Nature #586 (7831) + онлайны: генетическое разнообразие африканцев, эволюция полета птерозавров и рибозим-метилтрансфераза

• Генетика, антропология. Большой коллектив ученых, включая специалистов консорциума H3Africa, опубликовали результаты масштабного исследования разнообразия человеческих популяций в Африке. Авторы работы отсеквенировали геномы 426 людей из 50 этнолингвистических групп со всей Африки, в том числе тех, геномные последовательности которых были получены впервые. Ученые выявили 3 миллиона ранее неописанных генетических вариантов, большая часть которых встречается у людей из этнолингвистических групп, впервые включенных в генетические исследования. Кроме того, авторы работы обнаружили 62 новых локуса, находящихся под сильным давлением отбора и связанных с противовирусным иммунитетом, а также репарацией и метаболизмом ДНК. Проведенный анализ геномов позволил установить некоторые маршруты миграций людей в пределах Африки. — High-depth African genomes inform human migration and health.
• SARS-CoV-2, органоиды. Американские ученые разработали новую модель для поиска ингибиторов репликации SARS-CoV-2 в клетках человека. Они получили искусственные органоиды, имитирующие легкие, из человеческих плюрипотентных стволовых клеток. Коронавирус успешно размножается в клетках органоидов-легких и запускает продукцию хемокинов, как в легких реальных пациентов, поэтому исследователи провели масштабный скрининг веществ, одобренных FDA, на предмет способности ингибировать размножение SARS-CoV-2 в клетках органоида. Поскольку около четверти пациентов с COVID-19 страдают от проблем с кишечником, ученые создали органоиды, имитирующие кишечник, и показали, что клетки кишечника многих типов, в особенности энтероциты, экспрессируют рецептор ACE2 и потому могут заражаться SARS-CoV-2. Перспективные ингибиторы размножения SARS-CoV-2 были проверены и на новой «кишечной» модели. — Identification of SARS-CoV-2 Inhibitors using Lung and Colonic Organoid, «Биомолекула»: SARS-CoV-2, Органы из лаборатории.
• Палеонтология. Британские исследователи разобрались, каким образом птерозавры приобрели способность к полету. Они описали эволюционную динамику адаптации птерозавров к новому способу перемещения в пространстве — полету. Ученые отмечают, что переход к полету потребовал от наземных предков птерозавров резкого ускорения метаболизма из-за высокой энергозатратности нового способа движения, поэтому полет должен был окупить свою высокую энергетическую цену высоким эволюционным преимуществом летающих птерозавров. — 150 million years of sustained increase in pterosaur flight efficiency.
• Молекулярка, биология развития. Первый акт транскрипции в организме происходит во время зиготической активации генома. Китайские ученые описали взаимодействие РНК-полимеразы II с геномом во время зиготической активации с помощью нового метода исследования хроматина, который получил название Stacc-seq. Исследователи показали, что после оплодотворения РНК-полимераза II преимущественно связывается с GC-богатыми повторами и открытыми дистальными участками генома, расположение которых отчасти определяется эпигеномом, унаследованным от родителей. До активации генома РНК-полимераза II начинает перемещаться к непосредственным генам-мишеням, а во время собственно активации генома уже осуществляет элонгацию их транскрипции. — The landscape of RNA Pol II binding reveals a stepwise transition during ZGA, «Биомолекула»: Хроматин — сенсор повреждений ДНК.
• Молекулярка. Ученые из Вюрцбургского университета (Германия) описали рибозим, обладающий способностью метилтрансферазы и осуществляющий сайт-специфическое метилирование РНК. Донором метильной группы в данной реакции выступает O6-метилгуанин, а метильную метку рибозим присоединяет к аденозину в РНК-мишени. — Site-specific RNA methylation by a methyltransferase ribozyme.
• Иммунология. Серьезные респираторные заболевания могут приводить к острому респираторному дистресс-синдрому и, как следствие, дыхательной недостаточности. Американские ученые показали, что развитие острого респираторного дистресс-синдрома вследствие вирусной инфекции происходит из-за чрезмерной активности фибробластов. Авторы исследования выделили три состояния этой активности: состояние синтеза внеклеточного матрикса, состояние ответа на повреждения и состояние ответа на интерферон. Каждое из этих состояний вносит свой вклад в развитие повреждений легких. В частности, фибробласты в состоянии ответа на повреждения продуцируют ферменты, перестраивающие внеклеточный матрикс, такие как матриксная протеаза ADAMTS4, и воспалительные цитокины. В результате этой бурной деятельности фибробластов изменяется микросреда легких и начинается массовая инфильтрация иммунных клеток в легкие, что препятствует их функционированию. — Exuberant fibroblast activity compromises lung function via ADAMTS4, «Биомолекула»: Как вылечить COVID-19? (Спойлер: пока точно не знаем, но догадываемся).
• Иммунология. В большинстве лимфоидных органов в ответ на инфекцию или иммунизацию появляются герминальные центры, в которых собираются плазматические клетки, усиленно продуцирующие антитела. Однако лимфоидная ткань, окружающая кишечник, содержит герминальные центры постоянно. Ученые из Университета Рокфеллера (США) разобрались, происходит ли в герминальных центрах отбор самых успешных клонов B-клеток. Они показали, что в отсутствие инфекции 5-10% всех B-клеток в герминальных центрах ассоциированной с кишечником лимфоидной ткани приходятся на высокодоминирующие клоны, которые присутствуют в герминальных центрах постоянно. Остальной B-клеточный состав герминального центра быстро обновляется. Клоны-«победители» присутствуют в герминальных центрах даже в отсутствие кишечной микробиоты, что указывает на постоянный отбор клонов. При этом подсадка кишечных бактерий стерильным мышам приводит к накоплению в кишечных герминальных центрах специфичных к ним B-клеток. — Tunable dynamics of B cell selection in gut germinal centres, «Биомолекула»: Хороший, плохой, злой, или Как разозлить лимфоциты и уничтожить опухоль.
• Рак. Американские ученые провели масштабный анализ мутационных профилей раковых клеток крови у 123 пациентов, страдающих от миелоидных злокачественных заболеваний, на уровне отдельных клеток. Они показали, что при остром миелоидном лейкозе, как правило, доминируют клоны злокачественных клеток из одного и того же небольшого набора. Авторы работы идентифицировали наборы мутаций, которые совместно способствуют доминированию клона злокачественных клеток. — Single-cell mutation analysis of clonal evolution in myeloid malignancies.
• Физиология. Активно размножающиеся самки многих видов животных отличаются усиленным питанием. Как показало недавнее исследование, выполненное на плодовых мушках Drosophila melanogaster, причина повышенного аппетита у размножающихся самок скрывается в специфичной для самок и для активной стадии репродуктивного цикла активности нейронов, иннервирующих кишечник. После спаривания у самки дрозофилы стероидные и энтероэндокринные гормоны изменяют активность нейронов в стенках желудка, которые выделяют специфические нейропептиды, воздействующие на мышцы в стенках желудка. Из-за этого желудок увеличивается в размерах, что повышает потребность самки в пище. — Enteric neurons increase maternal food intake during reproduction, «Биомолекула»: Мухи «под мухой».
• Физиология. Международный коллектив исследователей сообщил о результатах своей работы по изучению гетерогенности адипоцитов с помощью метода, известного как секвенирование РНК одиночных ядер (snRNA-seq). Они обнаружили, что в жировой ткани мыши имеется особая маленькая субпопуляция адипоцитов, численность которой возрастает при понижении температуры окружающей среды. Оказалось, что адипоциты этой субпопуляции влияют на активность соседних адипоцитов других популяций, изменяя их способность к термогенезу. У человека эта популяция адипоцитов более многочисленна, что, возможно, и объясняет, почему термогенез у человека менее активен, чем у мыши. — snRNA-seq reveals a subpopulation of adipocytes that regulates thermogenesis, «Биомолекула»: Полюби свои жировые клетки!

Science #370 (6516) + онлайны: и снова о денисовцах, физические особенности раковых опухолей и эволюционная история домашних собак

• Рак. Несмотря на весь ажиотаж вокруг молекулярной биологии раковых клеток, физические аспекты раковых опухолей изучены существенно слабее. В новом обзоре американские ученые обобщают основные физические особенности раковых опухолей, которые, в том числе, препятствуют их успешному лечению: механическое напряжение, внутреннее давление жидкости, жесткость, а также особенности архитектуры раковых опухолей. — Physical traits of cancer.
• Структурка. Комплекс I дыхательной цепи обеспечивает вход в дыхательную цепь электронов от восстановленного переносчика NADH. Австрийские ученые сумели получить структуру этого массивного мембранного белкового комплекса на разных стадиях каталитического цикла, а также в комплексе с ингибитором ротеноном. —The coupling mechanism of mammalian respiratory complex I.
• Физиология. Ученые из Университета Северной Каролины изучили, как кишечная микробиота влияет на способность организма восстанавливаться после воздействия радиации, от которой чаще всего страдает именно желудочно-кишечный тракт. Оказалось, что мыши, выжившие в после воздействия радиации, имеют несколько измененный таксономический состав микробиоты. Схожие результаты были получены и при изучении людей, страдающих от онкологических заболеваний и подвергавшихся лучевой терапии. Оказалось, что повышенную устойчивость к радиации обеспечивают кишечные бактерии, продуцирующие короткоцепочечные жирные кислоты. Эти соединения не только ослабляют воспалительный ответ, но и частично нейтрализуют активные формы кислорода, появившиеся из-за радиации. — Multi-omics analyses of radiation survivors identify radioprotective microbes and metabolites, «Биомолекула»: Микробиом кишечника: мир внутри нас, Чего от нас хотят микробы?
• Физиология растений. Ауксин — один из важнейших фитогормонов с множеством функций, одной из которых является регуляция гистогенеза при развитии растения или восстановлении поврежденных тканей. Как показало новое исследование, регулируемые ауксином рецепторные киназы CAMEL и CANAR взаимодействуют с молекулами транспортера ауксина, известным как PIN, и фосфорилируют их, что влияет на их локализацию в клетке. Эта петля обратной связи определяет поляризацию клетки под действием ауксина. — Receptor kinase module targets PIN-dependent auxin transport during canalization, «Биомолекула»: Ауксин — великий мотиватор.
• Эволюция, палеонтология. Большой международный коллектив ученых, в числе которых российские специалисты из Института археологии РАН, Иркутского государственного университета, Томского государственного университета, Северо-Восточного федерального университета, Института геологии и минералогии имени Соболева и Центра ледникового периода, опубликовали новое исследование, посвященное эволюции домашних собак. Они отсеквенировали 27 геномов древних собак, найденных в различных стоянках древних людей. Оказалось, что все домашние собаки, скорее всего, произошли от одной популяции волков, ныне вымершей. — Origins and genetic legacy of prehistoric dogs.
• Антропология. Сразу две работы в новом выпуске Science посвящены очередному исследованию геномов денисовцев. Авторы первой статьи получили геном женщины, жившей 34 тысячи лет назад в долине Салхит, Монголия. Анализируя ее происхождение, исследователи установили, что генетический след денисовцев появился в геноме древнего человека еще за 6 тысяч лет до появления этой женщины, причем этот след отличается от денисовского наследия, найденного в геноме другого древнего человека, жившего в Азии, и в геномах древних австралазийцев. Во втором исследовании сообщается об обнаружении денисовской митохондриальной ДНК в пещере, расположенной на одном из высокогорных плато Тибета. Датировка найденных следов показала, что денисовцы присутствовали на Тибете примерно 100, 60 и, вероятно, 45 тысяч лет назад. — Denisovan ancestry and population history of early East Asians, Denisovan DNA in Late Pleistocene sediments from Baishiya Karst Cave on the Tibetan Plateau, «Биомолекула»: Кто все эти люди?!