Nature #526(7571) + онлайны: мини-свиньи, суперэнхансеры и 2504 генома

• Биоинженерия. Пока одни ученые спорят об этичности редактирования генома человека, другие применяют передовую технологию для решения несколько более приземленных задач. Например, оказывается, отключив в клетках зародыша свиньи одну из копий гена рецептора фактора роста, можно вырастить очень милых мини-свиней. В Китае таких животных уже покупают в качестве домашних питомцев. — Gene-edited ’micropigs’ to be sold as pets at Chinese institute.
• Генетика. Вопреки своему названию, недавно завершившийся проект «1000 геномов» дал на выходе целых 2504 генома людей из 26 популяций по всему миру. Проект выявил много новых редких генетических вариантов, а также обнаружил «бесполезные» гены, поломоки обоих копий которых никак не влияют на здоровье человека. — Human genomics: The end of the start for population sequencing, A global reference for human genetic variation, An integrated map of structural variation in 2,504 human genomes. См. также: Перевалило за тысячу: третья фаза геномики человека.
• Микробиология. Обзор, рассказывающий о принципах работы и о разнообразии систем бактериального иммунитета CRISPR, которые исследователи научились использовать в качестве инструмента редактирования генов. — CRISPR-Cas immunity in prokaryotes. См. также: CRISPR-системы: иммунизация прокариот.
• Стволовые клетки. Продолжение нашумевшей истории о получении стимул-индуцированных стволовых клеток (STAP), данные о которых оказались фальцифицированными. Секвенирование образцов из института RIKEN, в котором была проведена скандалиная работа, показало, что STAP-клетки, якобы полученные японскими иследователями, на самом деле были эмбриональными стволовыми клетками. — STAP cells are derived from ES cells.
• Структурка. Структурка рецептора глицина ?3, призванная определить механизм инактивации рецептора под действием связывания молекулы-антагониста. — Crystal structure of human glycine receptor-?3 bound to antagonist strychnine.
• Структурка. Структурка недавно открытого рецептора света на основе производного витамина B₁₂. Освещенность влияет на структуру молекул рецептора, а от структуры зависит способность молекул образовывать тетрамеры. Тетрамер рецептора связывается с регуляторным эллементом промоторов и подавляет активность генов. — Structural basis for gene regulation by a B₁₂-dependent photoreceptor.
• Молекулярка. Суперэнхансеры — это скопления энхансеров, плотно покрытые факторами транскрипции и регуляторами структуры хроматина. Эти генетические элементы управлят активностью генов, отвечающих за клеточную инентичность, в том числе и онкогенов. До сих пор были известны только факторы, усиливающие работу суперэнхансеров, но теперь, наконец, нашлись киназы, которые могут подавлять его работу и, соответсвенно, подавлять развитие рака. — Mediator kinase inhibition further activates super-enhancer-associated genes in AML.
• Вирусология. У вируса ВИЧ есть вредный белок Nef, который, как оказалось, мешает встраиваться в формирующиеся вирионы клеточным белкам SERINC3 и SERINC5, помогающим клетке бороться с инфекцией. — HIV: Antiviral action countered by Nef, SERINC3 and SERINC5 restrict HIV-1 infectivity and are counteracted by Nef, HIV-1 Nef promotes infection by excluding SERINC5 from virion incorporation.
• Нейробиология. В грибовидном теле мозга дрозофилы информация о запахах, поступающая от нескольких тысяч клеток, суммируется в активностях лишь нескольких десятков нейронов. Причем реакции определенного нейрона этой группы на один и тот же запах у разных мух различаются, а вот у клеток из разных полушарий мозга одной мухи совпадают. Формирование таких личных реакций на запахов зависит от работы гена rutabaga. — Neurobiology: Individuality sniffed out in flies, Plasticity-driven individualization of olfactory coding in mushroom body output neurons.
• Молекулярка, микробиология. Ученые, как часто бывает, случайно нашли лекарство с интересным механизмом работы, и теперь собираются активно применять обнаруженный принцип. Новый антибиотик связывается с типом молекулярных переключателей, специфичных для бактерий — рибосвитчами. Эти последовательности входят в состав некоторых матричных РНК и регулируют их чтение, связываясь с определенными молекулами-лигандами. А связывание рибосвитча антибиотиком мешает бактериям ориентироваться на концентрации лигандов, из-за чего бактерии начинают синтезировать много ненужных молекул или, наоборот, не синтезируют нужные. — Non-coding RNA: Antibiotic tricks a switch, Selective small-molecule inhibition of an RNA structural element.
• Генетика. Мутация, две копии которой вызывают серповидноклеточную анемию, в единственном экземпляре повышает устойчивость к малярии. Этот аллель очень распространен в Африке, что подчеркивает, как важна устойчивость к малярии для жизни в этом регионе. Еще один локус устойчивости к малярии был найдет только недавно, и в нем располагаются гены рецепторов, с которыми связывается малярийный плазмодий, проникающий в эритроцит. — A novel locus of resistance to severe malaria in a region of ancient balancing selection.
• Генетика, рак. С развитием колоректального рака борются, в основном, с помощью антител к репепторам эпидермального фактора роста. К ним, как водится, развивается устойчивость, механизм которой важно понять, чтобы продолжать лечение. Исследователи из Италии и Америки описали целый набор генов, ответственных за формирование такой устойчивости к терапии колорекального рака. — The genomic landscape of response to EGFR blockade in colorectal cancer.
• Нейробиология. Научиться восстанавливать миелиновую оболочку отростков нервных клеток было бы полезно для лечения некоторых нейродегенеративных заболеваний, например, рассеянного склероза. Ученые описали группу стволовых нервных клеток, выделяющихся наработкой белка Gli1, и путешествующих к местам с нарущенной структурой миелина. Там эти клетки превращаются в олигодендроциты и становятся частью нового фрагмента миелиновой оболочки, залечивая повреждение. — Inhibition of Gli1 mobilizes endogenous neural stem cells for remyelination.
• Структурка. Структурка фруктозного транспортера интересует ученых потому, что изменение активности этого белка связывают с развитием диабета второго типа, а также ожирения. — Structure and mechanism of the mammalian fructose transporter GLUT5.

Science #350(6256) + онлайны: родословная нейрона, целебная мотивация, противозачаточные для мужчин

• Нейробиология, генетика. Каждая клетка организма возникает в результате деления другой клетки, и ее родословную теоретически можно проследить до самой оплодотворенной яйцеклетки. Такие клеточные «родословные» помогли бы помочь разобраться со многими нерешенными проблемами эмбриологии. Построить родословные можно, анализируя мутации, которые неизбежно накапливаются в клетке как в результате репликации и активной транскрипции, так и из-за накопления повреждений, например, под действием ультрафиолета. — A tree of the human brain, Somatic mutation in single human neurons tracks developmental and transcriptional history.
• Экология, палеонтология. Мы предполагаем, что если какой-то вид сообщества вымирает, может пошатнуться вся пищевая пирамида. Экспериментальную проверку этого предположения вряд ли одобрит комиссия по биоэтике, поэтому ученые решили проанализировать историю давнего массового вымирания — на рубеже пермского и триасского периодов. Оказалось, что сообщества могут оставаться стабильными, даже если разнообразие видов резко падает, но для этого должно сохраняться разнообразие экологических ниш, которые занимают выжившие виды. — How stable are food webs during a mass extinction?, Community stability and selective extinction during the Permian-Triassic mass extinction.
• Микробиология, генетика. Мы на удивление мало знаем о том, какие факторы определяют способность бактерии занимать определенную нишу в составе кишечной микробиоты. Международная команды исследователей, в составе которой есть и москвичи, нашла генетические детерминанты, которые влияют на шансы бактерий закрепиться в составе микрофлоры. — Genetic determinants of in vivo fitness and diet responsiveness in multiple human gut Bacteroides.
• Нейробиология. Чтобы информация прочно закрепилась в памяти, некоторые гены должны активно работать, а другие, наоборот, молчать. Например, для сохранения воспоминания зачем-то необходимо, чтобы прекратили нарабатываться некоторые рибосомные белки. — Multiple repressive mechanisms in the hippocampus during memory formation.
• Нейробиология. Есть много примеров того, как моральное состояние пациента влияет на его выздоровление, но при этом совершенно непонятно, как именно мотивация, пусть даже очень сильная, может влиять на регенерацию поврежденных тканей. И вот теперь ученые напали на след загадочного механизма. Оказывается, при восстановлении повреждения спинного мозга у макак от активности прилежащего ядра, участвующего в формировании мотивации, зависит активность сенсомоторной коры. А от последней, в свою очередь, зависит, насколько быстро обезьяна снова сможет управлять движением конечностей. — Function of the nucleus accumbens in motor control during recovery after spinal cord injury.
• Нейробиология. Дофаминовые нейроны среднего мозга важны для точного контроля движений, а также как часть системы вознаграждения. Помимо дофамина эти нейроны выделяют гамма-аминомаслянную кислоту (ГАМК) — основной тормозный медиатор мозга. Интересно, что в синтезе ГАМК в этих нейронах участвует альдегиддегидрогеназа — фермент, важный для расщепления алкоголя. Через альдегиддегидрогеназу с помощью алкогольных напитков можно повлиять на выделение ГАМК дофаминовыми нейронами среднего мозга. Еще оказалось, что чем меньше в нейронах альдегиддегидрогеназы, тем легче формируется зависимость от алкоголя. — Aldehyde dehydrogenase 1a1 mediates a GABA synthesis pathway in midbrain dopaminergic neurons.
• Нейробиология. Еще одна история про ГАМК — оказывается, проекции нейронов из неопределенной зоны (это термин) субталамуса, выделяющие ГАМК, важны для формирования сложной системы отростков нейронов коры в ходе эмбрионального развития. — A GABAergic projection from the zona incerta to cortex promotes cortical neuron development. См. также: Спокоен как GABA.
• Нейробиология, энтомология. Как дрозофила определяет, сколько ей расти? Уже было известно, что в этом замешан пептид Dilp8, но не было понятно, что конкретно он делает. А вот теперь ученые нашли в развивающейся дрозофиле нейроны (целых два) с рецепторами к этому пептиду. Отростки этих нейронов обильно ветвятся, направляясь и к клеткам, выделяющим инсулин, и к клеткам, выделяющим гормон ПТТГ, управляющий созреванием насекомых. — A brain circuit that synchronizes growth and maturation revealed through Dilp8 binding to Lgr3.
• Иммунология. Нормальная функция дендритных клеток — транспорт антигенов в лимфоидные ткани — может превратиться в проблему в случае заражения ВИЧ. Дендритные клетки при этом могут помочь распространению инфекции в иммунной системе, поражаемой вирусом. Такое распространение вируса дендритными клетками раньше наблюдалось только в пробирке, а теперь исследователям удалось проследить, что оно может происходит и в организмах зараженных мышей. Для распространения ВИЧ через дендритные клетки необходим рецептор CD169. — Retroviruses use CD169-mediated trans-infection of permissive lymphocytes to establish infection.
• Молекулярка. Ингибиторы белка кальциневрина снижают подвижность сперматозоидов и делают самцов мышей бесплодными. Этот эффект обратим, и прекращается спустя неделю после употребления лекарства. На осонове препаратов, ингибирующих кальциневрин, можно будет разработать мужские противозачаточные. — Sperm calcineurin inhibition prevents mouse fertility with implications for male contraceptive. См. также: Наконец-то: противозачаточная таблетка для мужчин!