Подписаться
Оглавление

SciNat за июнь 2018 #1: электрическая чувствительность скатов и акул, отбор поведения у ящериц и искусственная система для создания многоклеточности

  • 248
  • 0,6
  • 0
  • 0
Добавить в избранное
Дайджест

На обложке нового номера Nature изображена древнейшая чешуйчатая рептилия Megachirella wachtleri. Ее возраст совпадает с оценочным временем появления чешуйчатых. The origin of squamates revealed by a Middle Triassic lizard from the Italian Alps. Тем, кто интересуется ящерицами, также понравится статья из нового Science, посвященная отбору поведения у этих животных. Predator-driven natural selection on risk-taking behavior in anole lizards.

Свежие номера авторитетных научных журналов будут особенно интересны любителям древностей: в них можно прочесть об исследовании геномов древних жителей Исландии и Америки, о древнейшей чешуйчатой рептилии, о толерантности к уровню солености воды у девонских позвоночных и о восстановлении экосистем после падения метеорита на рубеже мелового и палеогенового периодов. А еще вы узнаете, как помочь мышам разлюбить сладкое, как заставить единичные клетки объединяться в многоклеточные агрегаты и почему у скатов электрическая чувствительность точнее, чем у акул, и позволяет им отличать других скатов от потенциальных жертв.

Nature #557 (7707) + онлайны: электрическая чувствительность скатов и акул, древнейшая чешуйчатая рептилия и механизм появления вкусовых предпочтений

  • Нейробиология. Число вставочных нейронов в мозге мыши определяется в основном во время небольшого окна после ее рождения. В этот период многие вставочные нейроны погибают из-за активности сигнального пути PTEN. Активирующие сигналы пирамидных клеток помогают отключить этот путь, определяя, какие вставочные нейроны останутся жить. — Pyramidal cell regulation of interneuron survival sculpts cortical networks.
  • Палеонтология. В происхождении чешуйчатых рептилий, к которым относятся ящерицы, змеи и амфисбены, до сих пор оставались неясные моменты. В частности, древнейшие известные останки представителя этой группы были на 70 миллионов лет моложе, чем предполагаемое время появления чешуйчатых. Однако рентгеновская томография останков Megachirella wachtleri показала, что эту древнюю рептилию можно отнести к стволу филогении чешуйчатых. А ее возраст удачным образом на 75 миллионов лет превышает возраст ранее считавшейся древнейшей чешуйчатой рептилии и почти идеально совпадает с предсказанным временем появления первых представителей группы. — The origin of squamates revealed by a Middle Triassic lizard from the Italian Alps.
  • Нейробиология. Для успеха в жизни животному недостаточно просто уметь различать вкусы, нужно еще понимать, какие из них приятные, а какие неприятные. Например, сладкий вкус мыши в норме считают приятным, а горький — неприятным, и такие предпочтения помогают животным есть больше калорийных и меньше испортившихся продуктов. Связь вкуса с определенной оценкой происходит за счет проекций нейронов коры, реагирующих на сладкий и горький вкусы, в разные участки миндалины. Манипулируя этими проекциями, американским ученым удалось заставить мышей позитивно или негативно реагировать на безвкусную воду, а также изменить обычную оценку сладкого и горького вкуса на противоположную. — The coding of valence and identity in the mammalian taste system.
  • Иммунология. Американские исследователи обнаружили, что функции CD8α+, но не CD8αдендритных клеток зависят от активности киназ Mst1 и Mst2 сигнального пути Hippo. Если у CD8α+ дендритных клеток подавлена активность Mst1/2, они не справляются с качественной презентацией антигенов CD8+ T-клеткам. По сравнению с CD8α, у CD8α+ дендритных клеток активнее идет окислительный метаболизм, поэтому регуляция работы митохондрий посредством Mst1/2 для них особенно важна. — Hippo/Mst signalling couples metabolic state and immune function of CD8α+ dendritic cells.
  • Клеточная биология, старение. Повысив у мышей уровень базальной автофагии, американские ученые смогли продлить как общую продолжительность жизни животных, так и период их здоровой жизни. Чтобы поднять нормальный уровень автофагии, исследователи получили мышей, мутантных по гену белка беклина-1. Совместно с белком Bcl-2 беклин-1 в норме подавляет автофагию, а при его мутации этот ингибирующий эффект утрачивается. — Disruption of the beclin 1—BCL2 autophagy regulatory complex promotes longevity in mice.
  • Молекулярка. C-концевой домен (CTD) субъединицы RPB1 РНК-полимеразы II — важный регуляторный участок транскрипции, и его гиперфосфорилирование необходимо для элонгации и модификаций синтезируемой мРНК. CTD имеет необычную структуру: он содержит 52 повтора семи аминокислотных остатков YSPTSPS. Однообразная модульная структура и обилие сайтов фосфорилирования могли бы поставить в тупик рядовую киназу, так что у киназ, специализирующихся на работе с CTD, должны быть специальные приспособления для работы с этим доменом. Такое приспособление описали у фактора элонгации транскрипции P-TEFb: входящий в его состав циклин Т1 содержит богатый гистидином домен, помогающий P-TEFb связываться с CTD. Интересно, что как домен низкой сложности, гистидин-богатый домен способствует разделению фаз, и CTD застревает в капельках, образуемых циклином T1, что помогает процессу гиперфосфорилирования. — Phase-separation mechanism for C-terminal hyperphosphorylation of RNA polymerase II.
  • Иммунология, рак. Для борьбы с раком можно модифицировать Т-клетки, вставив в их геном химерные антигенные рецепторы (CARs), ведущие эти Т-клетки в атаку на опухоль. В новом исследовании описан необычный результат применения этой методики. У одного из пациентов терапия прошла удачно, а на пике ответа модифицированные Т-клетки его организма были представлены почти исключительно потомками одного клона. В этом клоне ген химерного рецептора встроился прямо посреди гена TET2, нарушив его функцию. Оказалось, что нарушение активности гена TET2 влияет на дифференцировку Т-клеток и делает терапию с использованием химерных рецепторов более эффективной. — Disruption of TET2 promotes the therapeutic efficacy of CD19-targeted T cells.
  • Генетика. Эффект мутации зависит от контекста. Чтобы подробно исследовать масштабы явления, испанские ученые проанализировали взаимодействия 87 пар мутаций тРНК дрожжей в 500 различных, но сходных генотипах. Оказалось, что все пары мутаций взаимодействовали хотя бы в 9% исследованных генетических контекстов и что для всех пар нашлись контексты, создающие как положительные, так и отрицательные взаимодействия. Эти результаты говорят, что эффект мутаций нужно исследовать в разных генетических контекстах и что даже в сходном генетическом окружении эффекты мутаций могут быть противоположными. —Pairwise and higher-order genetic interactions during the evolution of a tRNA.
  • Палеонтология. Анализ содержания нескольких стабильных изотопов в останках девонских позвоночных (включая ранних тетрапод) показал, что эти животные были эвригалинными, то есть приспособленными к широким диапазонам солености вод. И это неудивительно, учитывая, что они обитали в таких переменчивых в плане солености местах, как эстуарии и дельты рек. — Euryhaline ecology of early tetrapods revealed by stable isotopes.
  • Палеонтология. На рубеже мела и палеогена произошло массовое вымирание, вызванное падением метеорита на территории современного Мексиканского залива. Восстановление первичной продуктивности морских экосистем происходило неравномерно, и в районе Мексиканского залива и западной части моря Тетис шло медленнее в течение примерно 300 тысяч лет. Такое замедленное восстановление могло быть связано со специфическими последствиями падения метеорита — например, отравлением воды тяжелыми металлами — или же со сложными экологическими взаимодействиями между видами в сочетании со случайностью. Новая работа показывает, что верен второй вариант. Так, фораминиферы обосновались на месте катастрофы уже спустя несколько лет, а через 30 тысяч лет экосистема достигла высокой продуктивности. — Rapid recovery of life at ground zero of the end-Cretaceous mass extinction.
  • Клеточная биология. У акул и скатов есть электросенсорные органы, но акулы используют их только для поиска жертв, а скаты могут воспринимать ими и сигналы от представителей своего вида. Американские ученые предположили, что из-за такой функциональной разницы механизмы работы электросенсорных органов акул и скатов должны различаться. Исследователи оказались правы: акулы и скаты используют разные калиевые каналы для модуляции сигнала. Каналы акул поддерживают сильные и постоянные изменения мембранного потенциала и стимулируют максимально активный выброс везикул из синапса. Каналы скатов поддерживают небольшие и регулируемые изменения мембранного потенциала, и выделение везикул из синапсов у них зависит от стимула. Благодаря этому акулы активно реагируют на любой сигнал, а у скатов есть селективная чувствительность к определенным частотам. — Molecular tuning of electroreception in sharks and skates.

Science #360 (6392) + онлайны: отбор поведения у ящериц, искусственная система для создания многоклеточности и флуоресцентный сенсор дофамина

Обложка нового номера Science

Обложка нового номера Science

  • Генетика, антропология. Кельты и древние норвежцы заселили Исландию около 1100 лет назад. Исследование 27 геномов исландцев, живших на острове примерно во времена заселения, показало, что эти люди были генетически более схожими с представителями исходных популяций Скандинавии и Британских островов, откуда они прибыли, чем с современными исландцами. Кроме того, из-за генетического дрейфа соотношение генотипов на пути к современным исландцам изменилось, и норвежские аллели распространились больше, чем кельтские. — Ancient human genomes–keys to understanding our past, Ancient genomes from Iceland reveal the making of a human population.
  • Генетика, антропология. Еще одно исследование древних геномов — на этот раз людей, заселявших Америку, — показало, что в те времена их можно было разделить на две генетически различные группы. Впоследствии их генофонды несколько раз смешивались, и у современных индейцев Центральной и Южной Америки всегда можно проследить вклад обеих групп. — Ancient human genomes–keys to understanding our past, Ancient human parallel lineages within North America contributed to a coastal expansion.
  • Физиология растений, молекулярка. Ранее у растений был раскрыт механизм, благодаря которому воздействие холода на семена ускоряет цветение выросших из них побегов. В этом процессе участвуют: ген — репрессор цветения FLOWERING LOCUS C (FLC), отключающая его антисенс-РНК COOLAIR и основная мишень FLC — ген FLOWERING LOCUS T (FLT). В новой работе показано, что происходит и обратная регуляция — FLT может подавлять активность FLC, — и это направление регуляции важно для поддержания состояния покоя семян. — Feedback regulation of COOLAIR expression controls seed dormancy and flowering time.
  • Эволюция. Американские исследователи понаблюдали за отбором поведения у ящериц Anolis sagrei. Эксперимент проходил на восьми небольших островах, в присутствии хищных игуан Leiocephalus carinatus или без них. Как и ожидалось, рискованное исследовательское поведение было более благоприятным в отсутствие хищников, а под их «контролем» отбиралось более осторожное поведение: ящерицы не спускались на землю, где могли столкнуться с игуанами. Одновременно шел и отбор по морфологии, причем на островах с хищниками он был слабее отбора по поведению, а на островах без хищников — сильнее. — Predator-driven natural selection on risk-taking behavior in anole lizards.
  • Нейробиология. Объем мозга у здоровых людей может различаться более чем в два раза. Новое исследование, оценившее данные 3000 человек, показало, что с ростом размера мозга меняется соотношение размеров некоторых его областей. Кроме того, с увеличением объема мозга связаны многие маркеры увеличения метаболических затрат и связности нейронов. — Normative brain size variation and brain shape diversity in humans.
  • Биоинженерия. Американские биоинженеры разработали искусственную систему межклеточной коммуникации, благодаря которой отдельные клетки могут объединяться в агрегаты, причем сборка будет происходить последовательным и предсказуемым образом, а получившаяся структура будет способной к регенерации. — Programming self-organizing multicellular structures with synthetic cell-cell signaling.
  • Биоинженерия. Другие американские биоинженеры создали флуоресцентный сенсор дофамина, с помощью которого можно наблюдать за выделением этого нейромедиатора в мозге активных мышей. Для этого GFP-содержащий модуль встроили в одну из внутриклеточных петель дофаминового рецептора. С помощью аналогичного подхода авторам удалось получить и сенсоры норадреналина, серотонина и мелатонина. — Ultrafast neuronal imaging of dopamine dynamics with designed genetically encoded sensors.

Комментарии