Nature #524 (7565) + онлайны: клетки-победительницы и клетки-неудачницы, нейроны-белые вороны, алгоритм для поиска новых типов клеток

• Структурка, микробиология. Обычно бактерии извлекают фосфор из фосфатов, но когда всё плохо и ресурсы фосфатов на исходе, они могут воспользоваться и фосфонатами. Это эфиры фосфоновых кислот, в которых присутствует весьма стойкая связь атома углерода с атомом фосфора (С—P; в органических фосфатах углерод соединяется с фосфором через атом кислорода). Чтобы разлагать фосфонаты, нужен специальный ферментативный комплекс. В общем-то, было давно известно, что он существует, но подробно его структуру впервые разобрали только сейчас. — Structural insights into the bacterial carbon—phosphorus lyase machinery.
• Структурка. Гамма-секретаза — фермент, встроенный в мембрану нейронов. Нарушение его работы считается одной из главных причин болезни Альцгеймера. Посмотрим на его нормальную, ненарушенную структуру в разрешении 3,4 ангстрем. — An atomic structure of human γ-secretase.
• Биология развития. То, какую ткань образуют клетки эмбриона, зависит в том числе от их формы. У эмбрионов дрозофилы зародышевая полоска удлиняется за счёт сборки-разборки сетей из актина и миозина в клетках, её составляющих. Самое интересное то, что скорость распада и сборки этих актомиозиновых сетей не требует регуляции никакими ферментами. — A self-organized biomechanical network drives shape changes during tissue morphogenesis.
• Физиология. Если кислорода всё время не хватает (как, например, высоко в горах), артериолы лёгких меняют своё строение. Их стенки постоянно сокращены, а значит, кровяное давление в лёгких повышено. Возникает хроническая лёгочная гипертония. Тем не менее, у некоторых крыс, которых содержали при постоянном недостатке кислорода, данная болезнь не развивалась. Это не счастливая случайность, а намеренное выключение гена переносчика цинка ZIP12. — The zinc transporter ZIP12 regulates the pulmonary vascular response to chronic hypoxia.
• Нейробиология. С точки зрения сетчатки всё видимое поле делится на «пиксели», которые регистрируют фоторецепторы. Эти фоторецепторы объединяются в группы — рецептивные поля. Информацию от одного рецептивного поля к «высшему начальству», ганглиозной клетке, несёт посредник — биполярная клетка. У каждой ганглиозной клетки в ведении несколько таких посредников. Некоторые ганглиозные клетки умеют определять, движется маленький видимый объект или нет. Они получают часть импульсов не так, как все: не напрямую от биполярных клеток, а через посредников — амакриновые клетки типа VG3-AC. Из-за этого информация от части фоторецепторов запаздывает, что позволяет ганглиозной клетке оценить, что смещается быстрее — объект в центре рецептивного поля или его фон. — Sidekick 2 directs formation of a retinal circuit that detects differential motion.
• Клеточная биология. Жизнь — это конкуренция. Конкурируют не только отдельные особи, но и клетки внутри одного организма. В последнем случае выживают те, кто быстрее пролиферирует. Оказывается, клетки-победительницы, задавив апоптозом соседние медленно пролиферирующие клетки-неудачницы, не останавливаются на этом и активно ищут новые жертвы. Они перемешиваются с неудачницами, вклиниваясь в ряды последних за счёт разницы в свойствах плазматических мембран. — Cell mixing induced by myc is required for competitive tissue invasion and destruction.
• Экология, ботаника. Сколько видов семенных, папоротников, хвощей и им подобных растёт не на своём месте из-за деятельности человека? Теперь известно: 13,168. Это 3,9% всех видов сосудистых растений и примерно столько же, сколько встречается во всей Европе. Много ли это? Могут ли все эти чужеродные виды нарушить экосистемы тех мест, в которые их волей-неволей занесёт человек? Конечно, да, и риски, связанные с акклиматизацией таких растений, нужно вычислить. — Global exchange and accumulation of non-native plants.
• Эволюция, генетика. Откуда в ядрах клеток эукариот гены прокариот? Согласно теории симбиогенеза, бактериальные гены нам принесли двумембранные органоиды, которые сами в прошлом были прокариотами. При этом секвенирование геномов эукариот создаёт впечатление, будто бы ядерные организмы часто и охотно делятся генами с доядерными, осуществляя горизонтальный перенос генов. Судя по новым данным, это впечатление обманчиво. — Endosymbiotic origin and differential loss of eukaryotic genes, Evolution: Gene transfer in complex cells.
• Молекулярка, методы. Чтобы найти новые типы клеток, старых добрых анализов экспрессии маркерных генов в целом образце ткани уже недостаточно. Ведь ничто не запрещает клетке какого-нибудь крайне редкого типа встретиться в образце ткани только один раз. На такой случай разработали алгоритм RaceID. Он анализирует результаты секвенирования иРНК одной-единственной клетки из популяции. Метод уже дал результаты: с его помощью в тонком кишечнике нашли новый очень редкий тип энтероэндокринных клеток. — Single-cell messenger RNA sequencing reveals rare intestinal cell types, Computational biology: How to catch rare cell types. См. также: Секвенирование единичных клеток (версия — Metazoa).
• Иммунология, эпигенетика. Чтобы завершить воспаление, нужно запустить сложный эпигенетический механизм, один из участников которого — фермент Tet2. Он подавляет экспрессию интерлейкина-6 (одной из «молекул воспаления»), притом делает это через деацетилирование гистонов, а не с помощью «более традиционного» метилирования самой ДНК. — Tet2 is required to resolve inflammation by recruiting Hdac2 to specifically repress IL-6.

Science # 349 (6250) + онлайны: флуоресценция против полупаразита, регуляторы регуляторов транскрипции, самый неразборчивый хищник

• Структурка. Все пять рибонуклеопротеиновых частиц, а также множество фрементов и кофакторов сплайсомы прематричной ДНК дрожжей как на ладони в разрешении 3,6 ангстрем. — Structure of a yeast spliceosome at 3.6-angstrom resolution, Structural basis of pre-mRNA splicing.
• Структурка. Нуклеопорины — белки, входящие в состав одной из самых важных и сложно устроенных клеточных «дырок» — ядерных пор. Через ядерные поры одни вещества уходят из ядра в цитоплазму, а другие движутся в обратном направлении. Здесь учёные разбирают структуру из трёх видов нуклеопоринов, характерную для ядерных пор многоклеточных. — Crystal structure of the metazoan Nup62•Nup58•Nup54 nucleoporin complex.
• Структурка, молекулярка. У бактерий на работу РНК-полимеразы влияют сигма-факторы, они нужны для начала транскрипции. Один из них — ς54, особенно важный для генов стрессовых ответов. Структурный анализ выявил, что сразу после образования комплекс РНК-полимеразы с ς54 неактивен, и в это время ς54 не даёт ДНК связаться с ферментом. — Structures of the RNA polymerase-σ54 reveal new and conserved regulatory strategies.
• Молекулярка, физиология растений. Африканское растение-полупаразит Striga hermonthica давно и серьёзно угрожает урожаям сорго и других важных культур. Сразу после прорастания из семени оно движется к корням культурных растений, находя их по выделяемому ими гормону стриголактону. Японские учёные создали вещество, имитирующее стриголактон. Оно связывается с рецепторами к настоящему гормону на клетках Striga hermonthica, из-за чего начинает флуоресцировать. Местонахождение стриголактоновых рецепторов научились определять, осталось понять, чем их можно дезактивировать, и африканские посевы будут спасены. — Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence.
• Молекулярка. От одного гена можно получить несколько разных иРНК в зависимости от того, какие интроны вырезать, а какие оставить в пре-мРНК (альтернативный сплайсинг). Так вот, регуляторные факторы, которые влияют на результат сплайсинга, сами регулируются собственными регуляторными факторами. Дедовщина в мире молекул? Может, оно и так. Вот только, судя по всему, именно благодаря ней мы отличаемся от рыб и птиц. — An alternative splicing event amplifies evolutionary differences between vertebrates.
• Клеточная биология, рак. Потенциал на клеточной мембране влияет на свойства её фосфолипидов, а они, в свою очередь, воздействуют на количество и расположение молекул ГТФазы K-Ras — фермента, связывающего гуанин. K-Ras регулирует пролиферацию клетки, и если его активность проявится не в том месте и с неправильной силой, может образоваться опухоль. Получается, что клетка может переродиться в раковую из-за «неверного» мембранного потенциала. — Membrane potential modulates plasma membrane phospholipid dynamics and K-Ras signaling, Lipids link ion channels and cancer.
• Молекулярка, микробиология. Фактор транскрипции CueR у кишечной палочки не трогает уже имеющиеся связи ДНК и белков, как это обычно делают подобные молекулы. CueR меняет топологию ДНК, и, как следствие, её способность связываться с промотором. Он репрессирует транскрипцию, когда не несёт иона меди, и активирует, когда медь появляется. — Allosteric transcriptional regulation via changes in the overall topology of the core promoter.
• Экология. Самый свирепый хищник — конечно, человек. И самый несбалансированный тоже. Хищники никогда не выедают популяцию жертв полностью, да и выбирают жертвами в основном старых, малых и больных, а мы... ну, все и так знают. Со времён пещерного человека наше хищничество никуда не делось, оно служит важным экологическим фактором и сейчас, наравне с нефтью, свалками и шумом. — The unique ecology of human predators, A most unusual (super)predator.
• Этика, экология. Что будет, если высаживать леса из генномодифицированных деревьев? Этого мы пока точно не знаем, но ясно одно: для сохранения лесов нужны новые биотехнологии. Ведь генная инженерия растений касается в основном трав, а деревья по большей части так и остаются без генов для защиты от паразитов и изменений климата. — Genetically engineered trees: Paralysis from good intentions.