https://www.dia-m.ru/news/ekstratsellyulyarnye-matriksy-ot-abw/?utm_source=biomol&utm_campaign=banner_up_171122
Подписаться
Оглавление

Содержание

  1. Пищевое поведение
    1. Информация об объемах физической активности для сжигания калорий не снизила спрос на высококалорийную пищу
  2. Нейробиология
    1. Новые данные о регенерации сенсорных нейронов (пока у мышей)
    2. Смещение рН внутри нейронов гиппокампа связали с депрессивно-подобным состоянием у крыс
  3. Технологии
    1. Генетическое МАЧЕТЕ позволит изучить роль крупных хромосомных мутаций при раке
  4. Биоразнообразие
    1. Сохранение видового разнообразия акул требует принятия новых мер защиты и контроля
  5. Онкогенез
    1. Плюс один: удлинение теломер в раковых клетках определяется не одной, а двумя мутациями
  6. Вакцины
    1. Иммунный ответ на введение первой и второй доз мРНК-вакцин неодинаков
  7. Вирусы
    1. Устойчивость коронавируса к нирматрелвиру реальна
  8. Микробиология
    1. Грибы Candida вызывают заболевания посредством изменения липидного статуса клеток хозяина
    2. Новая потенциальная мишень для борьбы с инфекционными агентами ЖКТ человека
Биомолекула

SciNat за ноябрь 2022 #2: регенерация сенсорных нейронов, генетическое мачете и не одна, а две мутации «бессмертных» раковых клеток

SciNat за ноябрь 2022 #2: регенерация сенсорных нейронов, генетическое мачете и не одна, а две мутации «бессмертных» раковых клеток

  • 235
  • 0,0
  • 0
  • 2
Добавить в избранное print
Дайджест

С обложки нового выпуска Nature на читателя смотрят барашки, пасущиеся на лугу. Ограничение их доступа на луг, как и внесение удобрений снижает видовое разнообразие лугов. А всё из-за возрастания конкуренции растений за свет. Чтобы устранить затенение низкорослых видов более высокими, ученые расставили осветительные лампы близко к уровню земли. Приближение света к растениям компенсировало его недостаток и помогло поддержать видовое разнообразие. Исследователи заключили, что пастбищные животные могут защитить биоразнообразие на лугах за счет снижения роста высоких растений. — Light competition drives herbivore and nutrient effects on plant diversity.

Выпуски Nature, Science и содружественных журналов пестрят новостями о регенерации нервных клеток, новых техниках генетического редактирования, молекулярных основах «бессмертия» раковых клеток. Также со страниц журналов ученые призывают защитить морских животных, помнить о высокой скорости мутаций у коронавируса и знать о возможностях патогенных микроорганизмов, которые ближе, чем кажется. Приятного чтения!

Пищевое поведение

Информация об объемах физической активности для сжигания калорий не снизила спрос на высококалорийную пищу

Исследование от британских ученых — специалисты из Кембриджского и Оксфордского университетов заинтересовались, влияет ли информация об объемах физической активности, которую придется затратить для снижения калорий, на покупку блюд в кафетериях. В Великобритании люди часто едят вне дома, в том числе в кафетериях на работе, и выбирают более калорийные блюда в сравнении с домашней едой. В качестве меры для борьбы с ожирением предложили маркировка продуктов этикетками с указанием физических затрат, эквивалентных полученной с продуктом энергии.

В исследование включили 10 кафетериев. До эксперимента собрали данные о продажах в них, когда этикетки содержали только название и цену продукта. Затем добавили информацию о калорийности пищи или напитка и длительности ходьбы, необходимой для расходования такого количества энергии, после чего подсчитали продажи и энергетическую составляющую приобретенных продуктов.

Результаты показали: внедрение таких этикеток не повлияло на выбор покупателей. Однако этот показатель варьировал между разными кафетериями. Так, в одном них стали покупать товары, энергетическая ценность которых была ниже на 161 ккал, в другом — энергетическая ценность покупки возросла на 69 ккал, в пяти кафетериях существенных изменений не произошло. По мнению авторов работы, эффективность внедрения этикеток могла зависеть от других факторов, например, от типа продуктов питания, продаваемых в кафетерии, или целевой аудитории покупателей. — Evaluation of physical activity calorie equivalent (PACE) labels’ impact on energy purchased in cafeterias: A stepped-wedge randomised controlled trial, «Биомолекула»: «Нутригеронтология: питание vs. старение».

Нейробиология

Новые данные о регенерации сенсорных нейронов (пока у мышей)

Исследователи из Сорбоннского университета обнаружили пул стволовых клеток в ганглиях, принадлежащих задним корешкам спинного мозга мышей. Сочетая эксперименты на мышах и клеточных линиях, ученые установили, что стволовые клетки находились среди популяции сателлитной глии, заполняющей пространство между телами сенсорных нейронов в ганглиях.

При нормальных физиологических условиях стволовые клетки давали начало клеткам глии. Однако в ответ на повреждение сенсорного нерва они генерировали новые нейроны в дополнение к сателлитной глии.

По словам авторов работы, потенциальный источник нейронов для замены утраченных из-за травмы, инфекции, действия химических веществ, мог бы расширить возможности для разработки терапии при повреждении периферической нервной системы. Однако также ученые отметили — необходимо продолжить исследования, чтобы узнать, существуют ли подобные стволовые клетки у людей и как их можно их использовать для регенерации сенсорных нейронов у пациентов с невропатией. — Satellite glia of the adult dorsal root ganglia harbor stem cells that yield glia in physiological conditions and neurons in response to injury, «Биомолекула»: «Регенерация на кончиках пальцев».

Смещение рН внутри нейронов гиппокампа связали с депрессивно-подобным состоянием у крыс

В новой работе китайские ученые обратили внимание на то, что хронический стресс, который провоцировал развитие депрессивно-подобного поведения у крыс, приводил к изменению среды (рН) внутри нейронов гиппокампа.

Изменение внутриклеточного гомеостаза, как и поведение животных, было связано с нарушением синтеза изоформы Na/H-обменника в мембране нейронов (NHE1) гиппокампа. Нокдаун гена, кодирующего изоформу нейронов СА1-региона гиппокампа крыс, был ассоциирован с подкислением среды внутри клеток, утратой ими дендритов и изменением синаптической передачи импульсов. Грызуны со сниженной экспрессией NHE1 оказались высоко восприимчивы к воздействию стрессовых факторов.

Дефицит NHE1 вызывал активность убиквитинлигазы, которая присоединяла убиквитиновые метки к молекулам обменника, приводящим к их деградации в протеасомах.

По мнению исследователей, описанный ими молекулярный механизм проясняет, как изменяется нейропластичность при депрессии, а также открывает новое направление для разработки терапии этого состояния. — Stress-induced reduction of Na+/H+ exchanger isoform 1 promotes maladaptation of neuroplasticity and exacerbates depressive behaviors, «Биомолекула»: „Депрессивные“ гены и „грустный“ мозг: где, как и почему возникает депрессия, «Лекарство от депрессии: как электричество разгоняет тоску».

Технологии

Генетическое МАЧЕТЕ позволит изучить роль крупных хромосомных мутаций при раке

Тем временем, исследователи из онкологического центра имени Слоуна—Кеттеринга разработали новый инструмент редактирования генов и с его помощью изучили онкоэффект делеции 21 хромосомы.

Предложенная техника позволяет выделить целевые участки генетического материала, затронутые мутациями при раке и других заболеваниях человека. Он основан на методе CRISPR. А название MACHETE расшифровывается как «молекулярное изменение хромосом при помощи спроектированных тандемных элементов» (Molecular Alteration of Chromosomes with Engineered Tandem Elements).

Использовав этот метод, авторы изучили последствия утраты участка (делеции) на коротком плече 21 хромосомы (9p21.3). Влияние такого изменения частично определяется нарушением экспрессии супрессора опухоли. В то же время, ученые сфокусировались на факте, что здесь же расположен кластер генов интерферона (IFN) I типа. В мышиной модели рака поджелудочной железы такая мутация способствовала избеганию иммунных реакций раковыми клетками и их устойчивости к иммунотерапии, а также метастазированию. Оказалось, что лежащее в основе нарушение передачи сигналов IFN I типа в микроокружении опухоли приводило к значительному изменению в инфильтрирующих иммунных клетках и выходу из-под контроля CD8+ Т-клеток.

Авторы отметили: они не хотели, чтобы внимание заинтересованной аудитории было смещено к названию технологии. Более важным результатом, на их взгляд, выступает изученный эффект хромосомной делеции, который включает подавление опухоли как внутри, так и вне клетки, что закладывает основу для исследования крупных делеций при раке. — MACHETE identifies interferon-encompassing chromosome 9p21.3 deletions as mediators of immune evasion and metastasis, «Биомолекула»: «Просто о сложном: CRISPR/​Cas», «CRISPR-эпопея и ее герои», «Новые друзья CRISPR/​CAS».

Биоразнообразие

Сохранение видового разнообразия акул требует принятия новых мер защиты и контроля

Попытки оценить состояние сухопутных систем выявили в них утрату видов и снижение генетического разнообразия. В новой работе ученые из Испании, Канады и США отследили тенденции в изменении морских сообществ. Для этого они проанализировали категории и критерии Красного списка Международного союза охраны природы (МСОП), которые позволяют оценить ежегодный риск исчезновения видов, и рассчитали индекс Красного списка (Red List Index, RLI) для тунцов, рыб из семейств Марлиновые и Мечерылые, а также акул. Учитывая промысловое значение этих рыб, ученые также оценили вызванное отловом давление.

В течение 58 лет, начиная с 1950 года, риск исчезновения морских жителей возрастал. Однако введение новых мер по мониторингу и контролю за отловом остановило снижение биоразнообразия среди тунцов, Марлиновых и Мечерылых. В то же время, целые виды акул продолжают исчезать из-за отсутствия адекватного контроля за их промыслом.

Призыв авторов работы заключается в сохранении видового разнообразия акул через постановку четких целей по контролю и внедрения научно обоснованных мер по управлению рыболовством и правил международной торговли. Согласно мнению ученых, если срочно не принять эффективные меры по снижению смертности акул с учетом их видовых особенностей и промысла, риск исчезновения продолжит возрастать. — Seventy years of tunas, billfishes, and sharks as sentinels of global ocean health, «Биомолекула»: «Биоразнообразие и молекулярная биология помогут друг другу?».

Онкогенез

Плюс один: удлинение теломер в раковых клетках определяется не одной, а двумя мутациями

Теломеры — концевые участки ДНК — укорачиваются после каждого акта репликации, ограничивая возможность клеток к бесконечному делению. Раковые клетки преодолевают это ограничение посредством активности фермента теломеразы, восстанавливающего протяженность теломер. Мутации в промоторе гена Tert, кодирующего фермент, часто встречаются в раковых клетках.

Коллектив американских исследователей изучил клетки меланомы и обнаружили в них еще одну мутацию, эффект которой вносит вклад в удлинение теломер. Это изменение затрагивало промотор гена Acd, который кодирует субъединицу белка TPP1 в составе шелтерина — комплекса, защищающего теломеры от действия нуклеаз и регулирующего активность теломеразы. Два наиболее распространенных варианта Acd формировали сайт связывания для факторов транскрипции E-twenty-six (ETS), аналогично вариантам промотора Tert, что приводило к активации синтеза ТРР1. Мутации Acd были обнаружены в клетках 5% меланом и сочетались с мутациями Tert.

Таким образом, «бессмертие» клеток меланомы зависит от совместной экспрессии Tert и синтеза TPP1, причем каждый процесс обеспечивает удлинение теломер. — TPP1 promoter mutations cooperate with TERT promoter mutations to lengthen telomeres in melanoma, «Биомолекула»: «Теломеры и новые мишени протоонкогенной терапии», «„Нестареющая“ Нобелевская премия: в 2009 году отмечены работы по теломерам и теломеразе».

Вакцины

Иммунный ответ на введение первой и второй доз мРНК-вакцин неодинаков

Исследовательская группа, возглавляемая учеными из Катара, профилировала иммунные реакции, вызванные введением первой и второй доз мРНК-вакцин, направленных против заражения SARS-CoV-2. В экспериментах приняли участие 23 волонтера, из которых 19 получили две дозы вакцины Pfizer/BioNTech, четыре — Moderna. После исследователи проанализировали транскриптомы образцов крови участников, а также измерили титры антител в их плазме.

Экспериментаторы установили различия в характере и временных характеристиках транскриптов и экспрессии соответствующих генетических сигнатур, сформированных после вакцинации. Так, первая доза вызвала умеренный интерфероновый ответ и развитие адаптивных иммунных реакций. Их максимум приходился на второй и пятый дни после вакцинации, соответственно. Напротив, введение второй дозы сопровождалось резким скачком концентрации интерферона, клеток-предшественниц эритроцитов и развитием воспаления уже в первый день после вакцинации, за которым следовал ответ плазмобластов на пятый день. Разный интерфероновый ответ, который играет важную роль в контроле инфекции SARS-CoV-2, был связан с развитием реакции антител после получения первой и второй дозы вакцин.

По мнению авторов, проведенная работа позволяет восполнить пробел в знаниях о механизмах, обеспечивающих формирование иммунного ответа посредством мРНК-вакцин, и сделать их менее фрагментарными. — High–temporal resolution profiling reveals distinct immune trajectories following the first and second doses of COVID-19 mRNA vaccines, «Биомолекула»: «Гонки вакцин 2020», «Вакцины против коронавируса: перспективы», «Гонка во спасение: безопасны ли вакцины против коронавируса?».

Вирусы

Устойчивость коронавируса к нирматрелвиру реальна

Ранее в ходе клинических испытаний была показана польза перорального препарата нирматрелвир — ингибитора протеазы 3CL SARS-CoV-2. Однако в связи с высокой скоростью мутирования коронавируса возникли опасения, что данный препарат станет бесполезным в борьбе с вирусом. Исследователи из Китая и США объединились, чтобы выяснить, насколько оправданы подобные страхи.

Для повышения вирулентности экспериментаторы пассеровали SARS-CoV-2 нирматрелвиром in vitro. В результате получили высокоустойчивые вирусы, чей генетический материал содержал множество мутаций в гене протеазы 3CL. Отобрали 53 вирусные линии, на основании которых сконструировали 13 рекомбинантных клонов коронавируса.

Большинство мутаций обеспечивали невысокую устойчивость к препарату. Наибольшей резистентностью обладали вирусы с мутацией E166V, которая имела и негативные последствия для размножения вируса — сопровождалась ухудшением репликации. Компенсировать этот недостаток позволили дополнительные мутации, такие как L50F и T21I.

В завершение авторы работы отметили, что устойчивость SARS-CoV-2 к нирматрелвиру действительно легко возникает разными путями in vitro. Выявленные учеными специфические мутации предоставляют основу для разработки ингибиторов протеаз следующего поколения. — Multiple pathways for SARS-CoV-2 resistance to nirmatrelvir, «Биомолекула»: «Коронавирус из палеолита», «Откуда появились человеческие коронавирусы?».

Микробиология

Грибы Candida вызывают заболевания посредством изменения липидного статуса клеток хозяина

Микроскопический гриб Candida albicans заселяет кишечник и другие органы человека, не вызывая заболеваний. Однако он способен провоцировать патологии со смертельным исходом в 40% случаев, когда попадает в кровоток и внедряется во внутренние органы. Ученые из Университета Калифорнии и их коллеги установили молекулярный механизм, используемый грибами для разрушения иммунной защиты организма-хозяина.

Оказалось, что C. albicans выделяет фермент, катализирующий расщепление липидов — липазу Lip2. Штаммы гриба, не способные продуцировать липазу, легко удалялись из организма мышей, несмотря на обширное заражение почек, печени и селезенки. Инфицированные грызуны вырабатывали интерлейкин-17 (IL-17) в высоких концентрациях, который обеспечивал защиту организма.

Lip2 косвенно подавляла синтез IL-17, угнетая выработку IL-23 в дендритных клетках. Пальмитиновая кислота, которая образуется в результате расщепления липидов под действием липазы, подавляла активацию дендритных клеток in vitro.

Таким образом, патофизиологический механизм C. albicans заключается в подавлении синтеза IL-17 в клетках организма-хозяина, вызванном смещением липидного баланса тканей. — Deep tissue infection by an invasive human fungal pathogen requires lipid-based suppression of the IL-17 response, Fungus dissolves fat for deadly invasion.

Новая потенциальная мишень для борьбы с инфекционными агентами ЖКТ человека

Эрготионеин — тиол, который используется микроорганизмами для защиты от вызванного иммунными клетками организма-хозяина окислительного стресса. Однако ученые из Йельского университета вместе с коллегами из других университетов США с удивлением обнаружили, что бактерия Helicobacter pylori не синтезирует данный тиол. Вместо этого бактерия поглощает его из организма-хозяина, которым может быть и человек, через АТФ-связывающий транспортер EgtUV.

Также удалось выяснить, что поглощение и обмен эрготионеина широко распространены среди микробов желудочно-кишечного тракта человека. Такая способность обеспечивает конкурентное преимущество микроорганизмов и возможность широкого заселения кишечника. Однако одним из продуктов метаболизма эрготионеина выступает вещество, вызывающее заболевания у человека.

Не менее важно, что недостаток эрготионеина в организме человека связан с более высоким риском развития нейродегенеративных, сердечно-сосудистых и аутоиммунных заболеваний. Получается, конкуренция между микроорганизмами за это вещество может обладать серьезным влиянием на здоровье человека, в том числе провоцировать болезни.

Исследователи рассчитывают, что в будущем будет разработан медицинский препарат, подавляющий потребление микробами эрготионеина. — A microbial transporter of the dietary antioxidant ergothioneine, «Биомолекула»: «Чего от нас хотят микробы?», «Микробиом кишечника: мир внутри нас», «Новые функции кишечной микрофлоры».

Комментарии