О развитии головного мозга человека, в особенности его коры, мы и по сей день знаем сравнительно немного. Оно и понятно: единственный доступный ученым материал — мертвые зародыши на разных стадиях развития, а наблюдать процесс в «прямом эфире» в утробе матери по понятным причинам невозможно. Вместе с тем основы многих психических расстройств, таких как аутизм и шизофрения, могут крыться именно в сбоях, происходящих на самых ранних этапах развития мозга. Однако не всё так безнадежно: на помощь могут прийти искусственно выращенные модели головного мозга — так называемые органоиды. Совсем недавно Science опубликовал сравнение профиля экспрессии генов искусственно выращенной модели головного мозга и «настоящего» мозга человека на разных стадиях развития. Мы поговорили об этой работе с одним из руководителей исследования — Алексеем Абызовым.

Повсеместно распространенная устойчивость бактерий к большинству антибиотиков, применяемых в современной медицине, грозит скорым ренессансом смертоносных бактериальных инфекций и потому вызывает большое беспокойство в кругах медиков и биологов. Поэтому одно из направлений, привлекающее внимание многих исследователей, — антимикробные пептиды, которые сами же бактерии и продуцируют для борьбы с конкурентами — другими бактериальными клетками. Зачастую эти пептиды содержат причудливые химические модификации, придающие им токсические свойства. Какие бактериальные ферменты осуществляют реакции, приводящие к таким замысловатым модификациям? Группа исследователей Центра наук о жизни Сколковского института науки и технологий совместно с исследователями из Центра Джона Иннса в Великобритании изучили ферментный комплекс, который синтезирует микроцин B17 — антибактериальный пептид, продуцируемый кишечной палочкой (Escherichia coli), и выявили химический механизм реакций, которые придают ему свойства токсина. Первый автор работы, Дмитрий Гиляров, любезно согласился прокомментировать исследование и рассказал, каковы перспективы применения бактериальных пептидов в клинической практике.

Многие издания подводят в конце декабря итоги печатного года — и «Биомолекула» не исключение. Знакомьтесь с нашим хит-парадом статей, которые в 2018 году читали чаще всего! Если вы видели прошлогодний «парад открыток», то что-то может вам показаться знакомым — некоторые обзорные статьи не теряют актуальности и продолжают регулярно просматриваться. Но появились и новички, которые привлекли к себе много читателей.

Технология редактирования генома, основанная на CRISPR/Cas, стремительно набирает популярность в качестве инструмента для решения самых разных биологических задач. Чаще всего в качестве редактора используют белок-эффектор Cas9, который с помощью направляющей (гидовой) РНК узнает ДНК-мишень, а затем разрезает ее. Впрочем, несмотря на свою популярность, Cas9 не лишен недостатков, в частности, он нередко разрушает не те мишени, которые были запрограммированы в гидовой РНК. Возможная альтернатива Cas9 — белки Cas12, в частности Cas12b, которые несколько лет назад предсказал сотрудник, а тогда аспирант, Сколтеха Сергей Шмаков. Любопытно, что, несмотря на то что для распознавания мишени Cas12b нужно спаривание всего лишь пяти нуклеотидов гидовой РНК с мишенью, этот фермент довольно специфичен. Как же Cas12b это удается? В работе, опубликованной журналом RNA biology, аспирантка Ишита Джайн из Центра наук о жизни Сколтеха и ее соавторы решили разобраться с этим. Попробуем разобраться и мы.

Арсенал защитных инструментов бактерий, с помощью которых они дают отпор фагам, не исчерпывается хорошо изученными системами рестрикции-модификации и CRISPR/Cas: существует множество других защитных систем, изученных значительно хуже. Исследователи из Центра наук о жизни Сколтеха и других организаций вплотную занялись одной из таких систем, которая известна как BREX (от англ. bacteriophage exclusion). Хотя механизм ее работы всё еще неизвестен, ученые смогли понять, как эта система распознает, какую ДНК нужно разрушить, а какую — нет. В этой статье мы не только разберемся в известных деталях функционирования системы BREX, но и побеседуем с первым автором публикации в Nucleic Acid Research — Юлией Гордеевой, которая, кстати, на момент выполнения работы была только студенткой-магистрантом Сколтеха.

Говоря о системе CRISPR/Cas, в большинстве случаев имеют в виду локусы CRISPR, содержащие спейсеры и повторы, и связанные с ними гены, кодирующие белки Cas. Однако, помимо Cas, существуют и другие белки, тесно связанные с CRISPR. Некоторые из них строго необходимы для функционирования системы, другие встречаются вблизи локусов CRISPR лишь изредка. Как понять, имеет ли белок какое-либо отношение к CRISPR/Cas или нет? Группа ученых из Центра наук о жизни Сколтеха и Национальных институтов здоровья на страницах престижного журнала Proceeding of National Academy of Sciences сообщила о создании специального инструмента, который позволит ответить на этот вопрос. В нашей статье мы его и обсудим.

В одном из сентябрьских номеров Science вышла статья, в которой рассказывалось об открытии защитной системы растений, имеющей много общего (неожиданно!) с нервной системой животных... Оказалось, что Arabidopsis thaliana может передавать кальциевые сигналы к своим отдаленным органам с весьма большой скоростью, используя рецепторы к глутамату в качестве сенсоров повреждения. В ответ на эти сигналы растение усиливает синтез различных защитных веществ, которые предотвращают его дальнейшее поедание травоядными животными. Наша статья посвящена деталям этого открытия.

Возможно, в ближайшем будущем школьники наконец-то получат возможность «потрогать руками» молекулярную биологию и почувствовать себя настоящими учеными. Команда американских ученых разработала уникальный набор для интерактивного обучения молекулярной биологии, с которым сможет справиться любой школьник, а результат выполнения заданий — пробирки, флуоресцирующие разными цветами, — никого не оставит равнодушным. Набор не предполагает наличия какого-то специального оборудования, а для выполнения заданий не требуется особых навыков — просто налить воды в пробирку и оставить на сутки! Стоимость набора, рассчитанного на класс из тридцати человек, составит менее $100, поэтому его сможет позволить себе любая школа. Наша статья посвящена этому технологическому чуду, которое может принципиально изменить концепцию школьного преподавания молекулярной биологии.