Молекулярка

Один белок — хорошо, а два белка — лучше!

Белки из семейства бестропинов представляют собой трансмембранные кальций-активируемые анионные каналы, а член этого семейства, бестропин-2 (BEST2), играет важную роль в физиологии глаза. Проводя исследование того, как именно в BEST2 происходит транспорт глутамата, ученые выяснили, что у этого белка есть партнер — глутаминсинтетаза (GS). Этот «помощник» блокирует функцию канала BEST2 в отсутствие внутриклеточного глутамата, но делает переносчик, таким образом, чувствительным к внутриклеточному глутамату. Если он появляется в клетке, то способствует открытию BEST2, ингибируя действие GS. — Bestrophin-2 and glutamine synthetase form a complex for glutamate release.

Еще один компонент ауксиновых рецепторов

Широко известные фитогормоны ауксины выполняют множество функций в развитии растений: стимуляцию роста плодов и побегов, геотропизм, гелиотропизм и т.д. TIR1/AFB рецепторы ауксина представляют собой комплексы убиквитинлигазы: в ответ на гормон они связываются с репрессорами транскрипции и деградируют их. Исследователи выяснили, что существует еще один участник этого процесса — аденилатциклаза (AC). В новой статье Nature сообщается, что мутации в АС снижают эффективность рецептора — и это не позволяет ауксину выполнять свои функции. — Adenylate cyclase activity of TIR1/AFB auxin receptors in plants, «Биомолекула»: «Гормоны растений».

Наказание за кражу генов

Хорошо известно, что в генетическом коде человека обосновалось большое количество геномных паразитов, например, ретровирусных последовательностей. Но эта «мусорная» ДНК не просто содержит следы от миллионов лет совместной эволюции геномов и мобильных элементов: многие такие гены и регуляторные последовательности были «одомашнены» геномом хозяина. В исследовании, результаты которого были опубликованы в Science, ученые обнаружили, что некоторые из этих последовательностей кодируют белки с противовирусной активностью. Например, белки SUPYN связываются с рецепторами клеточной поверхности, на которые нацелены инфекционные вирусы, и конкурируют за них. — Evolution and antiviral activity of a human protein of retroviral origin, «Биомолекула»: «Alu: история одной последовательности», «Cut&Paste: от транспозонов к эпигеномике».

Неканонический путь активации ERK

Рецепторы, сопряженные с G-белком (GPCR), являются важной мишенью для лекарственных препаратов. Они активируют киназу ERK, лежащую в основе клеточной пролиферации. Еще одно исследование в Nature, посвященное рецепторам, рассказывает о механизме этого явления. В этом процессе участвует сигнальный путь β2AR, который индуцирует активность ERK в эндосомах, но не в плазматической мембране. Эти результаты раскрывают неканонический механизм пространственной регуляции ERK посредством передачи сигналов GPCR. — Non-canonical β-adrenergic activation of ERK at endosomes, «Биомолекула»: «Структуры рецепторов GPCR „в копилку“», «Аллостерические регуляторы GPCR: ключи от всех замков», «Новый рубеж: получена пространственная структура β2-адренорецептора».

Структурка

Когда вода не идет на пользу молодости

Фибриллярный актин, или F-актин, в отличие от его глобулярной формы (G-актина), способен активно гидролизировать АТФ, а затем подвергаться тонким конформационным перестройкам, которые в конечном итоге приводят к деполимеризации филаментов. В новом исследовании, опубликованном в Nature, ученые выполнили криоэлектронную микроскопию структур F-актина и выяснили, как именно происходит структурная перестройка и «старение» актиновых филаментов — оказывается, этим процессом управляют молекулы воды. — Structural basis of actin filament assembly and aging.

«Посредник» в ингибировании

Комплекс SEA является регулятором роста, который действует как белок-активатор ГТФазы (GAP). Функционально этот комплекс разделен на 2 единицы: SEACIT, обладающий GAP-активностью, и SEACAT, который регулирует SEACIT. Несмотря на важность этого комплекса, понимание его структуры и молекулярных функций отсутствовало до появления нового исследования, о котором можно прочитать в Nature. В исследовании представлены данные криоэлектронной микроскопии комплекса SEA. Результаты показали, что вместо того, чтобы быть прямым ингибитором SEACIT, SEACAT действует как каркас для связывания других регуляторов. — Cryo-EM structure of the SEA complex.

Зоология

Сложные глаза насекомых еще сложнее

Большинство животных обладают сложными, или фасеточными, глазами, структурные единицы которых — омматидии — неподвижно прикреплены к экзоскелету. Логично предположить, что для смены угла зрения животное должно прибегать к движению головы или тела. Однако в своем новом исследовании ученые выяснили, что у мух есть мышцы сетчатки, которые они используют для стабилизации изображения на сетчатке и совершения небольших саккад (быстрых движений глаз) независимо от головы при просмотре неподвижной сцены. — Muscles that move the retina augment compound eye vision in Drosophila, «Биомолекула»: «Разные глаза — разные возможности».

Иммунология

Все взаимосвязано в мире антител

Широко известно, что антитела, которые борются с антигенами в организме позвоночных, состоят из тяжелых и легких цепей, которые генерируются путем рекомбинации сегментов генов V, D (для тяжелых цепей), J и C. За специфичность антител отвечают три области, определяющие комплементарность (CDR1—CDR3). Изучая В-клетки, имеющие один и тот же ген V тяжелой цепи и аминокислотную последовательность CDRH3, исследователи пришли к выводу, что для наивных антител (тех, которые еще не адаптированы к антигенам) вероятность того, что они используют тот же ген V легкой цепи, составляет около 10%, тогда как для антител памяти (функциональных) она составляет около 80%. Это значит, что для большинства функциональных антител тяжелая цепь определяет легкую цепь. — Functional antibodies exhibit light chain coherence, «Биомолекула»: «Терапевтические антитела».

Онкология

Три источника множества типов клеток

Следующее исследование в последнем выпуске журнала Nature посвящено изучению мутационных процессов при раке. Применяя одноклеточное полногеномное секвенирование опухолевых клеточных линий in vitro, исследователям удалось выявить три источника межклеточных вариаций в геномах рака: усиленная клон-специфическая амплификация, параллельные специфические для гаплотипа изменения копий клеток и изменение длины сегмента числа копий. — Single-cell genomic variation induced by mutational processes in cancer.

Коэволюция генома и эпигенома при колоректальном раке

О злокачественной трансформации на примере колоректального рака продолжает говорить следующее исследование, опубликованное в Nature. Оказывается, нельзя винить только мутации ДНК: ученые исследовали коэволюцию генома и эпигенома колоректальных опухолей с использованием мультиомного профилирования желез. Достаточно обширное исследование показало, что эпигеном влияет на накопление мутаций ДНК, и позволило составить карту генетической и эпигенетической гетерогенности колоректального рака. — The co-evolution of the genome and epigenome in colorectal cancer.

Миелоидный лейкоз в 3D

Острый миелоидный лейкоз — это злокачественное заболевание крови и костного мозга, отличительными признаками которого являются мутации в эпигенетических модификаторах, факторах транскрипции и киназах. Следующее исследование в области онкологии в журнале Nature посвящено трехмерной структуре хроматина и ее роли в возникновении мутаций и миелоидной трансформации. Оказывается, в возникновении этого заболевания большую роль играют хроматиновые петли промотор—энхансер и промотор—сайленсер. — Subtype-specific 3D genome alteration in acute myeloid leukaemia, «Биомолекула»: «Три поколения лекарств».

Релатлимаб и ниволумаб — отличная командная работа

Под неоадъювантной терапией в онкологии чаще всего понимают введение лекарственных препаратов до хирургического вмешательства. Новое исследование, опубликованное в Nature, посвящено изучению эффектов неоадъювантной комбинированной иммунотерапии релатлимабом и ниволумабом. Было показано, что она улучшает выживаемость без прогрессирования по сравнению с монотерапией ниволумабом у пациентов с операбельной меланомой клинической стадии III или олигометастатической меланомой стадии IV. — Neoadjuvant relatlimab and nivolumab in resectable melanoma, «Биомолекула»: «Как развивалась иммунотерапия рака?», «Рак и его команда. Борьба во имя иммунотерапии».

Эволюция

Экология в эволюции птиц

Скелет различных групп птиц позволяет сделать выводы о том, как среда обитания в процессе эволюции повлияла на их развитие. В своем исследовании ученые проанализировали морфологическое разнообразие живых птиц экологически разных групп. Так, различия в пропорциях тела и форме костей птиц-обитателей водоемов связаны с совершенно разной механикой передвижения, а вот у наземных птиц на ранних этапах эволюции развилась форма тела, характерная для их группы, которая подвергалась потом лишь локальным изменениям. Так, различия окружающей среды, вероятно, приводили к дивергенции способов эволюции. — Environmental signal in the evolutionary diversification of bird skeletons.

Древние проблемы требуют современных решений

Недостаток ископаемых свидетельств эволюции чешуйчатых (ящериц и змей) современным ученым частично возместили достижения современной науки — синхротронная фазово-контрастная томография. С помощью этого метода удалось проанализировать скелет Bellairsia gracilis, который имеет как характерные черты чешуйчатых, так и предполагаемые наследственные черты, что позволяет сделать выводы об анатомии ранних представителей этой группы. — Synchrotron tomography of a stem lizard elucidates early squamate anatomy.

О чем могут рассказать черепа?

Морфология плацентарных млекопитающих невероятно разнообразна: от летучей мыши-шмеля до синего кита. Однако время и темпы эволюционных изменений млекопитающих также вызывают множество вопросов. Проанализировав черепа вымерших и ныне живущих млекопитающих, группа исследователей пришла к выводу, что скорость эволюционных изменений достигла пика примерно во время границы мелового периода и палеогена и с тех пор в целом снизилась. — Attenuated evolution of mammals through the Cenozoic.

Микробиология

Воспаление кишечника не приходит одно

Воспаление кишечника часто ведет к повышенному риску возникновения колоректального рака. Дело в том, что кишечный микробиом влияет на онкогенез путем модуляции иммунной системы и продукции микробных метаболитов. Исследователи решили проверить, не обладают ли бактерии кишечника, вдобавок к этому, генотоксическими эффектами. Оказалось, что семейство вызывающих повреждение ДНК микробных метаболитов, называемых индолиминами, которые провоцируют развитие опухоли у мышей, продуцируется грамотрицательными бактериями Morganella morganii. — Commensal microbiota from patients with inflammatory bowel disease produce genotoxic metabolites, «Биомолекула»: «Микробиом кишечника: мир внутри нас», «Микробиота и опухоли: новый шаг к пониманию причин канцерогенеза».

Биохимия

РНК-полимераза из Зазеркалья

Энантиомеры — молекулы, которые являются стереоизомерами, или зеркальными отображениями друг друга. Несмотря на то, что энантиомеры часто встречаются в природе, организм человека крайне избирателен: мы используем белки, состоящие только из L-аминокислот, а также ДНК и РНК, включающие только D-сахара. Однако в современных технологиях используются «зазеркаленные» формы привычных нам ферментов и РНК, а их синтез остается сложной задачей. В последнем выпуске Science исследователи представили работу, в которой им удалось синтезировать «зеркальную» РНК-полимеразу T7 с молекулярной массой 100 килодальтон, которая обеспечивает эффективную и достоверную транскрипцию L-РНК, что открывает новые возможности для их применения в диагностике и терапии. — Mirror-image T7 transcription of chirally inverted ribosomal and functional RNAs, «Биомолекула»: «D-аминокислоты: не только в Зазеркалье».

Нейробиология

Средство от осенней депрессии

Большинство из существующих антидепрессантов имеют ряд неприятных побочных эффектов, в том числе привыкание. Последний выпуск Science порадовал нас разработкой нового препарата — быстродействующего антидепрессанта, не имеющего таких недостатков. Дело в том, что стресс увеличивает взаимодействие между переносчиком серотонина (SERT) и синтазой оксида азота (nNOS), что вызывает состояние, схожее с депрессией. Новый антидепрессант снижает взаимодействие между этими компонентами, что приводит к быстрому возникновению антидепрессивного эффекта за счет усиления передачи сигналов серотонина в цепях переднего мозга. — Design of fast-onset antidepressant by dissociating SERT from nNOS in the DRN, «Биомолекула»: «Краткая история антидепрессантов».