Экология

Синтезированная говядина и ее преимущества

Наконец, не за горами долгожданная эра, когда человечество сможет выращивать мясные продукты в реакторах. Животный белок необходим в рационе человека, однако животноводство имеет множество негативных последствий для окружающей среды, а применяемые при этом подходы порой трудно назвать гуманными. Ученые нашли выход, предложив синтезировать нужный белок в ферментерах с помощью микроорганизмов, и взялись исследовать экологические преимущества данного метода, о которых и рассказывается в новой статье Nature. — Projected environmental benefits of replacing beef with microbial protein, «Биомолекула»: «Культивируемое мясо — продукт завтрашнего дня».

Современная геномика во имя сохранения биоразнообразия

Глобальное биоразнообразие быстро утрачивается, и восстановление видов, находящихся под угрозой исчезновения, является важной задачей для его сохранения. Генетические факторы порой усугубляют проблему, и в случае видов, численность которых становится предельно низкой, задача ученых — выявить риски со стороны генома. В такой ситуации оказался один из видов морских животных — вакита — численность которого не превышает 10 особей. Современные научные методы позволили исследователям изучить генетическое разнообразие и спрогнозировать его воздействия на будущие тенденции в популяции: она не обречена. Ученые пришли к выводу, что при условии сокращения прилова этот вид имеет потенциал преодолеть угрозу вымирания. — The critically endangered vaquita is not doomed to extinction by inbreeding depression, «Биомолекула»: «Биоразнообразие и молекулярная биология помогут друг другу?».

То, что человеку хорошо, кораллу — смерть

Коралловые рифы являются одними из самых биологически богатых и экономически ценных экосистем на планете. Однако они сталкиваются со многими серьезными угрозами, связанными с деятельностью человека. Одной из них стало попадание в воду солнцезащитного крема, химические вещества в составе которого оказались токсичными для кораллов. Задачей исследователей стало выяснить, какой именно компонент несет гибель, — и он был найден. Исследователи указывают на продукты метаболизма солнцезащитного крема на основе оксибензона как на возможный фактор повышения уровня смертности кораллов. Эти исследования могут быть полезны в разработке новых солнцезащитных средств. — Conversion of oxybenzone sunscreen to phototoxic glucoside conjugates by sea anemones and corals, «Биомолекула»: «Как предсказать будущее кораллового рифа?».

Зоология

Как комары нас находят?

Не за горами летняя пора и неизбежные укусы комаров, которые, вдобавок ко всему, могут оказаться опасными из-за переносимых комарами болезней. И ученый-биолог, и турист в походе неизбежно задаются вопросом: почему эти насекомые предпочитают кусать людей и как они нас находят? На примере комара Aedes aegypti ученые постарались ответить на этот вопрос. Оказывается, дело в особых участках обонятельной зоны мозга насекомых, которые по-разному реагируют на запахи животного и человека, составляя различные комбинации активированных участков. По ним комар без труда определяет более предпочтительную для себя жертву. Открытие, кстати, интересно не только для комаров: оно может стать полезным для борьбы с ними. — Mosquito brains encode unique features of human odour to drive host seeking.

Молекулярка

Регулятор развития слуховых клеток

В улитке, нашем органе слуха, находятся два типа механосенсорных клеток для обнаружения звуков: внутренние и внешние волосковые клетки. До сих пор ученым было понятно, какие транскрипционные факторы участвуют в дифференцировке внешних волосковых клеток, однако со внутренними ситуация не так проста и однозначна. В новом выпуске Nature, наконец, назван ген, принимающий непосредственное участие в развитии внутренних волосковых клеток — это ген Tbx2. Более того, как показали эксперименты, он необходим клеткам на протяжении всего периода развития. — Tbx2 is a master regulator of inner versus outer hair cell differentiation.

Одна из двух киназ для успешного клеточного цикла

Вступление клеток млекопитающих в фазу синтеза ДНК (S-фаза) после G1 фазы представляет собой ключевое событие в клеточном делении. До сих пор считалось, что киназа CDC7 является необходимым участником этого процесса. Ученые, однако, «выключили» ее и обнаружили, что деление многих типов клеток при этом не прекратилось. Оказывается, для успешного перехода G1/S вполне подойдет и другая киназа — CDK1. По крайней мере одна из этих двух киназ должна присутствовать для успешного прохождения этого процесса. — CDC7-independent G1/S transition revealed by targeted protein degradation.

Чем отличаются мужчины и женщины?

Физиология, поведение, настроение, метаболизм мужчин и женщин действительно различаются, и это давно перестало быть предметом споров и стало предметом интереса. У млекопитающих гонадные стероидные гормоны, в частности — эстрадиол, регулируют половые различия. Эстрадиол оказывает свое действие через рецептор эстрогена ERα. Исследователи изучили роль данного рецептора в половых различиях мозга и пришли к выводу, что половые различия в экспрессии генов определяются гормональной активацией нейрональных стероидных рецепторов. — Gene regulation by gonadal hormone receptors underlies brain sex differences.

«Микрокиллеры» — роль микроРНК герпесвируса

Исследователи обнаружили новый механизм действия герпесвируса на клетку хозяина — а заодно и новую перспективную терапевтическую мишень. Вирус герпеса человека способен нарушать архитектуру митохондрий, уклоняться от иммунитета и переключаться от латентного к литическому состоянию. В новом выпуске научного медиагиганта была раскрыта природа взаимосвязи между этими процессами и вирусными некодирующими РНК. Оказывается, кодируемая вирусом микроРНК избирательно ингибирует процессинг нескольких видов «родной» для клетки микроРНК, что запускает фатальные для клетки процессы. — Selective inhibition of miRNA processing by a herpesvirus-encoded miRNA, «Биомолекула»: «Кодирующие некодирующие РНК», «Обо всех РНК на свете, больших и малых».

Транскрипционно сцепленные

Преобладает мнение, что регуляция транскрипции генов многоклеточных организмов осуществляется их собственными энхансерами. Однако исследования в этой области показали зависимость динамики транскрипции генов, находящихся на большом расстоянии друг от друга. В новом материале, опубликованном на прошедшей неделе, сообщается о совместной регуляции генов с помощью общих энхансеров и ко-транскрипционных узлах и механизмах их действия. — Transcriptional coupling of distant regulatory genes in living embryos, «Биомолекула»: «Энхансеры транскрибируются раньше других генетических элементов в ходе клеточных ответов».

Тепловой удар и клеточная смерть

Следующий материал, опубликованный в Science, наверняка заставит остаться дома в слишком жаркий летний день. Тепловой удар представляет собой опасное для жизни состояние, вызванное тепловым стрессом, и, в связи с глобальным потеплением, становится все более частой причиной смертности. Исследователи обнаружили, что Z-ДНК-связывающий белок 1 (ZBP1), рецептор Z-нуклеиновой кислоты, опосредует тепловой удар, вызывая гибель клеток. При этом тепловой стресс активирует и увеличивает экспрессию ZBP1 через фактор транскрипции теплового шока (HSF1). — Z-DNA binding protein 1 promotes heatstroke-induced cell death.

Не то, чем кажется

Фенотипический эффект мутации существенно варьируется в зависимости от конкретного генетического фона. Однако существующие теории относительно того, в какие тенденции складываются такие события, разделились на модель глобального эпистаза, связанного с генетическим фоном, и модель идиосинкразического эпистаза среди конкретных мутаций. В значимом исследовании, опубликованном недавно в Science, исследователи протестировали эффекты различных комбинаций миссенс-мутаций в 10 генах дрожжей. Они пришли к выводу, что тенденции, коррелирующие с приспособленностью, возникают в результате специфических идиосинкразических взаимодействий между мутациями. — Idiosyncratic epistasis leads to global fitness–correlated trends.

Физиология растений

Испарять или не испарять, вот в чем вопрос

Устьица, расположенные в листовой пластинке, участвуют в таких важных для растения процессах, как испарение и газообмен. Их закрытие предотвращает излишнюю потерю воды и проникновение патогенов, однако при длительном закрытии снижается интенсивность фотосинтеза и транспирации. Регулирование закрытия и открытия устьиц в постоянно меняющимся климате — задача не из легких. В материале, опубликованном на прошедшей неделе, исследователи раскрывают основные механизмы этих процессов, а также роль фитоцитокинов, препятствующих закрытию устьиц. — Phytocytokine signalling reopens stomata in plant immunity and water loss.

Иммунология

Безопасное ингибирование киназы

Киназа PI3Kδ играет ключевую роль в метаболизме лимфоцитов, а чрезмерная активность этой киназы присуща раковым клеткам. Ингибиторы, нацеленные на PI3K, были одобрены для лечения В-клеточных злокачественных новообразований. Однако последующие исследования показали, что ингибирование PI3Kδ также обладает явной иммуномодулирующей активностью, что вызывает нежелательные последствия и препятствует клиническому прогрессу. В новом исследовании, опубликованном в Nature, подробнее изучается влияние этого подхода на регуляторные Т-клетки и солидные опухоли у человека, а также механизм возникновения нежелательных эффектов. Исследователи пришли к выводу, что изменения дозировки и режима введения препарата при терапии могут ограничивать токсичность и нежелательное влияние. — Intermittent PI3Kδ inhibition sustains anti-tumour immunity and curbs irAEs.

CD4⁺ Т-клетки в микроокружении опухоли

В микроокружении опухоли CD4⁺ Т-клетки могут как стимулировать, так и подавлять противоопухолевый ответ, что достигается путем распознавания антигенов, представленных главным комплексом гистосовместимости класса II. Как именно при этом происходит уклонение от иммунного ответа, стало предметом исследования в следующем материале, опубликованном в Nature. Данные указывают на представление неоантигенов главным комплексом гистосовместимости класса II и прямое участие иммуносупрессивных CD4⁺ T- регуляторных клеток в качестве механизма уклонения от иммунного ответа при меланоме. — Landscape of helper and regulatory antitumour CD4+ T cells in melanoma, «Биомолекула»: «Опухолевые разговоры, или Роль микроокружения в развитии рака», «Рак и его команда. Борьба во имя иммунотерапии».

Микробиология

Враждующие бактерии

Бактерии обычно живут в разнообразных сообществах, где каждый вид может влиять на рост и выживание других видов. Важно понимать природу взаимодействия бактериальных видов для разработки успешных стратегий в сельском хозяйстве, медицине, промышленности. Благодаря исследованию, опубликованному в Science, картина стала более ясной: для бактерий не характерны «позитивные» взаимодействия, при которых другие виды получают выгоду. Более часто встречаются «негативные» — и выгоду от использования бактериальной конкуренции можно извлечь. — Bacterial species rarely work together.

COVID-19

Виновник повторных заражений

Пандемия SARS-CoV-2, спустя 2,5 года, все еще не дает забыть о себе. Одним из ключевых вопросов сейчас является способность разных штаммов COVID-19 к повторному заражению уже переболевшей части населения. Ответить на этот вопрос помогли новые случаи заражения штаммом Омикрон в Южной Африке. Было обнаружено, что бета- или дельта-варианты редко вызывают повторное заражение, и виновником происходящего можно считать Омикрон с его способностью уклоняться от естественно приобретенного иммунитета. К счастью, вакцинация помогает частично справиться с этой проблемой. — Increased risk of SARS-CoV-2 reinfection associated with emergence of Omicron in South Africa, «Биомолекула»: SARS-CoV-2.