Nature #539 (7628) + онлайны: влияние «травки» на митохондрии, качественное отличие мышиного мозга от человеческого, CRISR/Cas9 против серповидноклеточной анемии

• Нейробиология. Передозировка «травки» вызывает амнезию у лабораторных животных и свободных людей. Как оказалось, при этом в нейронах гиппокампа активируются каннабиноидные рецепторы mtCB1, находящиеся не на мембранах самих клеток, а на мембранах их митохондрий. При этом работа митохондрий нарушается. Такая вот неожиданная связь митохондриальных дисфункций и памяти. — A cannabinoid link between mitochondria and memory.
• Нейробиология. С каждым годом появляется всё больше данных о том, что клетки нейроглии — не просто обслуживающий персонал для нейронов. Например, такие элементы нейроглии, как астроциты, могут модулировать активность нервных клеток. Это недавно ещё раз показали и уточнили на примере дрозофилы. Ряд нейронов этой мушки выделяет сигнальные пептиды тирамин и октопамин. Их воспринимают астроциты, в них изменяется концентрация ионов кальция, и, как следствие, из астроцитов «выливается» ряд нейромедиаторов. Это, в свою очередь, снижает активность близлежащих нейронов, выделяющих дофамин, вплоть до их полного «выключения». — Neuromodulators signal through astrocytes to alter neural circuit activity and behaviour.
• Клеточная биология. Клетки, которые подвергаются апоптозу, влияют на своих соседок. Задача фагоцитов — уничтожить апоптотические клетки, чтобы восстановить гомеостаз тканей. Оказывается, разные популяции фагоцитов, в ответ на избавление от апоптотических клеток начинают выполнять совершенно разные функции, и у каждого фагоцита в геноме есть метки, позволяющие выяснить, что он будет делать, если рядом апоптоз. — Different tissue phagocytes sample apoptotic cells to direct distinct homeostasis programs.
• Физиология, биохимия. Неполадки в работе митохондрий существенно влияют на физиологию целого организма, но вот вопрос: кто управляет функционированием митохондрий? В недавних исследованиях гладкомышечной ткани сосудов выяснилось, что одна из молекул-модуляторов митохондриальной активности — это нетипичный кадгерин Fat1. Он тормозит дыхание митохондрий, и клетки с «выключенным» геном этого белка потребляют кислорода больше прочих, да и растут быстрее остальных. — Control of mitochondrial function and cell growth by the atypical cadherin Fat1, Cell biology: A mitochondrial brake on vascular repair.
• Иммунология, рак. Опухоли могут быть резистентны к иммунотерапии, позволяющей находить клетки со «сломанным» клеточным циклом. Чтобы лишить их резистентности, можно подействовать на киназу PI3Kγ в миелоидных клетках — предшественницах макрофагов и других «бойцов» иммунной системы. — Overcoming resistance to checkpoint blockade therapy by targeting PI3Kγ in myeloid cells.
• Нейробиология. Остеокрин — пептид, который у мышей и многих других млекопитающих контролирует развитие скелета и мышц. Оказалось, что у приматов ген этого пептида активно экспрессируется в нервных тканях, особенно при образовании синапсов — то есть, по сути, при запоминании. Вероятно, это одно из качественных отличий людей от других животных, позволившее нам стать существенно умнее. — Evolution of Osteocrin as an activity-regulated factor in the primate brain, Evolution: Genomic remodelling in the primate brain.
• Медицина, ВИЧ. На макаках опробовали комбинированный способ терапии вируса иммунодефицита — правда, не человеческого, а обезьяньего. Сначала инфицированных макак полгода подвергали стандартной антиретровирусной терапии. Затем части из них дали экспериментальную вакцину Ad26/MVA, другой — ту же вакцину плюс иммуностимулятор TLR7. Контрольная группа не получала таких препаратов. У животных, которым давали только вакцину, изначальное число вирусных частиц (как до терапии) восстанавливалось быстрее. А у трёх из девяти обезьян, получавших комбинированное лечение, обнаружить следы вируса уже после окончания терапии вовсе не удалось. Это впечатляющий результат. — Ad26/MVA Therapeutic Vaccination with TLR7 Stimulation in SIV-Infected Rhesus Monkeys.
• Нейробиология, нейроинтерфейсы, медицина. Для макак-резусов с повреждением спинного мозга, в результате которого одна из задних лап у каждой стала неуправляемой, создали интерфейс «мозг-компьютер», который позволил этим животным снова нормально ходить. Электроды в моторной коре каждого животного связаны с нервами, управляющими движением мышц парализованной ноги. Обезьяна «думает» о движении, компьютер обрабатывает её «мысли» и передаёт управляющим нервам. С нейроинтерфейсом подопытные начали нормально ходить без предварительной тренировки уже на шестой день после повреждения спинного мозга. — A brain—spine interface alleviating gait deficits after spinal cord injury in primates, Spinal-cord injury: Neural interfaces take another step forward.
• Медицина, методы. Калифорнийские учёные провели доклинические исследования «исправления» генов бета-глобина с помощью CRISR/Cas9. Если и клинические исследования пройдут успешно, то с помощью этого метода можно будет лечить серповидноклеточную анемию и бета-талассемию. — CRISPR/Cas9 β-globin gene targeting in human haematopoietic stem cells.
• Иммунология. Бывают фагоциты-профессионалы и фагоциты-«любители». К первым относятся макрофаги, ко вторым — эпителиальные клетки. Как водится, более квалифицированные руководят теми, кто может чуть меньше. Макрофаги определяют, что именно будут фагоцитировать непрофессиональные фагоциты. Влияние осуществляется через выделение микровезикул и инсулиноподобного фактора роста. — Macrophages redirect phagocytosis by non-professional phagocytes and influence inflammation.
• Иммунология, медицина. Очередная довольно успешная попытка справиться с вирусом Зика. Мышей, заражённых этим организмом, лечили моноклональными антителами, полученными от инфицированных людей. Судя по всему, эти антитела не только подавляют размножение вируса, но и блокируют его передачу от матери к плоду. — Neutralizing human antibodies prevent Zika virus replication and fetal disease in mice.
• Клеточная биология, биохимия. Серин-треониновая протеинкиназа, взаимодействующая с рецепторами (RIPK1), выполняет множество функций и так важна, что мыши с её «выключенным» геном не доживают даже до рождения. Оказывается, этот фермент во время эмбрионального развития организма подавляет смерть клеток (некроптоз), вызванную активностью ZBP1. Механизм этого подавления теперь известен и описан в двух новых статьях журнала Nature. — RIPK1 counteracts ZBP1-mediated necroptosis to inhibit inflammation, RIPK1 inhibits ZBP1-driven necroptosis during development.

Science #354 (6313) + онлайны: прокажённые белки, радиационноустойчивые мыши и щекотливые крысы

• Биодизайн. Зная, какая последовательность аминокислот в полипептиде приводит к тому, что он укладывается в амилоидные структуры, учёные синтезировали цепочку из нескольких аминокислот и «применили» её к молекуле рецептора фактора роста эндотелия сосудов VEGFR2. В тех клетках, где этот фактор был активен, появление амилоидогенной последовательности приводило к образованию соответствующих бляшек. Так что дело не в токсичности самой последовательности аминокислот, а в значимости белка, потенциально способного принять амилоидную конфигурацию, для клетки. — De novo design of a biologically active amyloid.
• Медицина, вирусология, грипп. Год рождения человека влияет на его устойчивость к гриппу. Например, рождённые до 1968-го наиболее устойчивы к вирусам групп H1, H2 и H5. Те, кто появился на свет позже, реже тяжело болеют при инфицировании H3 и H7. Дело, конечно, не в астрологии, а в том, что со временем распространённость вирусов указанных групп менялась. Тот вирус, который заразил человека в детстве, позволяет организму больного «запомнить» свой гемагглютинин (это то, что скрывается под буквой H в названии любого вируса гриппа). В результате человек становится более устойчивым к данному штамму, а также к близким по строению гемпгглютинина вирусам. — Potent protection against H5N1 and H7N9 influenza via childhood hemagglutinin imprinting. См. также: Объяснена различная вирулентность вирусов гриппа — возбудителей «испанки».
• Зоология, микробиология, инфекции. Шотландские белки, а также белки других районов Соединённого королевства, заражены бактериями-возбудителями проказы Mycobacterium lepromatosis и Mycobacterium leprae. Грызуны являются не просто носителями этих микроорганизмов: судя по внешнему виду заражённых белок, они страдают от проказы. История очень странная, потому что проказой болеют только люди (ну и девятипоясные броненосцы, которых, судя по всему, заразил человек), а в Великобритании случаи болезни не фиксировали уже несколько веков. Белочек жалко в любом случае. — Red squirrels in the British Isles are infected with leprosy bacilli.
• Нейробиология. У крыс тоже бывает щекотка! Но только если у них нормальное, не тревожное, настроение. За ощущение щекотки отвечает участок соматосенсорной коры, воспринимающей сигналы от туловища. Электростимуляция той же зоны коры дала аналогичную поведенческую реакцию. А именно, животные издавали негромкие звуки и совершали действия, которые обычно наблюдаются во время игры с сородичами. — Neural correlates of ticklishness in the rat somatosensory cortex.
• Радиобиология, генная инженерия. Мыши, лишенные белка AIM2, устойчивы к действию ионизирующего излучения. Этот белок запускает иммунный ответ, если обнаруживает в клетке чужеродную ДНК или, судя по результатам данного исследования, находит повреждения ДНК, вызванные радиацией. Иммунный ответ приводит к уничтожению поражённых клеток. Соответственно, когда AIM2 нет или он неактивен, облучённые клетки не уничтожаются. Благодаря этому такие симптомы лучевой болезни, как недостаток гемопоэтических клеток, не наблюдаются. — The DNA-sensing AIM2 inflammasome controls radiation-induced cell death and tissue injury.
• Эпидемиология, микробиология. У 5-10% больных наследственным заболеванием — муковисцидозом — находят микобактерию Mycobacterium abscessus. Она устойчива ко многим антибиотикам и распространяется от одного центра по лечению кистозного фиброза к другому из страны в страну. Судя по всему, пациенты заражаются ей именно друг от друга, а не «хватают» её где-то в окружающем больницу мире. Что делать с этой микобактерией, не понятно. — Emergence and spread of a human-transmissible multidrug-resistant nontuberculous mycobacterium, Study suggests hidden epidemic in CF patients.
• Нейробиология. Ещё одна статья о важности сигналов, подаваемых клетками нейроглии. В спинном мозге тоже есть долговременная потенциация, как и в гиппокампе и некоторых других регионах головного мозга. Только она осуществляется за счёт деятельности нейроглии, а не нейронов, и обеспечивает не запоминание информации, а помогает боли разойтись шире по организму. Долговременная потенциация в спинном мозге распространяется за счёт спинномозговой жидкости. Это очень неожиданные и необычные сведения о пластичности нейронов, и если они подтвердятся, то и «фундаментальщики», и те, кто работает с хроническими болевыми синдромами, получает огромное количество новой полезной информации. — Gliogenic LTP spreads widely in nociceptive pathways, How the body learns to hurt.
• Вирусология. Исследователи показали, что клетки мышей, людей, обезьян и комаров, инфицированные вирусом Зика, вырабатывают так называемую субгеномную флавивирусную РНК (sfRNA). Подобные молекулы образуются при инфицировании клеток другими флавивирусами, родственными этому — например, вирусами клещевого энцефалита и жёлтой лихорадки. Та структура, что отвечает за образование sfRNA, имеет весьма похожее строение у всех флавивирусов. Если её нейтрализовать, вирус становится менее устойчивым к действию экзонуклеаз — ферментов, разлагающих РНК. Так что «выключение» образования sfRNA потенциально поможет бороться с вирусом Зика. — Zika virus produces noncoding RNAs using a multi-pseudoknot structure that confounds a cellular exonuclease.