Nature #585 (7826) + онлайны: сонное запоминание, нацеленные антибиотики и ускользающие клетки

• Онкология, микробиом. Колоректальный рак — злокачественное новообразование толстой кишки, при котором в геноме клеток кишечника накапливаются мутации. При этой болезни изменяется естественный микробиом, что вызывает нарушения иммунного ответа. Исследования показывают, что риск развития колоректального рака на 90% зависит от внешних факторов — в том числе от диеты и появления специфичной онкогенной микробиоты. В Nature опубликован обзор, где рассматривают возможные причины возникновения этого типа рака и взаимосвязь между дисбактериозом и воспалением клеток кишечника. — Host–microbiota maladaptation in colorectal cancer, «Биомолекула»: Новые функции кишечной микрофлоры.
• Вакцина от COVID-19. Три потенциальных вакцины от COVID-19 — разработки Moderna, Pfizer, а также совместный проект Оксфордского университета и AstraZeneca — находятся под прицелом научного внимания. Результаты клинических испытаний эффективности этих антикоронавирусных кандидатов могут стать известны уже в следующем месяце. Только вот напряжение в обществе относительно судьбы вакцин все больше растет. Беспокойство связано с «пинг-понговыми» решениями, когда клинические испытания сначала запускают, а потом приостанавливают, чтобы возобновить в другой стране. Политическое вмешательство добавляет остроты медицинским дебатам, влияя на решения о дате выхода вакцины. В Nature опубликовали обзор самых обсуждаемых околовакцинных вопросов — как добиться прозрачности в исследованиях, в чем роль политики и насколько высока целесообразность вакцинирования. Всем участникам клинических испытаний новых вакцин предлагают пройти ответить на вопросы бриф-анкеты, чтобы сделать данные о новых вакцинах более открытыми. — COVID-vaccine results are on the way — and scientists’ concerns are growing, «Биомолекула»: SARS-CoV-2.
• Молекулярка, иммунология. Некоторые мутации в лимфоклетках могут вызывать аутоиммунный лимфопролиферативный синдром — состояние, при котором развивается первичный иммунодефицит. Дальнейшее распространение такого состояния приводит к злокачественным патологиям иммунной системы. Чтобы разобраться в молекулярных причинах этой болезни, американские исследователи изучили белок N4BP1. Удаление генов этого белка у мышей приводило к массовому выбросу цитокинов — провоспалительных молекул. Этот эксперимент помог установить роль белка N4BP1 — супрессора цитокинового шторма, который сдерживает агрессивные аутоиммунные реакции. — Integration of innate immune signaling by caspase-8 cleavage of N4BP1, «Биомолекула»: Псориаз: Т-хелперы, цитокины и молекулярные шрамы.
• Клеточная биология, кардиология. Сердечно-сосудистые заболевания — основная причина смертности людей во всем мире. Чтобы разобраться в логике взаимодействий кардиомиоцитов, биологи из Кембриджа составили карту транскриптомов клеток сердца взрослого человека. В результате удалось оценить сложность организации сосудистой сети и идентифицировать специализированные сердечные регионы, где присутствуют защитные подгруппы клеток. — Functional genomic landscape of cancer-intrinsic evasion of killing by T cells, «Биомолекула»: Просто о сложном: CRISPR/Cas.
• Нейробиология, сон. Процесс закрепления и перехода памяти из кратковременной в долговременную контролируется клетками гиппокампа. Активация клеток происходит во время той фазы сна, когда наблюдаются короткие электрические импульсы нейронов. Если в этой фазе происходят нарушения нейронной активности, ухудшается закрепление пространственной и социальной памяти. — Hippocampal CA2 sharp-wave ripples reactivate and promote social memory, «Биомолекула»: Сон и старение I: «Часы в мозге» и влияние генов на ритм жизни.
• Микробиология, драг-дизайн. К 2050 году антибиотикорезистентность может стать основной причиной смертности людей. Проблема разработки новых антибиотиков классическими методами требует большого количества ресурсов и занимает много времени, что делает такой фармацевтический подход нерентабельным. Ученые из Института Пастера предложили альтернативный способ — собирать антибиотики на основе уже известных молекул. Первыми «испытуемыми» стали антибиотики из группы стрептограммина А, которые защищают организм от инфицирования золотистым стафилококком. Бактерии научились распознавать классические стрептограммины и уходить из-под атаки. Чтобы вернуть лекарственную способность этому препарату, ученые собрали новый антибиотик из кусочков разных вариантов стрептограмминовых молекул. Эксперимент на мышиных моделях подтвердил эффективность лекарства. — Synthetic group A streptogramin antibiotics that overcome Vat resistance, «Биомолекула»: Антибиотики и антибиотикорезистентность.

Science #369 (6511) + онлайны: прорастающие связи, воспалительные взаимодействия и логичные молекулы

• Паразитология. Шистостомы — разновидность паразитических плоских червей, которые вызывают поражения внутренних органов хозяина. Для улучшения терапии шистостомоза — заболевания, вызываемого этим видом паразитов, — ученые создали клеточный атлас плоских червей. Это помогло идентифицировать ген, ответственный за ключевой этап развития шистостом. Блокирование этого гена препятствует развитию болезни. — A single-cell RNA-seq atlas of Schistosoma mansoni identifies a key regulator of blood feeding, Large-scale RNAi screening uncovers therapeutic targets in the parasite Schistosoma mansoni, Transformative tools for parasitic flatworms.
• Антропология, генетика человека. Исследователи из Института Макса Планка предложили альтернативное объяснение вымирания неандертальцев. Причина — в потере Y-хромосомы. Впервые ДНК женщины-неандертальца просеквенировали еще в 1997 году, но разобраться с мужской хромосомой удалось только сейчас. Биологи буквально по кусочкам собрали Y-хромосомы пяти мужчин-неандертальцев, а затем сравнили их с наследственным материалом современного человека. Выяснилось, что неандертальцы и современные люди уже 370 тысяч лет назад имели общие корни. Возможно, причина вымирания неандертальцев в том, что Y-хромосома современных людей оказалась гораздо более конкурентоспособной и вытеснила мужскую хромосому поздних неандертальцев. — How Neanderthals lost their Y chromosome, «Биомолекула»: Курить – Y-хромосоме вредить, Кто все эти люди?!
• Клеточная биология. Пироптоз и некроптоз — виды программируемой клеточной смерти, которые запускаются в ответ на воспаление. Этот процесс приводит к образованию специфичного аминокислотного фрагмента, который расщепляет клеточную мембрану. В результате из клеток высвобождаются медиаторы воспаления и запускается воспалительная реакция. Предотвратить процесс пироптоза помогает диметилфумарат — вещество, блокирующее образование пор на мембране. Использование диметилфумарата в качестве лекарства предотвращает сильную воспалительную реакцию организма. — Succination inactivates gasdermin D and blocks pyroptosis, Preventing pores and inflammation, «Биомолекула»: Апоптоз, или Путь самурая.
• Молекулярка. Неправильная сборка мембранных белков приводит к клеточному стрессу и нарушению функций организма. Биологи идентифицировали молекулу-реконструктор — переносчик Р5А-АТФазу, которая удаляет из мембраны белки с нарушенной конформацией. Расшифровка молекулярного сценария работы этого переносчика показала, как именно Р5А-АТФазае удается выявлять точечные мембранные поломки. — The endoplasmic reticulum P5A-ATPase is a transmembrane helix dislocase.
• Иммунология, половой паразитизм. Жить на большой глубине темно, холодно и одиноко. Чтобы не тратить силы на поиск полового партнера, самцы рыб-удильщиков прикрепляются к самкам — в некоторых случаях навсегда. Оба партнера буквально сплетаются — их ткани и кровеносные сосуды прорастают друг в друга. Эта созависимость ослабляет иммунную систему обоих организмов. Чтобы сбалансировать работу иммунитета, рыбы-удильщики в процессе эволюции закрепили сниженные иммунные реакции на внешние воздействия. Это открытие показывает, что развитие иммунной системы позвоночных может быть более гибким, чем предполагалось ранее. — The immunogenetics of sexual parasitism.
• Молекулярка, таргетная терапия. Задача таргетного лечения — нацелить лекарство на конкретные виды больных тканей и клеток. Ученые из США разработали высокоспецифичные белковые переключатели Co-LOCKR, которые точечно связываются с антигенами. Более того — эти молекулы активируются только в том случае, если на поверхности антигена присутствуют определенные рецепторы. Логика поведения Co-LOCKR соответствует правилам алгебраической логики: эти переключатели изменяют свою конформацию при выполнении условий «И», «ИЛИ» и «НЕ». Первые результаты работы Co-LOCKR удалось получить для нацеливания Т-лимфоцитов на опухолевые клетки с конкретными рецепторами. — Designed protein logic to target cells with precise combinations of surface antigens, «Биомолекула»: Таргетная терапия — прицельный удар по болезни.
• Структурка. НАДН-дегидрогеназный комплекс I дыхательной цепи окисляет НАДН и восстанавливает убихинон, перекачивая протоны на другую сторону мембраны. Биологи из Австрии зафиксировали пять состояний комплекса I с помощью методов криоэлектронной микроскопии. В результате удалось обнаружить молекулярный механизм переноса протонов в митохондриях благодаря конформационным изменениям и электростатическим взаимодействиям в мембранах. — The coupling mechanism of mammalian respiratory complex I.
• Экология, биоразнообразие. В почти необитаемых лесах Центральной Африки представлены редкие виды мегафауны, которые не избежали угрозы вымирания. Международная команда исследователей оценила доступность пищи в африканских тропиках с помощью фотоснимков в национальном парке Лопе. За последние 30 лет плодоношение фруктовых деревьев снизилось на 81%. Из-за этого пострадали слоны — дефицит фруктов привел к гибели 11% популяции животных за период с 2008 по 2018 год. Это фруктовое голодание может привести к полному вымиранию африканских слонов и нарушить экосистемы в тропической Африке. — Long-term collapse in fruit availability threatens Central African forest megafauna.