Nature #539 (7629) + онлайны: новые применения CRISPR, структуры рибосвитчей, влияние матрикса на структуру органоидов

• Биоинженерия. Главная новость в Nature на этой неделе — первый случай редактирования генома взрослого человека. С помощью CRISPR китайские ученые дезактивировали ген PD-1 в иммунных клетках добровольца с тяжелой формой рака легких. Ген PD-1 подавляет способность иммунных клеток противостоять раку. Клетки с отредактированным геномом, как надеются исследователи, помогут пациенту бороться с болезнью. — CRISPR gene-editing tested in a person for the first time. См. также: Хороший, плохой, злой, или Как разозлить лимфоциты и уничтожить опухоль, Лечение Джимми Картера.
• Наука и общество. Спецвыпуск Nature посвящен международным научным коллаборациям. Из материалов можно узнать, какие страны и университеты сотрудничают чаще всего, и какие коллаборации оказываются самыми плодотворными. — Nature Index 2016 Collaborations, How they stack up, Science superpowers find common ground, Old bonds and elemental connections, Applying local knowledge, Closing the channel of opportunity, Nature Index 2016 Collaboration Tables.
• Нейробиология. Обзор работ посвященных влиянию тетрагидроканабинола — основного действующего вещества марихуаны — на дофаминовую систему. Большие единичные дозы усиливают активность дофаминовой системы, а регулярное употребление, наоборот, ослабляют ее работу. — The effects of Δ⁹-tetrahydrocannabinol on the dopamine system.
• Молекулярка. Рибо-переключатели (также известные как рибосвитчи) — некодирующие элементы мРНК, которые влияют на ее активность. Изменения происходят, когда с рибо-переключателем связывается определенная молекула-лиганд. С помощью серийной кристаллографии ученым удалось в деталях проследить процесс связывания одного из рибо-переключателей с его лигандом — аденином, — а также увидеть, какие изменения в структуре РНК происходят после связывания. — Structures of riboswitch RNA reaction states by mix-and-inject XFEL serial crystallography.
• Структурка. Раньше у нас были только структуры свободной РНК-полимеразы I, а теперь мы знаем, как она выглядит в рабочем состоянии — во время транскрипции рибосомальных генов. — Structure of RNA polymerase I transcribing ribosomal DNA genes.
• Структурка. Селеноцистеин встраивается в растущий пептид, если кодон UGA появляется в мРНК перед шпилькой. Модифицированную аминокислоту должна принести специальная тРНК, а для ее успешного встраивания необходим транскрипционный фактор SelB. Набор из шести структур, полученных исследователями, показывает, как взаимодействуют между собой молекулы, необходимые для встраивания селеноцистеина в пептид. — The pathway to GTPase activation of elongation factor SelB on the ribosome.
• Структурка. Структурка рецептора тетрагидроканабинола — уже упомянутого активного компонента марихуаны. — High-resolution crystal structure of the human CB1 cannabinoid receptor.
• Биоинженерия. Редактирование генома in vivo с помощью CRISPR успешно применили, чтобы вылечить деградацию сетчатки у крыс. — In vivo genome editing via CRISPR/Cas9 mediated homology-independent targeted integration.
• Молекулярка. С помощью флуоресцентной микроскопии ученым удалось понаблюдать за перемещениями белков MutS и MutL, участвующих в репарации неспаренных оснований в ДНК E.coli. — DNA repair: Clamping down on copy errors, Cascading MutS and MutL sliding clamps control DNA diffusion to activate mismatch repair.
• Биоинженерия. Органоиды — миниатюрные модели органов, помогающие исследовать их развитие. Структура органоидов во многом определяется свойствами подложки, на которой выращивают стволовые клетки. Ученые из Нидерландов и Швейцарии продемонстрировали, что на разных стадиях развития органоида важны разные компоненты внеклеточного матрикса. — Designer matrices for intestinal stem cell and organoid culture.
• Молекулярка. Малые регуляторные РНК указывают, какие РНК нужно дезактивировать. Обычно малые регуляторные РНК образуются в результате работе фермента Dicer, нарезающего на кусочки двухцепочечные молекулы РНК. Но регуляторные РНК группы PIWI, дезактивирующие транспозоны в гонадах животных, возникают совсем по-другому — их 5’-конец формирует белок Zucchini, а 3’-конец может образовываться двумя способами с участием разных белков. — Genetic and mechanistic diversity of piRNA 3'-end formation.
• Молекулярка. Белковые домены группы PAS распознают множество лигандов, а также реагировать на свет или изменения редокс потенциала. Но оказалось, что этим набором возможности разносторонних доменов не ограничиваются, и они могут обладать еще и ферментативной активностью. — An oxidative N-demethylase reveals PAS transition from ubiquitous sensor to enzyme.

Science #354 (6314) + онлайны: термометры растений, искусственная фиксация углекислого газа и новая метилтрансфераза

• Молекулярка, физиология растений. Метаболон — это комплекс ферментов, собирающихся в определенной локации для работы в общем метаболическом пути. Метаболон может как работать постоянно, так и собираться при необходимости. В новой работе описывается метаболон для синтеза сигнальных молекул, который собирается в клетках растения сорго, когда его пытаются съесть. — Plant metabolons assembled on demand, Characterization of a dynamic metabolon producing the defense compound dhurrin in sorghum.
• Биоинженерия. Биоинженеры использовали ферменты фиксации углекислого газа из девяти организмов (в том числе, искусственно модифицированные), чтобы добиться увеличения эффективности этого процесса в пять раз, по сравнению с природными системами. — Fixing carbon, unnaturally, A synthetic pathway for the fixation of carbon dioxide in vitro.
• Молекулярка, физиология растений. Многие растения очень чувствительны к температуре окружающей среды и способны различать изменения вплоть до одного градуса по Цельсию. Такое точное знание температуры важно для растения, к примеру, чтобы определиться со временем цветения. В двух новых работах установлено, что сенсорами температуры у растений работают пигменты фитохромы. — Light-sensing phytochromes feel the heat, Phytochrome B integrates light and temperature signals in Arabidopsis, Phytochromes function as thermosensors in Arabidopsis.
• Нейробиология. Нервную систему, отвечающую за бессознательную регуляцию работы органов, традиционно делят на симпатическую и парасимпатическую. Первая активна при ответах на стресс, а вторая — когда все спокойно. Однако новая работа демонстрирует, что крестцовые преганглионарные нейроны, которые всегда считали парасимпатическими, не отличаются по фенотипическим или онтогенетическим признакам от нейронов грудно-поясничного отдела, участвующих в симпатической регуляции. — Neural circuitry gets rewired, The sacral autonomic outflow is sympathetic.
• Физиология растений. Растения рассеивают избыток энергии в виде тепла, когда становится слишком светло, а когда освещение слабеет, они отключают эти защитные механизмы. Биоинженерам из США и Польши удалось повысить продуктивность образования биомассы в растениях с модифицированной системой адаптации к освещению. Адаптация к изменениям освещения у таких растений происходит быстрее. — Improving photosynthesis and crop productivity by accelerating recovery from photoprotection.
• Нейробиология, органическая химия. Природный батрахотоксин лягушек древолазов активирует потенциал-зависимые натриевые каналы. А зеркальная копия этой молекулы, как оказалось, наоборот, блокирует работу этих рецепторов. — Asymmetric synthesis of batrachotoxin: Enantiomeric toxins show functional divergence against Na_V.
• Нейробиология, молекулярка. Нейрофибриллярные клубки — скопления тау-белка, образующиеся при болезни Альцгеймера — могут оказывать разные эффекты на состояние нервной системы. В частности, фосфорилирование этого белка по 205-му остатку треонина действует благоприятно, подавляя токсичность амилоидных бляшек. — Site-specific phosphorylation of tau inhibits amyloid-β toxicity in Alzheimer’s mice.
• Молекулярка. У мышей обнаружили новую метилтрансферазу, подавляюшую активность эволюционно молодых транспозонов в половых клетках самцов. — The DNA methyltransferase DNMT3C protects male germ cells from transposon activity.