Оглавление

SciNat за июнь 2018 #5: тайны иммунопаралича, сложности детерминации пола и демография тех, кому немного за 100

  • 335
  • 0,8
  • 0
  • 1
Добавить в избранное

Новая обложка Science заставляет задуматься: как же меняет нашу планету растущая популяция людей? Утрата биоразнообразия, климатические изменения, сокращение количества ресурсов… Что это принесет человечеству и другим видам в будущем? Журнал запускает серию статей «Земля Завтра», где обсуждаются эти вопросы. Иллюстрация: Adam Simpson/Heart Agency.

На излете первого месяца лета мировые научные журналы поведают о новых методиках изучения нейронных сетей и увлекательных деталях детерминации пола. Также вы прочтете молекулярные подробности того, как плазмодий, вызывающий малярию, проникает в клетку, и какова основа такого состояния как иммунопаралич. Не будут обойдены стороной и астробиология с социологией: читайте о долгожителях Италии и о датировке условий, пригодных для жизни, на Марсе!

Nature #558 (7711) + онлайны: тайны иммунопаралича, молекулярные основы заражения малярийным плазмодием и датирование пригодных для жизни условий на Марсе

  • Нейробиология. Взрослый нейрогенез в зубчатой извилине гиппокампа зависит от окружающей среды и функционально связан с поведенческими реакциями на стрессы и антидепрессанты. Ученые показали, что активность зрелых гранулярных клеток в вентральной зубчатой извилине, возможно, — важнейший фактор, который определяет индивидуальные уровни уязвимости к стрессу и сопряженным психическим расстройствам. — Hippocampal neurogenesis confers stress resilience by inhibiting the ventral dentate gyrus.
  • Молекулярка. Структурка. ГАМК (GABA — γ-аминомасляная кислота) и ее рецептор типа А (GABAA) невероятно важны в работе головного мозга. Нарушения рецептора GABAA приводят к неврологическим расстройствам и психическим заболеваниям, например, к эпилепсии, развитию тревоги и бессонницы. Ученые получили изображение человеческого GABAA, связанного с ГАМК и флюмазенилом, антагонистом бензодиазепинов. Эта информация, полученная криоэлектронной микроскопией, помогает прояснить механизмы селективности и взаимодействия субъединиц рецептора. — Structure of a human synaptic GABAA receptor. биомолекула: Спокоен как GABA.
  • Онкология. Микроокружение. У пациентов с раком предстательной железы (РПЖ) часто возникает резистентность к андроген-депривационной терапии — это состояние называют «кастрационно-резистентным РПЖ». Уже было показано, что в этом процессе может быть задействовано микроокружение опухоли. Сейчас ученые показали, что в этом отчасти «виноват» IL-23, продуцируемый супрессорными клетками миелоидного происхождения. Этот интерлейкин контролирует сигналинг андрогенных рецепторов и тем самым регулирует кастрационную резистентность. — IL-23 secreted by myeloid cells drives castration-resistant prostate cancer. биомолекула: Опухолевые разговоры, или Роль микроокружения в развитии рака.
  • Молекулярка. Структурка. Рецепторы, сопряженные с G-белком (GPCR), участвуют практически во всех физиологических процессах у человека. Они пронизывают мембраны и превращают многочисленные внеклеточные сигналы (от нейротрансмиттеров, гормонов и проч.) в клеточный ответ посредством активации клеточных белков. На GPCRы нацелена примерно треть всех существующих лекарств, включая опиоидные болеутоляющие, антигистаминные и многие антипсихотические препараты. В новом выпуске Nature этой теме посвящена одна большая и четыре более узкоспециализированных статьи по структуре подобных белков в связи с другими молекулами. — How the ubiquitous GPCR receptor family selectively activates signalling pathways, Structure of the μ-opioid receptor—Gi protein complex, Cryo-EM structure of human rhodopsin bound to an inhibitory G protein, Structure of the adenosine-bound human adenosine A1 receptor—Gi complex, Cryo-EM structure of the serotonin 5-HT1B receptor coupled to heterotrimeric Go. биомолекула: Нобелевская премия по химии (2012): за рецепторы наших первого, третьего и четвертого чувств, Структуры рецепторов GPCR «в копилку», Зрительный родопсин — рецептор, реагирующий на свет.
  • Иммунология. При длительном воздействии микробных молекул, например, липополисахарида, может развиться вид врожденной иммунной памяти, который глушит реакции на другие патогены. Такую реакцию называют толерантностью к липополисахариду. Другая необычная реакция организма — это «иммунопаралич», наблюдающийся у некоторых пациентов с сепсисом. Многие молекулярные особенности этих и других форм врожденной иммунной памяти оставались смутными. Однако сейчас ученые показали, что микроРНК miR-221 и miR-222 регулируют перепрограммирование макрофагов при развитии толерантности к липополисахариду, а повышенная экспрессия этих микроРНК связана с иммуносупрессией и плохим прогнозом у пациентов с сепсисом. — Induction of innate immune memory via microRNA targeting of chromatin remodelling factors. биомолекула: Обо всех РНК на свете, больших и малых, Толл-подобные рецепторы: от революционной идеи Чарльза Джейнуэя до Нобелевской премии 2011 года.
  • Генетика. Молекулярка. Репликации ДНК требуется строгая регуляция. При репликационном стрессе репликационные вилки останавливаются, и повышается геномная нестабильность. Многое в этом типе стресса нам еще не известно. В новой статье исследователи показали, что ингибирование PARP (poly(ADP-ribose) polymerase) ускоряет скорость элонгации репликационной вилки. Это предотвращает остановку вилки и индуцирует повреждение ДНК — а это уже влияет на геномную нестабильность и результат терапии рака. — High speed of fork progression induces DNA replication stress and genomic instability.
  • Молекулярка. РНК-хеликаза Ded1p дрожжей и ее ортолог DDX3 млекопитающих необходимы для начала трансляции. Мутации в DDX3 связаны с онкогенезом и умственной отсталостью, и на этот фермент могут влиять инфекционные заболевания. Ученые сейчас выяснили подробности того, как Ded1p вовлечен в инициацию трансляции. — The helicase Ded1p controls use of near-cognate translation initiation codons in 5′ UTRs.
  • Молекулярка. OTULIN (OTU deubiquitinase with linear linkage specificity) важен для предотвращения болезней с ауто-воспалительной компонентой и смерти во время внутриутробного развития у мышей, однако механизм этого неясен. Этот фермент удаляет линейный полиубиквитин из белков, которые были модифицированы комплексом LUBAC (linear ubiquitin chain assembly complex). Ученые сейчас показали, что OTULIN способствует активности LUBAC, препятствуя автоубиквитинированию это комплекса, и тем самым поддерживает нормальное развитие эмбриона мыши и предотвращает провоспалительную гибель клеток взрослых мышей. — OTULIN limits cell death and inflammation by deubiquitinating LUBAC.
  • Структурка. Малярия. Plasmodium vivax — один из самых известных малярийных паразитов. Он проникает только в клетки — ретикулоциты, и успешность этого проникновения зависит от взаимодействий между белком плазмодиума PvRBP2b и рецептором TfR1. Например, клетки без TfR1 невосприимчивы к заражению P. vivax. Сейчас ученые с помощью криоэлектронной микроскопии выяснили молекулярные подробности связывания PvRBP2b и TfR1. Это может помочь в разработке вакцины от малярии. — Cryo-EM structure of an essential Plasmodium vivax invasion complex. биомолекула: Вакцина против малярии будет создана в ближайшем будущем, Как понравиться вампиру, или За что комары так любят больных малярией?
  • Кишечные паразиты. От внешнего мира нас защищает барьер, который образуют эпителиальные поверхности организма, постоянно подновляемые за счет стволовых клеток. Многое в подобном процессе восстановления тканей при повреждении до сих пор плохо изучено. Сейчас ученые выяснили, как себе на благо процессы репарации в кишечнике используют паразиты. Оказывается, личинки паразитарного червя Heligmosomoides polygyrus индуцируют у зараженных взрослых мышей образование гранулемы и запускают фетальную программу развития в кишечных криптах, ассоциированных с гранулемой. — Parasitic helminths induce fetal-like reversion in the intestinal stem cell niche.
  • Астробиология. Изучение метеоритного материала с Марса, собранного уже на Земле, дает отличные результаты. Например, ученые считают, что пригодные для жизни условия существовали на Марсе за 100 млн. лет до того, как это случилось на Земле. — Mars beat Earth in the race for habitable conditions.
  • Наука и социология. Известно, что плохое качество воздуха повышает риск смертности во всем мире. Однако раньше не было оценки, насколько этот фактор опасен в развивающихся странах. Сейчас было показано, что в Африке увеличение концентрации твердых частиц в воздухе на 10 мкг/м3 связано с ростом детской смертности на 9%. Более того, плохой воздух влияет на всех: корреляции между смертностью от этой причины и благосостоянием нет. — Robust relationship between air quality and infant mortality in Africa.

Science #360 (6396) + онлайны: новые методики в нейробиологии, сложности детерминации пола и демография тех, кому немного за 105 лет

  • Нейробиология. Даже за самые простые движения отвечают сложные сети нейронов из разных частей головного мозга. Одна из интереснейших областей изучения — это согласование поведенческих реакций организма с двигательными. В этой статье вы прочтете о том, что мы знаем сейчас о конкретных популяциях нейронов, связанных с движениями, и о том, чем можно помочь людям после травм или с заболеваниями моторной системы. — Connecting neuronal circuits for movement.
  • Нейробиология. Методика. Высвобождение нейромедиаторов влияет на работу нейронных сетей. Но как это происходит — до конца не ясно. С помощью новой методики с использованием флуоресценции ученые смогли напрямую визуализировать пространственное и временное высвобождение дофамина. — Ultrafast neuronal imaging of dopamine dynamics with designed genetically encoded sensors.
  • Нейробиология. Метод. Сетчатка обрабатывает визуальную информацию и направляет ее в мозг, поэтому на ней удобно изучать нейронные сети. Ученые создали новый нехирургический метод, который позволяет длительно in vivo записывать отдельные ганглионарные клетки сетчатки у бодрствующих мышей. — A method for single-neuron chronic recording from the retina in awake mice.
  • Молекулярка. Оказывается, макрофаги не только поглощают поврежденные и мертвые клетки, но и помогают регенерации. В модели на мышах выяснилось что стволовые клетки молочной железы секретируют лиганд Notch Dll1. Dll1 активирует сигнализацию Notch в находящихся поблизости макрофагах, что способствует их выживанию и продуцированию ими Wnt-лигандов. Эти молекулы, в свой черед, поддерживают активность стволовых клеток. Такой «разговор» оказывается важен для развития молочной железы, тканевого гомеостаза и даже рака молочной железы. — Macrophages stimulate mammary stem cells, Notch ligand Dll1 mediates cross-talk between mammary stem cells and the macrophageal niche.
  • Развитие. Детерминация пола регулируется геном Sox9. Во время дифференцировки яичек на этот ген влияет продукт гена Sry, кодируемого Y-хромосомой. Ученые считают, что критическим для регуляции Sox9 является энхансер 13, 557 пара оснований: он необходим для развития яичек, и без него мыши XY развиваются как самки, а не самцы. — Sex reversal following deletion of a single distal enhancer of Sox9. биомолекула: Вопросы пола.
  • Структурка. Сплайсосома удаляет некодирующие последовательности из предшественников РНК и лигирует кодирующие последовательности в рабочую мРНК. Прекаталитической сплайсосоме (комплекс B) предшествует пре-B комплекс. Ученые наконец получили с помощью криоэлектронной микроскопии изображения комплексов Pre-B и B у Saccharomyces cerevisiae, а анализ этих структур показал механизм сборки и активации дрожжевой сплайсосомы. — Structures of the fully assembled Saccharomyces cerevisiae spliceosome before activation.
  • Структурка. В регуляции физиологии и патофизиологии митохондрий важную роль играет транспорт кальция. Митохондриальный кальциевый унипортер (mitochondrial calcium uniporter — MCU) — это кальциево-селективный ионный канал, основной посредник для входа кальция в митохондриальный матрикс. Сейчас была получена структура такого унипортера Neurospora crassa. — Cryo-EM structure of a mitochondrial calcium uniporter.
  • Структурка. Пусть сигналинга Hedgehog (Hd) крайне важен для процессов развития и регенерации. Он активируется связыванием вне клетки Hh с мембранным рецептором Patched (Pchch). Ученые с помощью криоэлектронной микроскопии получили структуры человеческого Ptch1 отдельно и в комплексе с N-терминальным доменом человеческого Sonic hedgehog (ShhN) и показали, что взаимодействие между этими молекулами зависит от стероидов. — Structural basis for the recognition of Sonic Hedgehog by human Patched1.
  • Антропология. Лингвистика. В последние 5000 лет по Евразийской степи от Украины до Монголии и Китая перемещалось множество кочевников, говорящих на разных языках. Миграции потоков людей были сложны и связаны с независимым становлением культур, в которых важная роль отводилась коням. Генетические исследования останков 74 человек показывают, что, видимо, население степей не уходило в Южную Азию. Вероятно, индоевропейский хеттский язык берет начало в Анатолии, а не в степи. — The first horse herders and the impact of early Bronze Age steppe expansions into Asia.
  • Старение. Социология и наука. О демографии тех, кому за 100, известно не так много — по понятным причинам. Однако в новом исследовании, где рассматривались данные о 3836 жителях солнечной Италии старше 105 лет (годы рождения: 1896–1910), исследователи смогли показать, что смертность у очень пожилых людей выходит на плато. Так, показатели смертности увеличиваются экспоненциально до примерно 80 лет, затем скорость роста смертности замедляется и постепенно выходит на константные значения при возрасте после 105 лет. — The plateau of human mortality: Demography of longevity pioneers. биомолекула: спецпроект Старение и долголетие.
  • Социология и наука. Значит ли, что сокращение проявлений чего-либо, в понимании человека, ведет к осознанию им, что явление действительно стало меньше? Оказывается, нет. Человек, согласно новому исследованию, просто расширяет ту категорию, под которую попадало это явление. Например, когда голубых точек становится меньше, участники эксперимента считают голубыми фиолетовые точки. Либо, если угрожающие лица оказываются редкими, люди видят угрозу в нейтральных выражениях лиц. Эту концепцию, видимо, можно распространить на многие современные социальные вопросы. — Prevalence-induced concept change in human judgment.
  • Наука и здравоохранение. Распределение трат в системе здравоохранения США — да и в любой системе здравоохранения — сложная задача. В этой статье авторы рассчитывают и обсуждают траты на болеющих, выздоравливающих и тех, кто умирает, и разворачивают дискуссию о том, как оценивать эти потраченные средства. — Predictive modeling of U.S. health care spending in late life.

Комментарии