Андрей Панов 60,9

Бесконечная гонка вооружений между прокариотическими системами CRISPR-Cas и мобильными генетическими элементами часто приводит к тому, что последние либо обзаводятся специальными механизмами, позволяющими им нейтрализовать действие CRISPR-Cas, либо приобретают мутации, благодаря которым они уклоняются от действия защитных систем. Однако, как недавно показала группа ученых во главе с Константином Севериновым, в бактериальных популяциях сохраняется небольшое количество копий плазмид, которые являются прямыми мишенями систем CRISPR-Cas клеток-хозяев и, более того, при этом не приобретают защитных мутаций. Как же этим плазмидам удается сохраняться в бактериальной популяции и зачем это может быть полезно бактериям? Давайте разбираться.

Когда-то давно мне пришла в голову идея научно-фантастического романа о жизни на далекой планете, генетический материал которой представлен не правозакрученной, а левозакрученной ДНК. Впрочем, сценарий не такой уж фантастический: левозакрученная ДНК, она же Z-ДНК, есть и в простых земных клетках, хотя функциональное ее предназначение остается малопонятным. Что мы знаем об этой таинственной форме ДНК? Что она делает в живых клетках? Ответам на эти и другие вопросы и посвящен наш обзор.

Бактерии продуцируют массу разнообразных веществ, многие из которых обладают противомикробной активностью и служат оружием в конкурентной борьбе между бактериальными клетками. Недавнее исследование показало, что кластеры генов, необходимых для синтеза этих антибактериальных веществ, часто входят в состав профагов — фагов, интегрированных в бактериальный геном. Похоже, что многие умеренные фаги выступают в роли своеобразных оруженосцев для бактерий, постоянно конкурирующих друг с другом.

Коронавирусы человека — относительно молодое для науки явление. Первый из них был описан в середине 60-х годов XX века, седьмой стал общемировой проблемой лишь в XXI-м. А что, если от коронавирусной инфекции люди страдали еще в те далекие времена, когда никто не знал слов «локдаун» и «самоизоляция»? Коллективу ученых из США и Австралии удалось заглянуть в доисторическую эпоху верхнего палеолита и с помощью методов эволюционной генетики найти следы масштабной коронавирусной эпидемии, поразившей группы охотников-собирателей более 20 тыс. лет назад на территории Восточной Азии.

Выпуски этой недели расскажут вам о фракталах в цветной капусте, огорчат несколькими новостями о коронавирусе и его штаммах, поведают, как птицы научились чувствовать сладкий вкус, и поразят новостью, что теперь возможно измерить активность мозга у летучей мыши даже в полете.

На этой неделе в номерах Nature и Science довольно много статей посвященных иммунологии. Во-первых, вы узнаете, как работает мРНК-вакцина Pfizer-BioNTech. Во-вторых, прочтете, как иммунная система способствует поддержанию гомеостаза в кишечнике, какие иммунные реакции снижают патологию при болезни Альцгеймера, как не иммунные клетки справляются с бактериями и почему пожилые тяжелее болеют ковидом. Кроме того, вы найдете информацию о том, как мы реагируем в случае опасности, как организм обучается искать пищу и что пространственная память у птиц организована схоже с грызунами, хотя в эволюции эти животные разошлись миллионы лет назад.

Механизм симметричного деления бактериальных клеток и разделения по дочерним клеткам копий генома изучен довольно подробно и даже успел попасть на страницы учебников. Вместе с тем существует ряд бактерий с явной асимметрией клеток. Как же они делятся? Недавно на страницах журнала Current Biology вышла статья, описывающая деление и распределение хромосом по дочерним клеткам у Bdellovibrio bacteriovorus — хищных бактерий, обладающих явной клеточной асимметрией. Более того, результатом деления одной бактерии этого вида являются не две клетки, а больше. Как происходит деление этой во всех смыслах удивительной бактерии? Давайте разбираться.

В этом году вирусология отмечает необычный юбилей. Ровно 50 лет назад американский ученый Дэвид Балтимор предложил классификацию вирусов, основанную на молекулярном составе их геномов и этапах экспрессии генов. Балтимор подразделил все известные на тот момент вирусы на шесть классов: вирусы, геномы которых представлены двухцепочечной ДНК; вирусы с геномами из одноцепочечной ДНК; вирусы с геномами из двухцепочечной РНК; вирусы с геномами из одноцепочечной РНК положительной полярности; вирусы с геномами из одноцепочечной РНК отрицательной полярности; вирусы, способные к обратной транскрипции, у которых РНК-геном положительной полярности с помощью специального фермента в клетке переходит в форму двухцепочечной ДНК. Эта система оказалась так проста и изящна, что, несмотря на стремительное развитие вирусологии на рубеже веков и в новом тысячелетии благодаря усовершенствованию методов секвенирования, по-прежнему активно используется учеными. Какие преобразования претерпела система Балтимора за минувшие полвека? Можно ли на основе классификации Балтимора создать «периодическую систему вирусов», позволяющую, подобно периодической системе химических элементов, предсказывать свойства еще не описанных групп вирусов?