Nature #579 (7800) + онлайны: экзотическая еда, сердечный бит и жадные микобактерии

• Онкология, диета. Большинство научных исследований по изучению опухолей фокусируются на молекулярных мишенях — конкретных рецепторах, лигандах и молекулах. Немного в стороне остается еще одна недооцененная «нутрициологическая» мишень — рацион питания онкопациента. В Nature опубликовали обзор, в котором рассматривают способы «настройки» диеты таким образом, чтобы опухоли получали меньше питательных веществ. — Dietary modifications for enhanced cancer therapy.

• SARS-CoV-2, панголины. В феврале китайские ученые еще только предполагали, что вспышка коронавирусной инфекции связана с панголинами — экзотичными чешуйчатыми млекопитающими. В конце марта эта гипотеза получила подтверждение: у яванских панголин Manis javanica обнаружили две сублинии коронавируса, сходных с SARS-CoV-2. К этому выводу пришли ученые из Гонконга после метагеномного секвенирования образцов. Для замедления дальнейшей передачи инфекции важно прекратить поставку панголин на рынки Юго-Восточной Азии. — Identifying SARS-CoV-2 related coronaviruses in Malayan pangolins, биомолекула: COVID-19: что мы знаем и чего не знаем, 2019-nCoV: очередной коронованный убийца?

• Эпигенетика. После оплодотворения наследуемые родительские эпигеномы подвержены изменениям: существующие структуры перестраиваются, а в зародыше появляются новые топологические домены. Чтобы разобраться с этим процессом, французско-японская команда исследователей изучала геномные взаимодействия на мышиных моделях. В результате удалось выяснить несколько механизмов эпигеномного наследования: неспецифичные перестройки хроматина во время второй волны сборки генома зародыша; аллель-специфическое обогащение метилирования гистона H3 по 27-му лизину; неоднородная инактивация участков родительских хромосом и другие. — Parental-to-embryo switch of chromosome organization in early embryogenesis.

• ИИ, сердечные ритмы. Ученые из Стэнфорда предложили способ оценки сердечной функции с помощью искусственного интеллекта. Программа EchoNet-Dynamic основана на алгоритме машинного обучения и качественно превосходит оценку врачей-экспертов. Программу обучают с помощью эхокардиограмм; в результате EchoNet-Dynamic оценивает динамику выброса крови в отделах сердца и классифицирует возможную сердечную недостаточность у пациентов. — Video-based AI for beat-to-beat assessment of cardiac function, биомолекула: Молекулярные часы нашего сердца.

• Биофизика, транспорт, туберкулез. В совместном исследовании ученые из Нидерландов, США, Швеции и России (да-да, биофизики из МФТИ) выяснили, как возбудителю туберкулеза удается эффективно размножаться. Для поддержания популяции палочкам Коха Mycobacterium tuberculosis необходим витамин В12. Микобактерии активно поглощают В12 с помощью переносчика Rv1819c. Этот белок буквально создает запасы витамина В12 внутри мембраны — криоэлектронный анализ показал наличие крупных полостей, способных вместить несколько молекул витамина. Обилие витамина В12 усиливает патогенез заболевания. «Прожорливый» белок Rv1819c может стать новой мишенью для борьбы с туберкулезом. — A mycobacterial ABC transporter mediates the uptake of hydrophilic compounds, биомолекула: Самособирающиеся пептидные нановолокна в борьбе с туберкулезом.

• Бактерии, транспорт. Вот еще одно исследование, посвященное возбудителям туберкулеза, а конкретно — транспортерам микобактерий. Жизнедеятельность и размножение микобактерий Mycobacterium tuberculosis зависит от присутствия железа. Чтобы обеспечить себя жизненно важным элементом, бактерии отбирают его у клеток хозяина с помощью сидерофоров — небольших органических молекул. Микобактерии выделяют сидерофоры, которые захватывают железо и возвращаются в бактериальную клетку с помощью особых транспортеров. Выяснилось, что для обеспечения бактерий M. tuberculosis железом важен АВС-транспортер IrtAB4. Структурный анализ IrtAB4 показал, что этот белок имеет свои предпочтения: в качестве субстрата IrtAB4 использует сидерофор микобактин. При этом транспортер IrtAB4 способен регулировать количество микобактина, который выделяется в мембрану клетки. Получается, что на вооружении микобактерий используется узкоспециализированный транспортный белок, косвенно поддерживающий популяцию M. tuberculosis. — The ABC exporter IrtAB imports and reduces mycobacterial siderophores.

• Структурка, ДНК. Z-форма ДНК представляет собой левозакрученную, в отличие от привычной правозакрученной, спираль. Международная команда ученых разбиралась с этой малоизученной структурой нуклеиновых кислот. Выяснилось, что Z-ДНК-связывающий белок, представляющий собой сенсор нуклеиновой кислоты, защищает клетку от некоторых вирусов. А мутация в гене, кодирующем этот белок, запускает воспалительные процессы и некроптоз. Такое поведение белка обусловлено специфичными альфа-доменами, которые распознают левозакрученную ДНК. — Z-nucleic-acid sensing triggers ZBP1-dependent necroptosis and inflammation, биомолекула: Структура ДНК.

Science #367 (6485) + онлайны: странствующие онкоклетки, без-РАМ-ные CRISPR системы и падающие помидоры

• Антропология, рацион питания. Древние жители Пиренейского полуострова питались морепродуктами и морскими животными. К такому выводу пришли ученые из Испании и Португалии после анализа отложений осадочных пород в пещере Фигейра-Брава. Неандертальцы, которые обитали на этих территориях 86–106 тысяч лет назад, в основном питались рыбой, крабами и моллюсками, а также кедровыми орехами, морскими птицами и черепахами. Эти результаты расширяют предположения ученых об образе жизни неандертальцев — успешных охотников и рыболовов. — Last Interglacial Iberian Neandertals as fisher-hunter-gatherers.

• Мутации, кроветворение. Соматические мутации, которые клетка приобретает в течение жизненного цикла, могут становится молекулярными «спусковыми крючками» раковых процессов. Исследователи из Великобритании и США оценили влияние мутаций, дрейфа генов и приспособленности клеток крови, взятой у 50 тысяч пациентов. Выяснилось, что основной движущей силой клонального гемопоэза является именно положительный отбор мутаций, а не другие клеточные процессы. При этом риск возникновения мутаций, приводящих к лейкемии, зависит от возраста и типа клональной линии клеток крови. — The evolutionary dynamics and fitness landscape of clonal hematopoiesis, биомолекула: Успех в борьбе с лейкозом: на шаг ближе к клиническому применению геномного редактирования.

• Молекулярка, рак. Циркулирующие опухолевые клетки — подгруппа клеток, которые проникают в кровоток из первичных очагов. Ученые из США и Швейцарии оценили способность таких клеток к образованию метастазов. Опыты на мышиных моделях показали, что при раке молочной железы наблюдается сверхэкспрессия гена RPL15, который кодирует большую субъединицу рибосом. Сверхэкспрессия RPL15 усиливает рост метастазов в большинстве внутренних органов и избирательно усиливает трансляцию других регуляторов клеточного цикла. Терапия, нацеленная на агрессивную подгруппу генов RPL15, может помочь подавлять метастазирование у пациентов с раком молочной железы. — Deregulation of ribosomal protein expression and translation promotes breast cancer metastasis.

• Физиология растений, стресс. Растения в условиях засухи раньше времени теряют цветки и плоды. Выяснилось, что опадание плодов и цветков регулируется пептидными гормонами, а именно фитосульфокином. Этот гормон уже стал известным благодаря своей способности регулировать рост и развитие клеток. Теперь за фитосульфокином закрепилась еще одна роль: во время засухи в его присутствии экспрессируются гидролазы, разрушающие клеточные стенки. В результате в условиях стресса растения (а конкретно — томаты, на которых проводили эксперимент) избавляются от ставших ненужными цветков и плодов. — Peptide signaling for drought-induced tomato flower drop, биомолекула: подборка «Гормоны растений».

• Молекулярка, CRISPR. Генное редактирование с помощью системы CRISPR требует присутствия последовательности РАМ (protospacer adjacent motif), что ограничивает распознавание сайта. Американские исследователи попробовали обойти это ограничение и разработали варианты Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9), которые не требуют присутствия РАМ. Этот эксперимент позволил создать ранее недоступные для редактирования генетические варианты, способные нацеливаться на конкретные участки генома. — Unconstrained genome targeting with near-PAMless engineered CRISPR-Cas9 variants, биомолекула: Просто о сложном: CRISPR/Cas.

• Пандемия. И снова COVID-19. Эту тему уже рассматривали под разным углами зрения, отслеживали графики роста числа заболевших, анализировали распространение вируса на круизном лайнере в качестве эпидемической модели. На этот раз в Science публикуют обзор, который пытается найти ответ на вопрос: какова роль мобильности людей в распространении инфекции и насколько эффективны меры социальной изоляции для сдерживания эпидемии. Для анализа этого вопроса использовали китайский сценарий, а конкретно — меры контроля, которые позволили контролировать распространение инфекции за пределами Уханя. — The effect of human mobility and control measures on the COVID-19 epidemic in China.