находки говорят, что человек флоресский уменьшился в размерах по сравнению со своими предками. Причем сделал это, по эволюционным меркам, на удивление быстро. — Palaeoanthropology: The dawn of Homo floresiensis, Homo floresiensis-like fossils from the early Middle Pleistocene of Flores, Age and context of the oldest known hominin fossils from Flores.
• Методология. На страницах Nature призывают ученых учитывать в своих экспериментах давно установленный факт — что свойства организма определяются не только его геномом, но и метагеномом — совокупностью генов хозяина и его микробиоты. Поэтому, чтобы результаты биологических исследований лучше воспроизводились, нужно ставить больше контролей на состав микрофлоры у подопытных животных. — Accounting for reciprocal host—microbiome interactions in experimental science.
• Рак. Мало найти маркеры онкологии, нужно еще находить такие пути, на которые удобно влиять, чтобы блокировать развитие рака. Американские ученые описали новый маркер протоковой аденокарциномы поджелудочной железы — белок Msi, который делает опухолевые клетки особенно опасными. Если подавить работу гена Msi с помощью антисенс-нуклеотидов, можно помешать развитию этого типа рака. — Image-based detection and targeting of therapy resistance in pancreatic adenocarcinoma.
• Молекулярка. Боль бывает трех типов — от механических, химических и термальных раздражений. В формировании всех трех видов боли участвуют потенциалзависимые натриевые каналы. В новой работе показано, что за механическую боль отвечает определенный подтип каналов. — Selective spider toxins reveal a role for the Na_v1.1 channel in mechanical pain.
• Молекулярка, иммунология. Пироптоз — способ клеточного самоубийства, важный для иммунной системы. Этот процесс запускается расщеплением белков GSDMD, но только теперь стало известно, какую роль они играют в клеточной гибели. Оказывается, фрагменты белков GSDMD связываются с мембранами и образуют в них поры, нарушая целостность клетки и приводя к ее разрушению. — Pore-forming activity and structural autoinhibition of the gasdermin family.
• Клеточная биология. Рассматривая РНК-профили клеток, которые перепрограммировали из фибробластов в нейроны, ученые узнали много нового о деталях этого перехода. Оказывается, начинается он у всех фибробластов примерно одинаково, но на поздних стадиях некоторые из клеток почему-то пытаются превратиться в мышечные, хотя у них целенаправленно усиливают активность генов, способствующих превращению в нейроны. — Cell reprogramming: Brain versus brawn, Dissecting direct reprogramming from fibroblast to neuron using single-cell RNA-seq.
• Методология. В новом исследовании найден способ увеличить шансы развития нормальных эмбрионов, полученных от трех родителей. С помощью этой технологии женщины с дефектной митохондриальной ДНК могут зачать здоровых детей, используя донорские митохондрии. — Towards clinical application of pronuclear transfer to prevent mitochondrial DNA disease.
• Рак. В клетках хронической миелоидной лейкемии нарабатывается химерный белок BCR—ABL, и если его блокировать, можно подавить развитие рака. Тем не менее, BCR—ABL не необходим для жизни лейкемических стволовых клеток, которые сохраняются в организме даже после лечения. В новой работе демонстрируется, что от этих клеток можно избавиться, если подавить в ней активности двух белков — p53 b c-Myc. — Dual targeting of p53 and c-MYC selectively eliminates leukaemic stem cells.
• Биология развития, клеточная биология. Примордиальные зародышевые клетки (PGCs) служат предшественниками половых клеток эмбриона. Они находятся в интересном промежуточном состоянии — не совсем стволовом, хотя в них и экспрессируются главные гены, делающие клетки стволовыми. Оказалось, что в PGCs активность этих генов моделирует специальный регуляторный белок, CBFA2T2, который и обеспечивает особое состояние генома. — Co-repressor CBFA2T2 regulates pluripotency and germline development. См. также: Была клетка простая, стала стволовая.
• Молекулярка. Белок DnaA помогает начать репликацию бактериальной ДНК, связываясь со специальной стартовой последовательностью — oriC, расплетая двойную спираль ДНК и связываясь с одиночными цепочками, чтобы помешать им соединиться обратно. Оказалось, что определенные мотивы из повторяющихся троек нуклеотидов помогают DnaA связаться с одиночными цепочками ДНК. Такие мотивы обнаружились в oriC-последовательностях по всему царству бактерий. — The bacterial DnaA-trio replication origin element specifies single-stranded DNA initiator binding.

Science #352 (6291) + онлайны: постоянные паттерны мозга, сколиоз у рыбок и CRISPR как хроника жизни клетки

• Биохимия, физиология. В Science вышло подробное исследование метаболизма печени мышей — ученые проанализировали молекулярный состав митохондрий животных, находящихся во многих разных экспериментальных условиях, и выяснили, как митохондрии печени отвечают на эти условия. — Systems proteomics of liver mitochondria function.
• Молекулярка. Обзор о терминации транскрипции РНК-полимеразой II у эукариотических клеток. Рассказывается о том, что заставляет полимеразу остановиться, а также о механизмах, регулирующих остановку транскрипции. — Transcriptional termination in mammals: Stopping the RNA polymerase II juggernaut.
• Нейробиология. Нейробиологи пока не пришли к общему мнению, есть ли в мозге что-то постоянное, или его связи могут быть безгранично пластичными. В новой работе приводятся данные в пользу первой точки зрения. Если мышам на несколько дней закрывать один глаз, работа их зрительной коры перестраивается, но когда мышь снова получает возможность видеть обоими глазами, активность ее мозга возвращается к прежним паттернам. — Cell-specific restoration of stimulus preference after monocular deprivation in the visual cortex.
• Нейробиология. Исследование людей, путешествующих в виртуальной реальности, показало, что по активности гиппокампа человека можно предсказать, куда он собирается пойти. — Prospective representation of navigational goals in the human hippocampus.
• Нейробиология. Олигодендроциты — это клетки, которые обматываются вокруг отростков нейронов и обеспечивают их изоляцию. Оказывается, по мере развития от предшественника до зрелого олигодендроцита эти клетки проходят 12 стадий развития, отличающихся по своим свойствам. Некоторые из них, например, могут перемещаться по кровеносным сосудам, а некоторые изменяют свои свойства в ответ на моторное обучение животного. — Oligodendrocyte heterogeneity in the mouse juvenile and adult central nervous system.
• Структурка. Структурка комплекса инициации транскрипции бактерии Thermus thermophilus, в который входит фрагмент ДНК с промотором, белок активации транскрипции TAP, РНК-полимераза и РНК-затравка для синтеза. — Structural basis of transcription activation.
• Молекулярка. Раньше считалось, что для присоединения нового нуклеотида к ДНК необходимо два иона Mg²⁺, но вот теперь более подробные структуры показали, что для реакции необходим еще и третий ион, без которого новая связь не образуется. — Capture of a third Mg²⁺ is essential for catalyzing DNA synthesis.
• Биология развития. Необычное исследование сколиоза проведено на рыбках Danio rerio. Оказывается, искривления позвоночника могут образовываться из-за дефекта ворсинок, которые направляют ток спинномозговой жидкости. — Zebrafish models of idiopathic scoliosis link cerebrospinal fluid flow defects to spine curvature.
• Генетика. На страницах Science пишут, что раз мы уже прочитали геном человека, надо учиться писать — в том смысле, что развивать технологии синтеза длинных цепочек ДНК. — The Genome Project—Write.
• Биоинженерия. Ученые из Гарварда предлагают использовать CRISPR как систему для записи событий, которые происходили с клеткой. Поскольку в кассеты CRISPR клетка встраивает незнакомые последовательности ДНК, то если давать клеткам разные молекулы на разных этапах экспериментов, то историю событий, произошедших с определенной клеткой, можно будет восстановить по ее кассетам CRISPR. — Molecular recordings by directed CRISPR spacer acquisition.