Органоиды

Постигая регуляторные сети человеческого мозга

Органоиды, имитирующие различные органы человека, в частности, мозг, на протяжении нескольких лет остаются одной из самых модных тем в биологии. И немудрено: полученные из самоорганизующихся плюрипотентных стволовых клеток, органоиды позволяют заглянуть в такие глубины внутреннего устройства и развития мозга и других органов, которые прежде были недостижимы. Вот и швейцарские ученые не остались в стороне — и с помощью органоидов, имитирующих развивающийся человеческий мозг, на уровне транскриптомов и доступности хроматина одиночных клеток описали различные формирования как мозга в целом, так и его отделов. Для интеграции мультиомиксной информации о клетках органоида они разработали специальный алгоритм, Pando, который реконструирует глобальные регуляторные сети генов, управляющие развитием органоида. — Inferring and perturbing cell fate regulomes in human brain organoids, «Биомолекула»: «Искусственные органы и тканевая инженерия».

Антибиотики

Больше не значит лучше

О проблеме стремительно распространяющейся антибиотикорезистентности можно услышать повсюду. Все чаще врачи прибегают к схемам, включающим несколько антибиотиков, чтобы наверняка побороть инфекцию. И если эффект комбинаций антибиотиков на рост бактерий был хотя бы отчасти исследован, то их влияние на уничтожение бактерий в долговременной перспективе, особенно при клинических концентрациях препаратов, почти не изучено. Ученые из Израиля систематически исследовали долговременную выживаемость золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus) под действием комбинаций клинических доз антибиотиков. Выяснилось, что в ряде случаев применение пары антибиотиков имеет меньший долговременный эффект, чем каждого антибиотика в отдельности. Более того, в долговременной перспективе добавление в схему нескольких антибиотиков не способствует полному уничтожению бактерии, но и ослабляет антибактериальный эффект с каждым новым препаратом в схеме. — Antibiotic combinations reduce Staphylococcus aureus clearance, «Биомолекула»: «Антибиотики и антибиотикорезистентность».

Палеонтология

Томография для родственника птерозавра

Иногда случается так, что давно найденные ископаемые останки, которые при первом описании не смогли толком изучить из-за плохой сохранности, удается полноценно исследовать в наши дни, когда в распоряжении палеонтологов есть компьютерная томография. Так и произошло с крошечной рептилией Scleromochlus taylori, которая была найдена столетие назад и, как предполагается, является одним из ближайших родственников птерозавров. В наши дни с помощью микрокомпьютерной томографии удалось реконструировать скелет Scleromochlus taylori. Детальное анатомическое исследование восстановленного скелета подтвердило, что эта рептилия действительно является очень близкой родственницей птерозавров. — Scleromochlus and the early evolution of Pterosauromorpha.

Структурка

Дрожжевая ацетилтрансфераза как на ладони

Китайские ученые сообщили, что смогли получить структуру основной ацетилтрансферазы гистона H4, NuA4, дрожжей Saccharomyces cerevisiae. В полученной структуре фермент NuA4 находится в комплексе с нуклеосомой. NuA4 состоит из двух основных модулей: каталитического гистонацетилтрансферазного (HAT) и модуля связывания с активатором транскрипции (TRA). Оказалось, что нуклеосома взаимодействует в основном с модулем HAT. — Structure of the NuA4 acetyltransferase complex bound to the nucleosome, «Биомолекула»: «Катится, катится к ДНК гистон».

От структуры к последовательности

Предсказание структуры белка по его последовательности с помощью глубокого обучения, которое реализуют AlphaFold и RosettaFold, наделало немало шума и начало входить в исследовательскую практику. А что насчет обратной задачи: предсказание последовательности, которая могла бы кодировать белок с заданной структурой? Для решения этой задачи американские ученые предложили инструмент ProteinMPNN, также основанный на глубоком обучении. — Robust deep learning–based protein sequence design using ProteinMPNN, «Биомолекула»: «AlphaFold: нейросеть для предсказания структуры белков от британских ученых».

Иммунология

STING, STING, STING

Как известно, опухолевое микроокружение является иммуносупрессивной средой, и для преодоления иммуносупрессии используются агонисты сигнального пути STING. Увы, в некоторых случаях злокачественные клетки приобретают резистентность к STING, хотя и неизвестно, в чем она заключается. В новом исследовании на примере рака поджелудочной железы показано, что применение агонистов STING вызывает экспрессию интерлейкина 35 (IL-35) B-клетками, и такие B-клетки подавляют активность естественных киллеров, что снижает выраженность противоопухолевого ответа. — STING-induced regulatory B cells compromise NK function in cancer immunity.

Рак

Коллаген и рак поджелудочной железы

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего смогли определить прогностический фактор для аденокарциномы протоков поджелудочной железы. Они показали, что коллаген I типа подавляет рост в опухоли, а его переваренная матриксными металлопротеазами форма оказывает обратное явление. В чем же тут дело? Оказалось, что переваренный коллаген активирует сигнальный путь рецептора DDR1, который способствует росту опухоли, а интактный коллаген, напротив, способствует разрушению DDR1 и ограничивает развитие новообразования. Авторы отмечают, что воздействие на сигнальный путь Col I—DDR1—NF-κB—NRF2 может иметь терапевтическое значение. — Collagenolysis-dependent DDR1 signalling dictates pancreatic cancer outcome, «Биомолекула»: «Кто рубит коллагеновый лес», «Расследования в поджелудочной: чем питаются раковые клетки».

Клеточная биология

Лизосомы и их LYSET

Сразу две работы в новом выпуске Science посвящены LYSET — маленькому белку, который, как оказалось, критически важен для функционирования лизосом. В его отсутствие в лизосомы не поступают необходимые ферменты, и лизосомы забиваются непереваренным материалом. Дело в том, что LYSET необходим для заякоривания на мембранах комплекса Гольджи белка, который метит ферменты, предназначенные для лизосом, маннозо-6-фосфатом. А еще оказалось, что LYSET особенно важен для клеток, питающихся внеклеточными белками — например, раковых клеток, которые таким образом восполняют нехватку аминокислот. — Lysosomal enzyme trafficking factor LYSET enables nutritional usage of extracellular proteins, The human disease gene LYSET is essential for lysosomal enzyme transport and viral infection.

Микробиология

Поднимите мне веки!

Бактериальные споры могут находиться в покоящемся состоянии годами, однако они все же получают какую-то информацию из окружающей среды, в том числе сигналы пробуждения. Американские ученые показали с помощью математической модели и доказали экспериментально, что бактериальные споры чувствуют электрохимический потенциал, вызываемый трансмембранным градиентом калия. Появление в окружающей среде питательных веществ изменяет электрохимический потенциал. Именно он позволяет споре долгое время мониторить обстановку вокруг, не затрачивая на это энергии. — Electrochemical potential enables dormant spores to integrate environmental signals, «Биомолекула»: «Формирование мембранного потенциала покоя».

Молекулярка

Перебежчики из митохондрий в ядро

Думаете, все гены, которые могли переместиться из митохондриального генома в ядерный, уже переехали туда? Как бы не так! Оказывается, перенос фрагментов ДНК из митохондрий в ядро идет в клетках людей и сейчас, причем в ядерных геномах обнаруживается, как правило, больше вставок, чем в митохондриальных геномах. Именно это показал анализ полных геномов 66 083 людей, из которых 12 509 страдают раком. Новые вставки митохондриальной ДНК, по оценкам, появляются один раз на 10 000 родов. — Nuclear-embedded mitochondrial DNA sequences in 66,083 human genomes.