SciNat за март 2017 #2: дизайнерские хромосомы для дрожжей, антибиотики неандертальцев, гормон насыщения из костей

  • 76
  • 0,2
  • 0
  • 0
Добавить в избранное

На обложке нового номера Science художественный образ хромосом дрожжей, создаваемых учёными едва ли не с нуля. Генный материал этих эукариот будет оптимизирован для всевозможных модификаций и последующего получения из ГМ-дрожжей необходимых веществ. На получившиеся хромосомы можно поближе посмотреть тут.

На этой неделе в Nature и Science много интересных статей с новыми сведениями о ДНК. Бесспорный хит — создание синтетических хромосом для дрожжей, нужное для того, чтобы гены этих дрожжей легко было настраивать под нужды биотехнологов. Кроме того, научились воссоздавать трёхмерную структуру генома по срезам клеточного ядра, а ДНК из зубного налёта на черепах неандертальцев подсказала, что они могли принимать пенициллин и аналог аспирина. Кроме того, мы кое-что узнаем о том, как скаты воспринимают электричество, и почему мыши чувствуют зуд, глядя на чешущихся собратьев.

Nature #543 (7644) + онлайны: трёхмерная организация генома, миграция в Австралию, самолечение неандертальцев, гормон насыщения из костей

  • Нейробиология, физиология. Учёные выяснили, за счёт чего акулы и скаты чувствуют электричество, а мы нет. Дело в том, что у этих рыб через мембраны чувствительных клеток ампул Лоренцини проходит постоянный поток ионов. Он создаётся скоординированной работой двух транспортных белков: один из них, ионный канал CaV1.3, закачивает в клетку ионы кальция, другой, калиевый канал ВК, — выводит из неё калий. В результате на мембране возникает осциллирующее напряжение, колебания которого очень чувствительны к воздействию внешних электромагнитных полей. У нас такого нет. — Molecular basis of ancestral vertebrate electroreception.
  • Палеонтология, биохимия. Углеводороды стероидного строения, они же стераны — признак того, что на этом месте когда-то присутствовали стерины. А сложные стерины — эксклюзив эукариотических клеток, именно там их много. Для синтеза сложных стеринов нужен кислород. Поэтому обнаружение следов стеранов в осадочных породах сигнализирует о наличии эукариот и интенсивных аэробных процессов у них. В результате новых оценок стало понятно, что активное использование кислорода эукариотами началось около 2,31 миллиарда лет назад, одновременно с Кислородной катастрофой. Притом эукариоты и прокариоты обменивались нужными для этого генами путём горизонтального переноса. — Paleoproterozoic sterol biosynthesis and the rise of oxygen.
  • Рак, иммунология. Против опухолей можно обратить как врождённый иммунитет, так и приобретённый. В случае одного из подтипов рака груди есть возможность использовать макрофаги. Для этого их нужно фармакологически модифицировать, а именно применить TMP195, первый селективный ингибитор деацетилазы гистонов IIa класса. Это изменяет микроокружение опухоли и задерживает метастазирование в лёгкие. — Class IIa HDAC inhibition reduces breast tumours and metastases through anti-tumour macrophages.
  • Генетика, молекулярка, методы. Теперь организацию генома в ядре, а также места контактов между ДНК и хроматином можно определять в трёхмерных структурах. Метод основан на секвенировании ДНК множества срезов клеточного ядра. — Complex multi-enhancer contacts captured by genome architecture mapping.
  • Антропология, генетика. Анализ 111 митохондриальных геномов австралийских аборигенов (ДНК получили из их волос) показал, что люди мигрировали на этот континент быстро. Они шли по западному и восточному побережью материка, а южной его части они достигли 45–49 тысяч лет назад. Уже после этого появились такие существенные региональные различия, какие мы можем наблюдать у представителей австралийских племён сейчас. — Aboriginal mitogenomes reveal 50,000 years of regionalism in Australia. См. также: Скандалы, интриги, расследования: с какими гоминидами спали наши предки?
  • Физиология, стволовые клетки. Эпителий тонкого кишечника обновляется за 4–5 дней. Стволовые клетки Lgr5+CBC, обеспечивающие это обновление, находятся среди полностью дифференцированных клеток Панета. Содержать вместе дифференцированные и недифференцированные клетки в кишечном эпителии позволяет разница в клеточном дыхании: у Lgr5+ CBC очень активны митохондрии и, как следствие, окислительное фосфорилирование, а у клеток Панета — гликолиз. Окислительное фосфорилирование активирует фермент p38 MAPK, и это необходимо для созревания стволовых клеток тонкого кишечника. — Interplay between metabolic identities in the intestinal crypt supports stem cell function.
  • Палеоантропология, генетика. В зубном налёте неандертальцев из испанской пещеры Эль-Сидрон обнаружили пенициллин и салициловую кислоту. Вероятно, это означает, что представители этого вида людей использовали антибиотики и обезболивающие задолго до нас. А кроме того, часть из них была вегетарианцами. Чего-то существенного мы о них не знаем, видимо. — Neanderthal behaviour, diet, and disease inferred from ancient DNA in dental calculus.
  • Генетика, эволюция. В геноме человека около 350 круппель-белков цинкового пальца (Krüppel-associated box (KRAB) domain-containing zinc-finger proteins, KZFP). Функции многих из них неизвестны, но для некоторых показано, что они подавляют активность транспозонов в эмбриональных стволовых клетках. Оказалось, что гены KZFP впервые появляются у общего предка четвероногих и целакантов. Притом большинство транспозонов, на которые направлено действие KZFP, потеряло свою мобильность. Тем не менее, эти белки и транспозоны образуют эффективную сеть эпигенетической регуляции. — KRAB zinc-finger proteins contribute to the evolution of gene regulatory networks. См. также: Разнообразия много не бывает: чем занимаются мобильные элементы генома в мозге.
  • Физиология. Сигналы о насыщении могут выделяться и из костей! При определённом содержании питательных веществ в крови мышей из их костей выделяется гликопротеин липокалин 2 (LCN2). Он связывается с рецепторами нейронов «центра насыщения» в гипоталамусе и таким образом подавляет аппетит. Это первый известный гормон насыщения из костей. — MC4R-dependent suppression of appetite by bone-derived lipocalin 2, Physiology: Bone-derived hormone suppresses appetite.
  • Молекулярка. Ответ клетки на гипоксию обусловливается тем, что один белок (CITED2) «выбивает» другой (HIF-1α) с сайта связывания с третьим (TAZ1). Мутация в гене CITED2 приводит к тому, что клетки становятся гораздо более устойчивы к низкой концентрации кислорода. — Hypersensitive termination of the hypoxic response by a disordered protein switch, Molecular biology: A hidden competitive advantage of disorder.
  • Экология, антропология. Компьютерное моделирование и современные карты показали, как экология повлияла на маршруты Великого шёлкового пути. — Nomadic ecology shaped the highland geography of Asia's Silk Roads, Archaeology: Digital maps illuminate ancient trade routes.

Science #355 (6329) + онлайны: дизайнерские хромосомы для дрожжей, заразный зуд и молочные железы мышей

  • Иммунология. PD-1 — молекула на поверхности иммунных клеток, рецептор. Предполагали, что он подавляет активацию T-клеток за счёт дефосфорилирования T-клеточных рецепторов. Но оказалось, что PD-1 «предпочитает» воздействовать (посредством фосфатазы Shp2) на другую сигнальную молекулу — CD28. А если заблокировать PD-1, то активация CD28 будет обязательна для пролиферации CD8 T-клеток. — T cell costimulatory receptor CD28 is a primary target for PD-1-mediated inhibition, Rescue of exhausted CD8 T cells by PD-1-targeted therapies is CD28-dependent.
  • Биология развития, стволовые клетки. Чтобы поддерживать в форме нишу стволовых клеток молочной железы (у мышей), требуется активация Gli2, главного транскрипционного эффектора пути Hedgehog. Ниша стволовых клеток — это микроокружение, в котором они живут. В случае молочной железы она должна, с одной стороны, поддерживать популяцию стволовых клеток, а с другой — отвечать на гормональные сигналы во время полового созревания. — Stromal Gli2 activity coordinates a niche signaling program for mammary epithelial stem cells.
  • Нейробиология, физиология. Мышам тоже хочется почесаться, когда они видят, как чешется кто-то другой. За это желание отвечает супрахиазматическое ядро гипоталамуса, а ощущение передаёт гастрин-рилизинг-пептид, рецепторы к которому находятся в этом ядре. — Molecular and neural basis of contagious itch behavior in mice.
  • Молекулярка. Белок Polycomb repressive complex 1 (PRC1) подавляет гомеозисные гены, что важно для правильного развития организма, в частности, главной оси тела. Учёные определили механизм этого подавления. — Mutation of a nucleosome compaction region disrupts Polycomb-mediated axial patterning.
  • Биоинженерия, генетика, биотехнологии. Спецвыпуск Science на этой неделе посвящён дрожжам. И не простым, а оптимизированным для модификации их генов. Команды из нескольких исследовательских лабораторий собирают полностью искусственные хромосомы. Их у дрожжей в оригинале 16, но планируют собрать и дополнительную, 17-ю. Треть работы уже проделана. Это сильный замах, ведь до того смогли оптимизировать только геном одной бактерии, а он гораздо проще, чем у эукариот. — Building on nature's design. См. также: Синтетическая хромосома.

Комментарии

Вас также может заинтересовать