Nature #581 (7806) + онлайны: сахарный диабет в Азии, продырявленные клетки и кишечные обитатели

• Наука и общество, пандемия COVID-19: знакомимся с коронавирусными новостями за последнюю неделю. биомолекула — SARS-CoV-2, Хроника распространения SARS-CoV-2.
  • Страны Евросоюза начинают смягчать карантинные меры и снимают ограничения на свободу перемещений. В научном сообществе всё ещё нет однозначного мнения по этому поводу. С одной стороны, прогноз Всемирной продовольственной программы предупреждает: если продлить карантин на крупных экономических предприятиях, то к концу 2020 года жертвами голода могут стать 265 млн человек — это цифра в два раза превышает число жертв от всех остальных продовольственных кризисов ХХ века. С другой стороны, к 1 мая ни одна из европейских стран не готова к выходу из карантина — так считает ВОЗ. Ранее Всемирная организация здравоохранения разработала руководство по выходу из кризиса. Для того, чтобы снять ограничения на передвижения людей, необходимо выполнить шесть требований ВОЗ. В европейских странах посткарантинные меры удовлетворяют в лучшем случае четырём пунктам из шести. — Coronavirus: share lessons on lifting lockdowns.
  • Чья стратегия сдерживания пандемии оказалась сильнее? Исследователи анализируют сценарии борьбы с вирусом в разных странах, чтобы оценить эффективность социального дистанцирования и научиться сдерживать распространение инфекции. Примером для подражания стал Гонконг — в городе с населением более 7 млрд человек на конец апреля было зарегистрировано всего 4 летальных случая. — Whose coronavirus strategy worked best? Scientists hunt most effective policies.
  • «Профиль убийцы»: учёные собирают досье на SARS-CoV-2. В статье можно найти ответы на самые волнующие людей вопросы: как работает вирус, откуда он взялся, какие родственные связи и скрытые возможности стоят за новым коронавирусом. — Profile of a killer: the complex biology powering the coronavirus pandemic.
  • Бездоказательная медицина: китайские власти продвигают использование классических лекарств для лечения COVID-19. Вроде бы звучит хорошо, только эффективность традиционных противоинфекционных препаратов в отношении новой болезни остаётся под большим вопросом. Учёные за пределами Китая заявляют: на сегодняшний день нет ни одного проверенного лекарственного средства от SARS-CoV-2 (не считая потенциально успешного антивирусного ремдесивира), которые можно было бы безопасно применять для лечения больных. — China is promoting coronavirus treatments based on unproven traditional medicines, биомолекула: Компьютерные технологии против коронавируса: первые результаты.
  • Трансгенные мыши для испытания лекарства. В пекинской лаборатории вывели трансгенных мышей, которые несут человеческий рецептор проникновения вируса SARS-CoV-2 в организм. Инфицирование вирусом модифицированных мышей позволило смоделировать симптомы коронавирусной инфекции: пневмонию и воспаление. Эти мышиные модели можно будет использовать для оценки противовирусной терапии в доклинических испытаниях вакцины. — The pathogenicity of SARS-CoV-2 in hACE2 transgenic mice, биомолекула: Вакцины против коронавируса: перспективы.
• GWAS, сахарный диабет. Сахарный диабет 2 типа — приобретённое заболевание, связанное с нарушением метаболизма: пациенты с таким диагнозом не справляются с переработкой глюкозы. Эту болезнь активно исследуют с точки зрения молекулярной генетики: биологи пытаются найти локусы, связанные с риском развития сахарного диабета. С помощью полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) уже обнаружили более 240 локусов, только вот большинство из них идентифицированы в популяции людей с европейским происхождением. Исправить это несоответствие решила международная команда ученых из Японии, США и Сингапура. Для этого проанализировали геном почти 430 тысяч жителей Восточной Азии: среди них были 77 тысяч пациентов с сахарным диабетом и 356 тысяч здоровых добровольцев. В результате удалось идентифицировать 300 локусов, связанных с развитием болезни в восточноазиатской популяции. — Identification of type 2 diabetes loci in 433,540 East Asian individuals, биомолекула: Сахар — сладкая смерть, GWAS и психогенетика: консорциумы в поисках ассоциаций.
• Молекулярка, нейрогенез. Гипоталамус — эндокринный центр мозга, который управляет выделением гормонов и пептидов, регулируя базовые физиологические функции. Чтобы проследить этапы развития этого жизненно важного нейроцентра, ученые составили молекулярную карту развития гипоталамуса. В результате удалось идентифицировать конкретные подтипы нейронов и клеток глии, отследить этапы синтеза гамма-аминомасляной кислоты — тормозного нейромедиатора, — а также обнаружить контрольные точки формирования согласованного нервного центра из разнородных нейронов. — Molecular design of hypothalamus development, биомолекула: Спокоен как GABA, Всё, что вы всегда хотели знать о взрослом нейрогенезе, но боялись спросить.
• Микробиом, болезни ЖКТ. Подтип кишечных бактерий Bacteroides 2 вызывает воспаления кишечника и расстройства пищеварения: эти бактерии обнаруживаются у 78% пациентов с заболеваниями кишечника. Недавно выяснилось, что в избавлении от бактероидов помогают статины — препараты для лечения ожирения. Оказывается, распространённость бактероидов в кишечнике напрямую зависит от индекса массы тела: чем больше человек предрасположен к ожирению, тем выше вероятность развития дисбактериоза, вызванного Bacteroides 2. — Statin therapy is associated with lower prevalence of gut microbiota dysbiosis, биомолекула: Новые функции кишечной микрофлоры, Микробиом кишечника: мир внутри нас.
• Эмбриогенез, клеточная биология. В процессе эмбрионального развития клетки дифференцируются по-разному и приобретают свойственные различным тканям морфологические особенности. На клеточном уровне важную роль в дифференциации клеток играет базальная мембрана — внеклеточный слой, который обволакивает эпибласт и внезародышевую эктодерму. Выяснилось, что сигнализацию между базальной мембраной и подлежащими эмбриональными тканями регулируют матриксные металлопротеиназы. Эти ферменты разрушают белки внеклеточного матрикса, буквально продырявливая базальную мембрану. В результате базальные перфорации формируют передне-заднюю ось зародыша. Это придаёт клеткам форму и облегчает дальнейшие этапы гаструляции. — Basement membrane remodelling regulates mouse embryogenesis.
• ВИЧ, РНК. ВИЧ-1 — наиболее распространенная и патогенная разновидность вируса иммунодефицита человека. Попав в клетку, ВИЧ-1 экспрессирует гены, чтобы получить необходимые структурные белки и регуляторные факторы — от них будет зависеть дальнейшая судьба вируса. Выяснилось, что образование первичных транскриптов зависит от конформации вирусной РНК: чем гетерогеннее участки РНК, тем больше альтернативных конформаций белков образуется в результате сплайсинга. — Determination of RNA structural diversity and its role in HIV-1 RNA splicing, биомолекула: ВИЧ / СПИД.

Science #368 (6491) + онлайны: вертолёты будущего, шпинатные хлоропласты и медные ворота митохондрий

• Спецвыпуск нового номера Science посвящен последним достижениям в области иммунологии на ранних этапах эмбрионального развития:
  • Пренатальное формирование иммунитета. Кровеносная и имунная системы оказываются тесно связанными уже на пренатальном этапе развития зародыша. Гемопоэз — процесс созревания клеток крови — тесно связан с формированием иммунных клеток. Для понимания развития иммунитета важно отслеживать волны гемопоэза, которые разделены в пространстве и времени на протяжении эмбриогенеза. Все накопленные данные о раннем развитии иммунных клеток основываются на животных моделях, которые существенно отличаются от иммунного развития человека. Для формирования более объективной иммунологической картины важно применять методы молекулярной генетики отдельных клеток и использовать человеческие клеточные атласы. — Prenatal development of human immunity, биомолекула: Когда появляется иммунологическая память?
  • Эмбриональная микробиота. В обзоре рассматривают способы проникновения симбиотических микроорганизмов и заселение ими всех систем органов эмбриона. Формирование собственного иммунологического профиля происходит через несколько этапов адаптации и начинается ещё до рождения. — Microbial—host molecular exchange and its functional consequences in early mammalian life.
  • Внутриутробное инфицирование. Вирусные инфекции матери во время беременности могут оказаться критическими для здоровья ребенка. Обзор рассказывает о механизмах иммунной защиты плода и возможных негативных последствиях — от хронических инфекций до летального исхода, которые являются следствием иммунологического сбоя. — Contributions of maternal and fetal antiviral immunity in congenital disease.
  • Альтернативная вакцинация. Первые дни после рождения считаются одними из наиболее критических для иммунной системы, ведь организм ещё не успел сформировать собственную защитную систему. Несмотря на то, что новорождённых детей вакцинируют, иммунитет формируется только спустя несколько дней или недель. Самым уязвимым периодом становятся первые дни жизни, когда ребёнок ещё не успел выработать иммунную реакцию против вирусов. Исследователи активно разрабатывают альтернативные стратегии вакцинации ещё на этапе беременности матери — это может помочь выработать защитные антитела у зародыша. — Vaccination strategies to enhance immunity in neonates, биомолекула: спецпроект: Вакцинация.
• Фотосинтез, искусственные системы. Физиологи растений уже давно пытаются воспроизвести процесс фотосинтеза в искусственной среде, вне живого растения. Учёные из Института Макса Планка рассказали о своём успехе в создании искусственных фотосинтетических систем. Для этого из хлоропластов шпината выделили фотосинтетические тилакоидные мембраны и имплантировали их внутрь искусственных капель, по форме и среде имитирующих клетку. Процесс фотосинтеза в таком импланте регулировали с помощью света, в результате чего в искусственной системе удалось запустить метаболические реакции. — Light-powered CO₂ fixation in a chloroplast mimic with natural and synthetic parts, Toward artificial photosynthesis, биомолекула: Союз листа и металла: искусственный фотосинтез.
• Метаболизм, медицина. Болезнь Менкеса — генетическое заболевание, связанное с нарушением работы транспортёра меди АТР7А. В результате организм не может метаболизировать ионы меди, из-за чего страдает нервная система и замедляется рост. Лекарства от этой болезни нет — медь в составе гидрофильных комплексов чрезвычайно сложно доставлять к клеткам мозга, поэтому облегчить симптомы не получается. Американские исследователи предлагают использовать малую молекулу элескломол (elesclomol) для лечения болезни Менкеса. Этот препарат уже показал свою эффективность при лечении меланомы: элекскломол подавляет окислительное фосфорилирование в раковых клетках. В новых исследованиях на мышиных моделях учёные обнаружили, что элескломол переносит медь в митохондрии и восстанавливает работу цитохром с-оксидазы — важного для выработки энергии фермента. — Elesclomol alleviates Menkes pathology and mortality by escorting Cu to cuproenzymes in mice.
• Бионика. Летающие насекомые способны улавливать препятствия, управляя траекторией своего полёта. Так, комары в тёмное время суток буквально зондируют окружающую обстановку, чтобы уклоняться от поверхностей без помощи зрения. В этом им помогают осязательные рецепторы, улавливающие воздушные потоки, вызванные движением собственных крыльев. Учёные использовали компьютерное моделирование для оценки аэродинамики насекомых — эти данные помогут сконструировать механосенсорные антенны для вертолётов и других летательных средств. — Aerodynamic imaging by mosquitoes inspires a surface detector for autonomous flying vehicles.
• COVID-19, статистика. Международная команда исследователей проанализировала статистические данные о росте числа заболевших в Китае в течение первых 50 дней коронавирусной инфекции. В статье приводят статистику по дням с 31 декабря 2019 по 19 февраля 2020. В это время карантин ещё не ввели, и люди свободно путешествовали в связи с празднованиями китайского нового года. Учёные попытались оценить взаимосвязь между тотальным закрытием всех общественных мест и скоростью распространения инфекции. — An investigation of transmission control measures during the first 50 days of the COVID-19 epidemic in China, биомолекула: Хроника распространения SARS-CoV-2.
• COVID-19, мониторинг. В отсутствие эффективного лекарства против SARS-CoV-2 единственными способами сдерживания инфекции остаются карантин и социальная дистанция. Изолировать людей дома длительное время невозможно, поэтому британские специалисты рассматривают перспективы альтернативной меры — цифровое отслеживание перемещений людей. Мобильные приложения для телефона помогут идентифицировать контакты потенциальных носителей инфекции после отмены массовых карантинов. — Quantifying SARS-CoV-2 transmission suggests epidemic control with digital contact tracing.
• Диагностика, рак. Шансы на выживание онкобольных напрямую зависят от стадии выявления рака: чем раньше удаётся диагностировать болезнь, тем больше вероятность успешного излечения. В обзоре Science рассматривают перспективы ранней диагностики онкологии, включая скрининговые тесты для здоровых людей — это поможет выявлять пациентов с бессимптомным течением болезни. — The challenge of early detection in cancer.