Доброй традицией Нобелевского комитета становится признание значимости методик, позволяющих «разглядеть» отдельные атомы: в 2014 году отметили сверхразрешающую микроскопию, а 4 октября 2017 года Нобелевскую премию по химии присудили «за разработку метода криоэлектронной микроскопии». Лауреатами стали трое исследователей: Жак Дюбоше из Университета Лозанны, Йохим Франк из Колумбийского университета в Нью-Йорке и Ричард Хендерсон из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже. Заморозка биомолекул в движении позволяет получать их изображения в высоком разрешении, а методики компьютерной реконструкции дают пространственную структуру с точностью до атома. Исследование, начатое еще в 1970-е годы, все лучше и лучше позволяет оценивать архитектуру биоорганических комплексов.

«Время генома» — книга практикующего врача-генетика Стивена Монро Липкина и научного журналиста Джона Луома, которую с уверенностью можно назвать гидом в современную медицинскую генетику и криминалистику. Погружаясь в истории из врачебной практики, читатель узнаёт основы генетики и молекулярной биологии, сведения о современных методах расшифровки и анализа геномов. Не забывают авторы рассказать и о внутренних переживаниях пациентов и влиянии человеческого фактора в моменты, когда необходимо принять ответственное решение. Каждая история напоминает небольшой детектив, но самое захватывающее начинается, когда авторы приступают к рассказам о применении генетических методов в криминалистике, где порой только генетика и помогает восстановить справедливость. Примечательно, что эта книга — не ода генетическим методам, и в ней без прикрас указываются их проблемные стороны, включая не только методологические, но и биоэтические и философские.

Тысячи ферментов — приемуществено белковых катализаторов биохимических реакций в живой клетке — созданы природой за миллионы лет в процессе эволюции. По сравнению с ней попытки учёных, занимающихся дизайном новых ферментов в лаборатории, выглядят пока, мягко говоря, примитивно. Залогом их успеха является использование тактики, присущей самой эволюции.

Современные работы о появлении в ДНК короткоживущих неканонических пар нуклеотидов оценивают их время жизни в 0,1–10 мс. Эти пары могут быть представлены в том числе редкими таутомерами. Недавня теоретическая статья Джима Аль-Халили и соавторов утверждает, что любые таутомеры в ДНК должны неправдоподобно быстро разваливаться, а протон водородной связи должен постоянно туннелировать между комплементарными нуклеотидами. Потребность опровергнуть английских ученых заставила меня написать продолжение нашей прошлогодней публикации. Чтобы было не скучно читать, я постарался написать о роли квантовой физики и роли физиков в понимании таутомерных свойств ДНК и РНК.

В новом августовском дайджесте вы узнаете о том, зачем инженеры сделали нейронам «шапочки», а бобовым растениям помогли «прохладнее» относиться к солнцу, а также о том, сколько мы тратим энергии на пережевывание пищи.

Противники теории эволюции часто заявляют, что случайные изменения способны лишь разрушить какую-либо функцию организма, но не создать новую. Однако начинают появляться исследования, аккуратно показывающие, как именно могли возникнуть новые системы в процессе развития живого мира. Мало того: учёным, похоже, удалось «отследить» возникновение зрения, часто приводимого креационистами как пример системы, возникновение которой в результате последовательного развития невозможно.

Во всем мире множество людей страдает от дегенеративных поражений сетчатки, которые приводят к полной потере зрения. Однако современные научные достижения дают надежду на то, что в будущем создание кибернетических протезов этого «тонкого» органа станет повседневной операцией. Технологии оптогенетической инженерии позволяют сделать чувствительными к свету не деградировавшие клетки-фоторецепторы, а лежащие глубже ганглионарные клетки, а носимый микрокомпьютер с голографическим передатчиком будет транслировать им закодированный сигнал, имитирующий «выдачу» утерянной сетчатки.

Генетический вариант, найденный у аборигенов Новой Гвинеи, в эксперименте помог защитить мышей от всех известных прионных заболеваний, в том числе от недавно обнаруженных особо опасных штаммов прионов, вызывающих неклассическую болезнь Крейтцфельдта-Якоба. Чем выше была доля мутантного белка, нарабатываемого у подопытных мышей, тем лучше была их защита. У мышей с двумя мутантными аллелями, то есть производящих только мутантный белок, вырабатывался полный иммунитет ко всем исследованным прионным болезням.

Вирусы похожи на идеальное оружие: смертоносные, незаметные, изменчивые, но в то же время просто устроенные. Найти изъяны их защиты не так-то легко. Их гораздо сложнее обезвредить, чем бактерии, против которых разработали множество лекарств. И всё-таки ахиллесова пята у вирусов есть. Более того, они сами выдают ее клеткам, обеспечивающим врожденный иммунитет для млекопитающих. Это вторичный посредник циклический гуанозинмонофосфат-аденозинмонофосфат (cGAMP), который «переезжает» вместе со своими незадачливыми хозяевами в каждую заново зараженную клетку.

Весна идёт своим чередом, так же, как публикация научных статей в Nature и Science. В этом дайджесте вы практически не найдёте статей по нейронаукам и биологии развития, зато есть интересные статьи по микробиологии и физиологии растений.