https://biolabmix.ru/catalog/rna-transcription-mrna/?erid=LdtCKWnpq
Подписаться
Оглавление
Биомолекула

SciNat за октябрь 2023 #2: дополнительные функции гемоглобина, как беременность готовит мозг к материнству и как эволюция «переключала» полет насекомых

SciNat за октябрь 2023 #2: дополнительные функции гемоглобина, как беременность готовит мозг к материнству и как эволюция «переключала» полет насекомых

  • 398
  • 0,2
  • 0
  • 0
Добавить в избранное print
Дайджест

На обложке нового выпуска Science изображены организмы, изученные с помощью древней ДНК: шерстистые мамонты, гоминины, пыльца древних растений... Действительно, древняя ДНК дала нам возможность заглянуть в прошлое нашей планеты. Зачастую именно в ней можно найти ответы, которые не дала, например, палеонтология. Но и палеонтология до сих пор преподносит нам сюрпризы: точно ли мы знаем, когда люди появились в Северной Америке? А как формировались сообщества в древних озерах? Ответ на эти (и многие другие) вопросы уже совсем не обязательно искать в древних породах, — его можно найти на страницах Science, Nature и, конечно, в дайджесте «Биомолекулы». — A continuous fish fossil record reveals key insights into adaptive radiation, «Independent age estimates resolve the controversy of ancient human footprints at White Sands».

Научные новости второй недели октября богаты интересными исследованиями в области эволюции и антропологии. Из нашего дайджеста и, конечно, из статей нового выпуска Science, вы сможете узнать, когда на самом деле человеком была освоена Северная Америка, а исследования из Nature подробно расскажут про типы полета насекомых и о том, как они «включались» и «выключались» в процессе эволюции. Нельзя не отметить и новую стратегию иммунотерапии, уже показывающую многообещающие результаты; а в изучении патологий хрящевых тканей еще один шаг сделало исследование, показавшее неожиданную роль привычного нам гемоглобина. Обо всем этом можно прочесть в новых выпусках научных медиагигантов и, конечно, в нашем воскресном дайджесте.

Физиология

Незаменимый не только в эритроцитах

Жизненно необходимый кислород доставляется в клетки и ткани нашего организма посредством кровеносной системы. Однако что спасает от гипоксии бессосудистые хрящевые ткани? Оказывается, хондроциты от гибели защищает все тот же гемоглобин. Исследователями был открыт уникальный механизм, о котором они рассказали в новом выпуске Nature: в ответ на гипоксию хондроциты производят большое количество гемоглобина с образованием безмембранных телец, так называемых Hedy. Без этих телец наблюдается тяжелая гипоксия и обширная гибель хондроцитов в хрящевой ткани. — An extra-erythrocyte role of haemoglobin body in chondrocyte hypoxia adaption, «Биомолекула»: «Возможна ли жизнь без гемоглобина?».

Беременность готовит мозг к материнству

Беременность — особенное время, когда весь организм готовится к материнству, ведь вынашивание ребенка требует большого количества энергии. Но помимо физиологических изменений, происходят и поведенческие: у животных мы часто наблюдаем гнездование, уход и заботу. Эстрадиол и прогестерон, те же самые гормоны, которые перестраивают тело во время беременности, отвечают и за поведенческие изменения. Недавно исследователи выяснили, как именно это происходит: эстрадиол и прогестерон изменяют активность галаниновых нейронов так, что чувствительность к раздражителям, исходящим от детенышей (например, к запахам и голосу), становится намного сильнее. — Hormone-mediated neural remodeling orchestrates parenting onset during pregnancy.

Геномные и протеомные исследования

Средства зависят от цели

Протеомные платформы, разработанные компаниями SomaLogic и Olink, в сочетании с геномными данными способны помочь в решении одной из важнейших медицинских задач — понимании того, как связаны между собой геномная последовательность, количество белка в плазме и различные заболевания. Обе платформы используют принцип аффинности для измерения уровня белка, но технологии несколько отличаются количеством связанных с белком антител. Исследование, результаты которого были опубликованы в Nature, говорит о том, что выбор платформы принципиально важен и может, в зависимости от условий, сильно повлиять на результаты исследования. Кстати, это первое действительно масштабное исследование, посвященное сравнению Olink и SomaScan. — Large-scale plasma proteomics comparisons through genetics and disease associations, «Биомолекула»: «12 методов в картинках: протеомика», «Миллиард на протеомику».

Структурка

Короткие Аргонавты в деталях

Белки Argonaute (Ago) хорошо известны своим участием в механизме РНК-интерференции. Существуют как длинные, так и короткие белки Agos, и если механизмы, лежащие в основе действия длинных белков Agos достаточно изучены, то разгадать механизм действия коротких Agos совсем недавно помогла криоэлектронная микроскопия. Результаты этого исследования были опубликованы в Nature на прошедшей неделе. Белковый комплекс SPARTA состоит из двух доменов белка Ago, соединяющихся с доменом белка TIR. Связывание нуклеиновой кислоты вызывает конформационные изменения этого комплекса, что способствует его димеризации. А уже два димера SPARTA через свои TIR-домены образуют тетрамер. При этом их конформация указывает на НАДазную активность, участвующую в процессе активации Ago. — Nucleic acid-triggered NADase activation of a short prokaryotic Argonaute, «Биомолекула»: «Кодирующие некодирующие РНК», «Обо всех РНК на свете, больших и малых».

Структура белкового радикала R2

Рибонуклеотидредуктазы отвечают за синтез строительных блоков ДНК. Во время этого процесса внутри субъединицы R2 генерируется свободный радикал, который затем переходит на субъединицу R1. В новом исследовании, опубликованном в Science, представлена структура белкового радикала класса Ie R2 с неповрежденным радикалом, присутствующим в его ядре, а наблюдение этой структуры возможно только с использованием методов серийной фемтосекундной кристаллографии, которые полностью исключают повреждение рентгеновскими лучами. — Structure of a ribonucleotide reductase R2 protein radical.

COVID-19

Двойной рецептор коронавирусов

Спайковые белки коронавируса отвечают за связывание рецепторов, слияние мембран и проникновение вируса в клетку, поэтому они являются отличными терапевтическими мишенями. Они могут иметь «открытую» и «закрытую» конформации, чтобы и прикрепляться к клетке, и вовремя уклоняться от иммунитета хозяина. Спайковые белки чаще переходят в открытое состояние в ответ на определенные сигналы, а не спонтанно. Недавнее исследование, опубликованное в Nature, показало, что спайковый белок коронавируса простуды HKU1 претерпевает конформационные изменения после связывания первичного рецептора на основе сиалогликанов с доменом S1А. После этого домен S1B переходит в открытое состояние, позволяя коронавирусу прикрепиться к клетке. — Sialoglycan binding triggers spike opening in a human coronavirus, «Биомолекула»: «COVID-19: что мы знаем и чего не знаем», «Под шипами: омиксные технологии помогают понять молекулярные механизмы патогенности SARS-CoV-2 и SARS-CoV».

Предугадать следующий шаг

Эволюция коронавируса во время пандемии SARS-CoV-2 ознаменовалась появлением новых штаммов вируса, различающихся по вирулентности и иммунной реактивности. Исследователи использовали сыворотку пациентов, вакцинированных и инфицированных рядом штаммов коронавируса, чтобы составить карту эволюционной траектории коронавируса. Этот анализ имеет важное значение для понимания эволюции вируса и определения того, избегают ли новые варианты вируса нейтрализации антителами, а также для оценки необходимости разработки новых вакцин. — Mapping SARS-CoV-2 antigenic relationships and serological responses, «Биомолекула»: «Хроника распространения SARS-CoV-2».

Онкология

Новая стратегия иммунотерапии

Протеин-тирозинфосфатазы PTPN2 и PTPN1 являются центральными регуляторами воспаления, однако это достаточно сложные лекарственные мишени. Дело в том, что их активный сайт считается непригодным для терапии. Однако на прошедшей неделе в Nature была опубликована работа, рассказывающая о новом ингибиторе активного центра протеин-тирозинфосфатаз AC484, первого в своем классе биодоступного при пероральном приеме. В испытаниях in vitro и на животных моделях AC484 способствует активации популяций иммунных клеток и генерирует мощный противоопухолевый иммунитет. В настоящее время ингибитор проходит оценку у пациентов с солидными опухолями. — The PTPN2/PTPN1 inhibitor ABBV-CLS-484 unleashes potent anti-tumour immunity, «Биомолекула»: «Как развивалась иммунотерапия рака?», «Рак и его команда. Борьба во имя иммунотерапии».

Экология

Внимание, амфибии!

Неутешительные результаты второй Всемирной оценки популяций амфибий представлены в новом выпуске Nature. Исследователи изучили состояние более 8 тысяч видов амфибий, находящихся в Красной книге. Оказывается, этот класс позвоночных находится в наибольшей опасности, и ситуация только ухудшилась с 2004 года, когда была проведена первая Всемирная оценка популяций амфибий. Основные причины такого ухудшения — изменение климата и, как следствие, потеря животными среды обитания. — Ongoing declines for the world’s amphibians in the face of emerging threats.

Эволюция

Палеонтологическая летопись озера Виктория

Адаптивной радиацией называют возникновение разных групп организмов от общего предка в процессе эволюции. Этот процесс включает в себя настолько большое количество факторов, что оценить их роль — трудная задача, особенно при скромном количестве палеонтологических данных. Исследователям удалось изучить и представить палеонтологическую летопись цихлид в озере Виктория и реконструировать процесс формирования рыбного сообщества в этом водоеме. Они также показали, что все основные таксоны в озере появились одновременно, как только начало формироваться современное озеро. — A continuous fish fossil record reveals key insights into adaptive radiation.

Как эволюционировал полет насекомых

Для насекомых характерны два способа полета. У некоторых из них летательные мышцы активируются синхронно с каждым взмахом крыльев. Однако для других характерен «асинхронный» полет, когда сокращение летательных мышц происходит чаще, чем активация нервной системы, что позволяет некоторым насекомым взмахивать крыльями более 800 раз в секунду. Предполагалось, что «асинхронный» полет возник в процессе эволюции независимо несколько раз у различных групп насекомых. Однако новое исследование, опубликованное в Nature, опровергает это предположение и доказывает, что такой полет произошел от одного общего предка. Эволюция «включала» и «выключала» этот механизм несколько раз, что было показано с помощью биофизических моделей и роботизированных платформ. — Bridging two insect flight modes in evolution, physiology and robophysics.

Так когда же открыли Америку?

Традиционно считается, что человек прибыл в Северную Америку около 16–13 тыс. лет назад. Однако доказательства, собранные в последние годы, говорят о том, что это произошло гораздо раньше. В 2021 году окаменелые следы из национального парка Уайт-Сэндс в Нью-Мексико были датированы периодом от 20 000 до 23 000 лет назад. Исследователи, более подробно изучив окаменелые следы из Уайт-Сэндс, подтвердили эти данные, что позволяет доказать обитание человека далеко к югу от ледниковых щитов во время последнего ледникового максимума. — Independent age estimates resolve the controversy of ancient human footprints at White Sands.

«Теория сборки» собрала вместе биологию и физику

Разнообразие и сложность существующих видов и эволюционного процесса заставляет исследователей искать новый подход к пониманию эволюции. Так, международная команда исследователей, опубликовавшая статью в Nature, разработала новую теоретическую модель, объединяющую инертную и живую материю. Ни биология, ни физика не описывают процесс создания новых фенотипов. Теория сборки предлагает решение этой проблемы, описывая, как возникновение и отбор новизны действует в процессах, направленных в будущее. В отличие от физики, она рассматривает объект не как отдельную частицу, а как сущность, определяемую историей своего формирования. — Assembly theory explains and quantifies selection and evolution.

Молекулярка

Тайна появления хлорофилла С

Из всех видов хлорофилла водоросли используют именно хлорофилл С в качестве вспомогательного пигмента. Одновременно с этим, физиологическое значение и биосинтетическое происхождение данного типа хлорофилла наименее изучены. Исследователи, опубликовавшие свою работу в Science, сделали важное открытие, подтвердив участие диоксигеназы в биосинтезе хлорофилла С. Более того, у водорослей с мутацией в гене, кодирующем диоксигеназу, нарушены уровень пигмента и фотосинтетическая активность. — A chlorophyll c synthase widely co-opted by phytoplankton.

(Не)самурайская киназа

В инфицированных тканях млекопитающих клетки начинают вырабатывать воспалительный цитокин интерферон-γ (IFN-γ), что позволяет стимулировать врожденный и адаптивный иммунитет. Интерферон запускает экспрессию сотни генов, в том числе киназы PIM1 и ГТФазы GBP1. Исследователи обнаружили защитный механизм, посредством которого PIM1 фосфорилирует GBP1 и «запрещает» ГТФазе разрушать аппарат Гольджи и вызывать гибель клеток. Когда патоген начинает мешать передаче сигналов IFN-γ, PIM1 разрушается, что позволяет GBP1 контролировать рост патогена. — PIM1 controls GBP1 activity to limit self-damage and to guard against pathogen infection.

Комментарии