Nature #533(7601) + онлайны: люди в пробирке, метаболиты кетамина против депрессии, смертельная иммуносигнатура вируса Эбола

• Генетика, антропология. До недавнего времени подробных данных о генетике европейцев древнее 8,5 тысяч лет не было. Но теперь обработали информацию о популяциях, населявших Европу 7-37 тысяч лет назад, и обнаружили много интересного. Например: доля неандертальских вариантов генов в этом периоде снижалась (потому что отбор этим вариантам всё меньше благоволил), а все жители Европы 14-37 тысяч лет назад происходили из одного и того же племени. — The genetic history of Ice Age Europe.
• Антропология, нейробиология. Обмен веществ у человека быстрее, чем у любой человекообразной обезьяны, потому что у человека самый большой мозг, да и процент жирка побольше, чем у других приматов. И это не просто прикольные факты! Авторы исследования утверждают, что ускорение метаболизма сыграло одну из главнейших ролей в эволюции Homo. — Metabolic acceleration and the evolution of human brain size and life history.
• Генетика, рак. Большой коллектив учёных почти со всех континентов попытался систематизировать знания о мутациях, запускающих развитие рака груди. Вот что выяснилось: эти мутации затрагивают и гены (всего 93), и некодирующие участки. Судя по всему, рак груди нередко провоцируют перестановки нуклеотидов на некоторых конкретных участках ДНК. — Landscape of somatic mutations in 560 breast cancer whole-genome sequences.
• Биохимия. Митохондрии в норме занимаются окислительным фосфорилированием, за счёт которого клетки получают большую часть своей энергии. Делеции в ДНК одной митохондрии снижают интенсивность окислительного фосфорилирования только в ней, и сначала это не приводит к плохим последствиям. Однако с возрастом митохондрий с делециями не в пользу окислительного фосфорилирования становится всё больше, особенно в нейронах и мышечных волокнах. В митохондриях с такими генетическими дефектами активируется фактор транскрипции ATFS-1, он поддерживает ущербные органоиды на плаву. Если ATFS-1 сделать менее активным, «неполных» митохондриальных ДНК в пересчёте на клетку становится меньше. — Maintenance and propagation of a deleterious mitochondrial genome by the mitochondrial unfolded protein response.
• Нейробиология, структурка, фармакология. Рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия и электрофизиологические исследования показали, как ведёт себя очень важный для нейрональной пластичности рецептор к глутамату — NMDA-рецептор — в присутствии своего ингибитора нейростероида ифенпродила и без него. — Activation of NMDA receptors and the mechanism of inhibition by ifenprodil.
• Структурка. ЯМР и электронная микроскопия показывают, что кальциевый транспортёр в мембранах митохондрий — это, по сути, ионный канал. Он активируется при определённом мембранном потенциале, очень избирателен к ионам кальция (редко пропускает другие заряженные частицы), но кальций прогоняет через себя очень быстро. — Architecture of the mitochondrial calcium uniporter.
• Структурка. Стероиды — это не только препараты для качков. Вещества группы стероидов под названием стерины (ну или стеролы, кому как больше нравится) вырабатываются в клетках всех эукариотических организмов. Молекулы стеринов (кстати, холестерин — один из них) не сидят на месте, их переносят специальные белки-переносчики, в числе которых АТФ-связывающие кассетные транспортёры (ATP binding cassette transporters, ABC). Вот их-то кристаллическую структуру с точностью до атома впервые и определили. — Crystal structure of the human sterol transporter ABCG5/ABCG8.
• Нейробиология. Любимая нематода физиологов и генетиков Caenorhabditis elegans в клеточном плане изучена весьма подробно. Кстати, это единственное животное, для которого построен полный коннектом — карта связей всех нервных клеток. Так вот, соединения чувствительных нейронов у самцов и гермафродитов этих круглых червей («чистых» самок у них нет) отличаются. Изначально они одинаковые у животных обоих полов, но потом у представителей одного пола некоторые синапсы отмирают. Чур, никаких сексистких шуток! — Sex-specific pruning of neuronal synapses in Caenorhabditis elegans, Neurobiology: Wired for sex.
• Нейробиология. Статья для тех, кто хочет разобраться, как базальные ганглии (то, что раньше любили называть подкорковыми ядрами) управляют скоростью и другими параметрами движений млекопитающих. Спойлер: почти какими угодно способами. — Opponent and bidirectional control of movement velocity in the basal ganglia.
• Нейробиология, фармакология. Российское законодательство не одобряет, но факт остаётся фактом: кетамин — отличный антидепрессант. Он действует на NMDA-рецепторы к глутамату. Новые эксперименты на мышах показали, что метаболит кетамина, образующийся в организме, сам обладает антидепрессивными свойствами, но действует при этом на другие рецепторы к глутамату — AMPA. — NMDAR inhibition-independent antidepressant actions of ketamine metabolites, Depression: Ketamine steps out of the darkness.
• Биохимия. У рецептора к аденозину типа A2A, как выяснилось, есть четыре основных состояния — два активных и два неактивных. Это подтверждают эксперименты по воздействию полных и обратных агонистов A2A на рецептор. — Activation of the A2A adenosine G-protein-coupled receptor by conformational selection.
• Эмбриология. В «Матрице» были целые поля с человеческими эмбрионами в больших пробирках, а возможно ли такое в жизни? Оказывается, это не настолько невероятно, как можно сначала подумать: существуют условия, при которых эмбрион на стадии бластоцисты прикрепляется к некой поверхности in vitro и продолжает развитие. — Self-organization of the in vitro attached human embryo, Human embryology: Implantation barrier overcome, Human embryos grown in lab for longer than ever before.
• Микробиология, методы. Некоторые бактерии-симбионты человека раньше не удавалось вырастить в культуре. Теперь их всё-таки «окультурили» с помощью полногеномного секвенирования и тщательного разделения по фенотипам. Помимо того, что учёные получили действенный метод выращивания симбионтов кишечника, так они ещё и выяснили, что больше половины видов, составляющих кишечную микрофлору, образуют весьма устойчивые споры для переселения от человека к человеку. — Culturing of ‘unculturable’ human microbiota reveals novel taxa and extensive sporulation.
• Вирусология, иммунология. Когда вирус Эбола приносит человеку смерть, наблюдается очень чёткое соотношение разных типов Т-клеток, эдакая «подпись» вируса. У этих людей вырабатывается много молекул CTLA-4 и PD-1, а у выживающих этих веществ сравнительно мало. — Unique human immune signature of Ebola virus disease in Guinea.
• Иммунология. Фолликулярные Т-хелперы играют важную роль в формировании эффекторных В-лимфоцитов и В-клеток памяти. Выяснилось, что активность первых регулируется G-белком EBI2, а также взаимодействием с дендритными клетками, образующими CD25. — EBI2 augments Tfh cell fate by promoting interaction with IL-2-quenching dendritic cells.

Science #352(686) + онлайны: разгадка дуплетов микротрубочек, онлайн-трансляция РНК и климат против обезьян

• Генетика, иммунология, микробиология. Загадочный синдром раздражённого кишечника чаще развивается у людей с одним конкретным аллелем гена ATG16L1. У его обладателей дендритные клетки не влияют на регуляторные Т-клетки, которые в норме подавляют воспаление в кишечнике. — Gene-microbiota interactions contribute to the pathogenesis of inflammatory bowel disease.
• Молекулярка, методы. Наконец-то удалось посмотреть на трансляцию РНК вживую на молекулярном уровне! Для этого понадобились флуоресцентные метки на базе антител. А ещё выяснилось, что в подавляющем большинстве случаев полирибосомы действуют отдельно друг от друга и очень редко обрабатывают одну и ту же иРНК. Что ещё интересно, различные подходы к делу предложили два независимых коллектива. — Real-time quantification of single RNA translation dynamics in living cells, Translation dynamics of single mRNAs in live cells and neurons.
• Молекулярка, методы. Многие генетические тесты построены на исследованиях, в которых некий участок ДНК ассоциируется с определённым выражением признака. Но «участок ДНК» не означает «ген». Чтобы сузить круг исследуемых нуклеотидов, нужно хорошо знать скорости рекомбинации целевых генов — в том числе при митозе. В этом, как оказалось, может помочь CRISPR. — CRISPR-directed mitotic recombination enables genetic mapping without crosses.
• Молекулярка. Экспрессию генов регулируют не только факторы транскрипции, но и, конечно же, гистоны. Изящная работа, где каждую молекулу ДНК проверяли отдельно, показала, где конкретно в геноме находятся модифицированные нуклеосомы — структурные единицы хромосомы, образованные совместной упаковкой нити ДНК с гистоновыми белками. — Single-molecule decoding of combinatorially modified nucleosomes.
• Вирусология, иммунология. Если ввести моноклональное антитело 3BNC117 в организм заражённого ВИЧ, оно спровоцирует иммунный ответ на вредоносный вирус. И это хорошо! Достаточно одной инъекции. А что ещё интереснее, введение 3BNC117 ускоряет избавление от заражённых ВИЧ CD4±клеток. — HIV-1 therapy with monoclonal antibody 3BNC117 elicits host immune responses against HIV-1, Enhanced clearance of HIV-1—infected cells by broadly neutralizing antibodies against HIV-1 in vivo.
• Эволюция. Что бы не говорили «моржи» и прочие любители ходить зимой по снегу, приматы плохо переносят холод. И это обстоятельство, надо сказать, заметно повлияло на их эволюцию при переходе от эоцена к олигоцену. Тогда распространённость обезьян и полуобезьян снизилась, и пути африканских приматов навсегда разделились с путями приматов азиатских. От первых остались по большей части человекообразные, а вторые по морфологии и образу жизни оказались больше похожи на лемуров. — Oligocene primates from China reveal divergence between African and Asian primate evolution.
• Нанотехнологии, биодизайн. Можно собирать конструкторы из оснований ДНК («биомолекула»: ДНК-оригами: путь от гравюры до нанороботов длиной в 30 лет), а можно делать заказные пептиды из аминокислот. Последние дают больше возможностей для творчества благодаря наличию свободных водородных связей. — De novo design of protein homo-oligomers with modular hydrogen-bond network—mediated specificity.
• Нанотехнологии, методы. Ещё один крутой метод-конструктор про белки, на этот раз по типу «трейд-ин»: можно составлять новые молекулы белков, просчитывая на компьютере, как будут взаимодействовать между собой куски старых, уже имеющихся белков. Что характерно, метод называется SEWING (шитьё). — Design of structurally distinct proteins using strategies inspired by evolution.
• Микробиология, методы. След самых первых бактерий в геологической летописи, конечно, уже давно затерялся. Однако его можно восстановить, зная какую-нибудь геохимическую особенность этих бактерий. Те из них, которые обладали способностью к магнитотаксису, сейчас несут на своих останках определённое количество изотопа железа ⁵⁷Fe. Эта особенность уникальна, другие бактерии, активно пользующиеся железом, так не умели и не умеют. — Mass-dependent and -independent signature of Fe isotopes in magnetotactic bacteria.
• Клеточная биология. Различные варианты метода электронной микроскопии определили, почему микротрубочки в ресничках уложены так, а не иначе. Они собраны в пары (дуплеты): по одной микротрубочке вещества движутся к кончику реснички, по другой — в обратном направлении. — Microtubule doublets are double-track railways for intraflagellar transport trains.