Nature #531 (7592) + онлайны: когнитивное здоровье, иммунная система вирусов и клетки места, работающие во сне

• Нейробиология. Спецвыпуск Nature посвящен когнитивному здоровью — в нем расскажут о причинах старения нервной системы, о тренировках памяти и о диете, полезной для мозга. — Cognitive health, Ageing: Restoration project, Perspective: Time to expand the mind, Brain food: Clever eating, Neural modelling: Abstractions of the mind, Smart drugs: A dose of intelligence, Neurostimulation: Bright sparks, Brain training: Memory games, Social networks: Better together, Neurobiology: Rise of resilience.
• Рак, стволовые клетки. Диета с высоким содержанием жира стимулирует клетки-предшественники эпителия кишечника дольше сохранять некоторые свойства стволовых клеток. Через влияние на свойства клеток такая диета оказывает эффект и на размер кишечника, и на частоту возникновения опухолей. — Stem cells: Dietary fat promotes intestinal dysregulation, High-fat diet enhances stemness and tumorigenicity of intestinal progenitors.
• Структурка. Структурка тримера поверхностного гликопротеида коронавируса HKU1. Эти белки взаимодействуют с рецепторами на мембранах клеток, и от успешности взаимодействия зависит, попадет ли вирус в клетку. — Pre-fusion structure of a human coronavirus spike protein.
• Вирусология. Мимивирусы — гигантские и удивительно сложно устроенные вирусы, обладающие большим геномом, транспозонами, и, вероятно, мембранами. Эти вирусы даже страдают от инфекций — на них паразитируют вирофаги. И вот теперь оказалось, что у мимивирусов есть аналог бактериальной иммунной системы CRISPR, в которую они встраивают фрагменты ДНК вирофагов. Как и CRISPR, эта система помогает мимивирусам уничтожать нуклеиновые кислоты паразитов. — MIMIVIRE is a defence system in mimivirus that confers resistance to virophage. биомолекула: ...А на блохе — блошиночка поменьше.
• Молекулярка, нейробиология. Специальная система контроля качества уничтожает белки, которые были синтезированы с РНК без стоп-кодонов. Дефекты этой системы приводят к развитию нейродегенеративных болезней. Оказалось, что неправильные белки, синтезированные на матрице РНК без стоп-кодонов, образуют в клетке нерастворимые агрегаты. В попытке распутать эти агрегаты, клетка направляет к ним множество шаперонов, которые отвлекаются от своей обычной работы, и в клетках возникает еще больше белков с самыми разными типами дефектов. — Failure of RQC machinery causes protein aggregation and proteotoxic stress.
• Нейробиология. Оксид азота, играющий роль сигнальной молекулы, оказался задействован и в регуляции развития нейронов. От концентрации его молекул зависит, будут ли аксоны деградировать или, наоборот, расти. — Neurodevelopment: Regeneration switch is a gas.
• Вирусология. В качестве лекарства от вируса Эболы в тестах на макаках-резус хорошо себя показали небольшие молекулы, метаболизирующиеся до аналогов аденозинтрифосфата. Встраиваясь в строящиеся цепочки РНК, это вещество блокирует размножение вируса. — Therapeutic efficacy of the small molecule GS-5734 against Ebola virus in rhesus monkeys.
• Нейробиология. Клетки места активируются, когда животное попадает в определенные локации по мере своего передвижения. А вот какие клетки хранят информацию о положении животного, когда оно неподвижно, до сих пор оставалось неизвестным. Оказалось, что как и клетки места, эти нейроны располагаются в гиппокампе, и напоминают животному, где оно находится, — не только, когда оно бодрствует, но и во сне. — A hippocampal network for spatial coding during immobility and sleep.
• Физиология, клеточная биология. Ученые из Германии и Швеции выяснили, что регенерация ампутированной конечности у аксолотля начинается с выделения во внеклеточное пространство MARCKS-подобных белков, которые сигнализируют клеткам, что пора переходить к делению. — MARCKS-like protein is an initiating molecule in axolotl appendage regeneration.
• Рак. Неалкогольная жировая болезнь печени создает предпосылки для развития рака печени. Оказалось, это происходит из-за гибели CD4±лимфоцитов, которую вызывают нарушения обмена жирных кислот при этой болезни. — NAFLD causes selective CD4⁺ T lymphocyte loss and promotes hepatocarcinogenesis.
• Экология. Распределение морских млекопитающих можно изучать, улавливая звуки, с помощью которых они общаются. Оказалось, что разные виды морских млекопитающих делят участки, на которых нерестится рыба, на определенные территории. Разделение происходит и по времени — некоторые из морских млекопитающих более активны днем, а другие — ночью. — Vast assembly of vocal marine mammals from diverse species on fish spawning ground.

Science #351 (6277) + онлайны: мотивы альтруизма, механизм дифференцировки нейрона и появление новых регуляторных участков генома

• Нейробиология, психология. У альтруистичного поведения могут быть разные причины — например, сопереживание чужим страданиям или желание отплатить добром на сделанное ранее одолжение. Оказывается, типы альтруизма с разными причинами связаны с разными режимами взаимодействия определенных частей мозга. — Wiring the altruistic brain, The brain’s functional network architecture reveals human motives.
• Генетика, эволюция. Эволюция часто происходит не из-за изменения самих генов, а из-за изменений систем их регуляции. Поэтому генетикам интересно исследовать, как возникают новые регуляторные последовательности. Оказывается, в развитии регуляторных элементов генов иммунитета млекопитающих были активно задействованы эндогенные ретровирусы. Используя их ДНК, можно сделать новый регуляторный элемент быстрее, чем если ждать, пока не имеющий никаких функций участок мутирует в регуляторную последовательность. — A copy-and-paste gene regulatory network, Regulatory evolution of innate immunity through co-option of endogenous retroviruses.
• Рак. Стволовые клетки рака, они же — опухоль-инициирующие клетки — наиболее агрессивные клетки опухоли, стимулирующие ее рост и образование метастазов. Используя знания о биологии стволовых клеток, ученым удалось запустить в этих клетках мезенхимально-эпителиальный переход. В результате этого процесса клетки становятся более похожими на клетки доброкачественной опухоли эпителиального происхождения. — Activation of PKA leads to mesenchymal-to-epithelial transition and loss of tumor-initiating ability.
• Структурка. Еще одна структурка тримера гликопротеида оболочки вируса — на этот раз ВИЧ-1. — Cryo-EM structure of a native, fully glycosylated, cleaved HIV-1 envelope trimer.
• Клеточная биология. У делящихся бактерий и архей с удвоением ДНК удваивается и экспрессия генов. А вот у дрожжей, когда ДНК удвоилась, но клетка еще не поделилась, экспрессия генов не увеличивается. Она остается постоянной за счет модифицированного гистона H3, которым снабжается свежесинтезированная ДНК. Метка на этом гистоне снижает эффективность транскрипции. — Expression homeostasis during DNA replication.
• Молекулярка. РНК-полимераза бактерий может начинать синтез РНК на разных расстояниях от промотора. Оказывается, где именно начнется транскрипция, определяет особый участок ДНК выше стартовой позиции — дискриминатор. От него зависит точка расположения переднего конца полимеразы, но не заднего. Получается, что полимераза, в зависимости от последовательности этого участка, покрывает собой отрезки ДНК разной длины, что влияет на структуру ДНК и, как следствие, на выбор конкретной точки старта транскрипции. — Multiplexed protein-DNA cross-linking: Scrunching in transcription start site selection.
• Молекулярка. Репарация ДНК — это очень дорого, поэтому клетки стараются использовать ее по минимуму. Например, у бактерий E. coli фермент репарации Ada присутствует в таких мизерных количествах, что в некоторых клетках его не удается обнаружить совсем. В таких клетках активно идет мутагенез, что может быть полезно в определенных обстоятельствах. — Stochastic activation of a DNA damage response causes cell-to-cell mutation rate variation.
• Генетика. Исследование экзомов нескольких тысяч британцев пакистанского происхождения, чьи геномы достаточно сходны и у которых поэтому повышена частота гомозигот с двумя неработающими копиями одного гена. Оказалось, что такие природные нокауты встречаются значительно реже, чем ожидалось, исходя из теоретических расчетов. Из этих данных можно узнать риск возникновения летальной комбинации аллелей. — Health and population effects of rare gene knockouts in adult humans with related parents.
• Рак, молекулярка. У клеток острой лимфобластной лейкемии обнаружены микроделеции участков на границах хроматиновых доменов. Из-за нарушения этих границ может меняться регуляция работы генов, и если в их числе окажутся протооккогены, клетка встанет на путь злокачественного перерождения. — Activation of proto-oncogenes by disruption of chromosome neighborhoods.
• Биология развития, молекулярка. Сочетание прижизненных наблюдений за развитием зародыша мыши, а также методов транскриптомики единичных клеток позволило отследить последовательность молекулярных событий, необходимых для превращения клеток-предшественников в нейроны. — Sequential transcriptional waves direct the differentiation of newborn neurons in the mouse neocortex.
• Рак. С ростом опухоли в ней накапливаются дополнительные мутации, которые могут проявляться в возникновении новых антигенов. Из-за этого клетки опухоли со временем становятся все менее похожими друг на друга. Гетерогенность опухолевых клеток влияет и на эффективность химиотерапии, и на способность иммунной системы пациента противостоять раку. — Clonal neoantigens elicit T cell immunoreactivity and sensitivity to immune checkpoint blockade.