Генетика

Уязвимость носителей Y-хромосомы перед некоторыми типами рака

В журнале Nature опубликованы сразу два исследования, авторы которых делают попытку объяснить, почему мужчины более уязвимы для некоторых типов рака. Исследования посвящены двум наиболее агрессивным типам рака у мужчин — колоректальному и раку мочевого пузыря. С возрастом у мужчин может происходить спонтанная потеря Y-хромосомы во время деления, что впоследствии не позволяет иммунной системе вовремя обнаружить опухолевые клетки. Кстати, потеря клетками половой хромосомы способствует развитию не только рака, но и нейродегенеративных патологий и болезней сердечно-сосудистой ситсемы. Другие результаты показали, что мутации в гене Y-хромосомы способствуют метастазированию колоректального рака у мышей. — How the Y chromosome makes some cancers more deadly for men, «Биомолекула»: «Курить — Y-хромосоме вредить».

Генетические варианты, отвечающие за высоту голоса

Факторами, формирующими человеческий голос, частично являются размеры тела и гормоны. Они часто ответственны за то, почему женские голоса, как правило, имеют более высокий тон, чем мужские. Но еще один фактор — генетика. Проведено первое крупномасштабное исследование генетики голоса. Исследователи обнаружили, что мутации в гене ABCC9 коррелируют с речью более высокого тона в зависимости от возраста и пола. ABCC9 кодирует ионный канал, который помогает обеспечить правильное функционирование белков коллагена и эластина. Эти белки помогают тканям тела растягиваться, что необходимо для вибрации голосовых связок. — Sequence variants affecting voice pitch in humans.

Командная работа клеток

Как и на многих других уровнях организации в живом организме, слои клеток при росте должны действовать сообща. Подобная командная работа опосредована молекулярной передачей сигналов, а также механической связью между клетками. О том, как именно задействованы в процессе роста гены, ранее было мало известно. Исследователи показали, что гены, кодирующие брассиностероиды, способствуют росту внутренних слоев тканей. Эти результаты были показаны на модели водного растения Utricularia gibba. Растение с мутациями в данном гене выросло карликовым, а его внутренние ткани были искривлены. Подобные мутации у другого модельного растения, арабидопсиса, привели к появлению трещин в эпидермисе, что свидетельствовало о повышенном стрессе тканей. — Brassinosteroid coordinates cell layer interactions in plants via cell wall and tissue mechanics.

Стволовые клетки

Роль стареющих меланоцитов в росте волос невуса

Меланоциты невусов кожи часто демонстрируют чрезмерный рост волос. Причиной тому становится гиперактивность стволовых клеток волос. На модели мышей ученые показали, что стареющие меланоциты заставляют эпителиальные стволовые клетки волос выходить из состояния покоя и изменять их транскриптом и состав, сильно усиливая обновление волос. Результаты исследования позволяют взглянуть на стареющие клетки и продукты их секреции как на привлекательную терапевтическую мишень при регенеративных расстройствах. — Signalling by senescent melanocytes hyperactivates hair growth, «Биомолекула»: «Псориаз: Т-хелперы, цитокины и молекулярные шрамы».

Человеческие эмбрионы из стволовых клеток

Разные группы исследователей сообщают об использовании различных типов стволовых клеток для создания эмбрионов, которые схожи с эмбрионами, полученными естественным путем. Получение подобных структур стало возможным после генетических манипуляций. Помимо изучения раннего развития человека, новые модели эмбрионов помогут исследователям лучше понять врожденные дефекты и исследовать безопасность лекарств, используемых во время беременности. Полученные таким способом модели позволяют обойти закон, который запрещает использование эмбрионов старше 14 дней, которые образовались путем оплодотворения. Впереди — новая череда дискуссий среди специалистов по биоэтике. — Biologists create detailed lab replicas of early human embryos, «Биомолекула»: «CRISPR/Cas9 на службе у эмбриологов».

Биоразнообразие

Грибы восстанавливают райский остров после Второй мировой

Атолл Пальмира, расположенный в центре Тихого океана, представляет собой кольцо островков, окруженных коралловыми рифами. Именно там эволюционный биолог Тоби Кирс обнаружила удивительный симбиоз грибов и растений, направленный на восстановление экосистемы островов. Она была сильно нарушена искусственным насаждением кокосовых пальм в XIX веке и деятельностью американских военных в XX веке. Сейчас атолл посещают только ученые, изучающие процесс восстановления природы островов. Именно здесь обитает до 20% эндемиков мира, которые и вызывают столь сильный интерес исследователей.

Существенную роль в восстановлении экосистемы сыграли грибы. Гифы грибов способствуют доступу питательных веществ и воды к корням растений. Им часто нужны определенные подземные партнеры, чтобы пережить засуху, болезни или любые другие стрессы. Есть примеры того, как добавление определенных видов грибов позволяет восстанавливать популяции исчезающих растений. — Lost world: Invasive palms and WWII damaged an island paradise. Could fungi help to restore it?, «Биомолекула»: «Биоразнообразие и молекулярная биология помогут друг другу?».

Травоядные для спасения экосистем

Человечество продолжает способствовать сокращению биоразнообразия на планете. Тем не менее, порой серьезный вклад вносят локальные изменения климата или изменения в составе таксонов. Эксперимент, который длился 15 лет, сочетал исключение крупных травоядных из пищевой цепочки с общим изменением климата. Исчезновение травоядных ускорило снижение биоразнообразия. Результаты эксперимента способны помочь выработать стратегию по возвращению в экосистемы крупных травоядных для стабилизации ситуации с разнообразием видов. — Large herbivore diversity slows sea ice–associated decline in arctic tundra diversity.

Биоматериалы

Почему у жука так медленно изнашивается панцирь?

Искусственные сооружения изнашиваются так же, как и структуры естественного происхождения. Бег, прыжки, жевание — факторы, снижающие крепость костей, зубов, суставов. Повторяющиеся нагрузки постепенно приводят к травмам, и эволюция старается найти путь для предотвращения подобного процесса. И все же биоминерализованые ткани — самые прочные в нашем организме, они служат примером при создании материалов, которые будут достаточно прочными, чтобы служить как можно дольше при сохранении своих полезных характеристик. Исследователи изучили механизмы, которые помогают биологическим материалам препятствовать изнашиванию и оставаться крепкими. — A bendable biological ceramic.

Пластырь с микроиглами, вдохновленный осьминогами

На сегодня существует уже довольно много разработок пластырей с лекарством. Главная задача, которую стараются решить разработчики — преодоление препаратами кожного барьера в достаточной для действия терапевтической концентрации. В этот раз вдохновителем разработки стал синекольчатый осьминог. Внутритканевую доставку обеспечивают инъекции при помощи микроигл, высвобождение препарата происходит по требованию. Такой подход к инъекции обеспечивает длительное высвобождение препарата. — Blue-ringed octopus-inspired microneedle patch for robust tissue surface adhesion and active injection drug delivery.

Успехи криоконсервирования и трансплантологии

Долгое время ученые пытались максимально эффективно использовать криоконсервацию для сохранения не просто отдельных клеток или тканей, а целых органов. Исследователи разработали новые способы снижения токсичности химической обработки антифризом, минимизации образования кристаллов льда, а также быстрого и равномерного оттаивания объектов. Самая главная цель работы — суметь сохранить органы для последующего использования в медицинских целях. Ученые надеются в конечном итоге создать криобанки тканей, органов — или даже конечности, что уменьшит нехватку органов и даст врачам время для лучшей подготовки реципиентов к трансплантации. — Frozen in time, «Биомолекула»: «Витрификация — контролируемая пауза развития в стеклоподобном состоянии».

Микробиология

Одной из причин эндометриоза может быть бактериальная инфекция

Эндометриоз — это состояние, при котором эндометрий — ткань, похожая на слизистую оболочку матки — разрастается в других частях тела, чаще всего в органах таза. Такое состояние часто вызывает поражения репродуктивных органов и связано со снижением фертильности. Кроме того, у людей с поражениями яичников повышен риск развития рака яичников. Заражение определенной группой бактерий может быть связано с эндометриозом, болезненным состоянием, которым страдают до 10% женщин и девочек репродуктивного возраста. В исследовании, проведенном на 155 женщинах в Японии, были обнаружены представители бактериального рода Fusobacterium в матке около 64% женщин с эндометриозом и 7% женщин без эндометриоза. Последующие эксперименты на мышах, инфицированных Fusobacterium, показали, что лечение антибиотиками может уменьшить размер и частоту поражений, связанных с эндометриозом. — Fusobacterium infection facilitates the development of endometriosis through the phenotypic transition of endometrial fibroblasts.

Психическое здоровье

Полезные и опасные — новый взгляд на психоделики

Наркотические средства, психоделики способны вызывать изменение сознания. Давняя история их использования предоставила множество материалов для изучения. Клинические исследования с использованием психоделиков способствовали росту интереса к разработке терапии с их применением. На моделях мышей ученые показали, что психоделики, такие как ЛСД, способны восстанавливать способность обучаться. Психоделические препараты могут привести к долгосрочным изменениям во многих типах поведенческих, обучающих и сенсорных систем, которые были нарушены. Но ученые предупреждают, что необходимо провести дополнительные исследования, чтобы установить, как препараты реконструируют мозговые связи. — Psychedelics reopen the social reward learning critical period, «Биомолекула»: «Дивный новый мир психоделической терапии».