Коротко

Исследователи из Университета штата Пенсильвания под руководством Курта Вандегрифта поставили перед собой амбициозную задачу — выяснить, как SARS-CoV-2 распространяется среди диких животных Северной Америки и как эволюционирует в новых хозяевах. Они планируют собрать 24 000 образцов у 58 видов в течение следующих двух лет. Для этой работы им был выдан грант в 4,5 млн долларов от Министерства сельского хозяйства США. Искать будут не только вирус, но и антитела к нему — признаки перенесенных инфекций.

Конечно, эту задачу нельзя выполнить силами одной команды. Сотрудники природоохранных программ Калифорнии и Аляски пришлют образцы лис, медведей, кроликов, бобров и лосей. Охотники по всей стране согласились помочь в сборе образцов койотов, рысей и других животных. Компании по борьбе с вредителями готовы предоставить опоссумов, крыс, енотов и скунсов из десяти городов. Центры реабилитации животных передадут образцы белохвостых оленей, землероек, ласок и белок. Команда Вандегрифта собирается самостоятельно отлавливать полевок, сурков, бурундуков и дикобразов.

Случаи коронавирусной инфекции описаны не менее чем для 50 видов животных, в основном домашних питомцев, животных в зоопарках и на фермах. Отслеживать вирус в дикой природе намного сложнее. Однако. как показал пример белохвостых оленей, возможно не только заражение диких животных, но и передача вируса внутри популяции, а также обратное заражение человека. Эта работа поможет определить, в каких видах коронавирус персистирует и эволюционирует. Ученые надеются получить данные о многих видах в течение ближайших месяцев.

Ученые стали свидетелями того, как суматранский орангутан (Pongo abelii) использует лекарственное растение для того, чтобы залечить рану на лице. Спустя три дня поле получения повреждения орангутан сорвал листья лианы Fibraurea tinctoria, пожевал их и залепил ими рану. Эта лиана применяется в традиционной медицине для лечения дизентерии, диабета и малярии и известна своим обезболивающим, жаропонижающим и мочегонным действием. Анализ состава растений ранее уже выявлял вещества, которые помогают бороться с бактериями и грибком. Подробнее. 

Нарушение микробиоты кишечника у самца мыши повышает риск того, что его потомки родятся с низким весом и умрут преждевременно. Чтобы показать это, ученые давали самцам антибиотики, чтобы вызвать дисбиоз, а затем спаривали их с самками. Дисбиоз влиял на физиологию яичек, состав метаболитов и гормональный сигналинг. Частично эффект был опосредован изменением уровня гормона лептина в крови и яичках. Более того, у самок, которые забеременели от самца с дисбиозом, чаще выявляли дефекты плаценты, такие как плохая васкуляризация. Подробнее. 

Гнев влияет на здоровье сосудов, показали ученые. Они давали молодым здоровым людям задания, которые они выполняли в течение восьми минут: часть считала до ста (нейтральное состояние), часть вспоминала события из прошлого, которые вызывали гнев или тревогу, часть читала текст, который был призван провоцировать грусть. У участников, которые испытывали гнев, нарушалась способность сосудов расширяться. Эффект длился до 40 минут. Это может объяснить, почему инфаркты и инсульты происходят в момент, когда люди испытывают сильные эмоции. Подробнее.

Ученые получили новый антикоагулянт с «кнопкой выключения». Он состоит из пептида мухи цеце и искусственного пептида. Связь между двумя частями антикоагулянта можно разорвать в любой момент, что прекратит его работу. Это снизит побочные эффекты привычных антикоагулянтов. Подробнее. 

Для многих раковых клеток характерны анеуплоидия или полиплоидия, которые происходят из-за нарушения контроля клеточного цикла. Ученые показали на клетках, что под действием стрессоров протеинкиназы подавляют циклинзависимые киназы CDK1, CDK4 и CDK6, что позволяет части клеток заново начать репликацию ДНК, не входя в митоз, что и приводит к полиплоидии. Подробнее.

В рамках сокращения расходов производитель приборов для секвенирования Pacific Biosciences уволил 195 сотрудников, таким образом сократив штат почти на четверть (в конце 2023 года у PacBio было 796 сотрудников). Кроме того, компания закроет свое подразделение в Сан-Диего — бывшее предприятие Omniome, которое PacBio приобрела в 2021 году, — и сосредоточит исследования и разработки в своей штаб-квартире в Менло-Парке, штат Калифорния.

Причина — разочаровывающие предварительные финансовые результаты. Ранее в этом месяце PacBio сообщила, что ее выручка за первый квартал, вероятно, останется неизменной по сравнению с прошлым годом, что не соответствует ожиданиям. Компания сократит операционные расходы на $50–75 миллионов долларов в год.

Генеральный директор компании Кристиан Генри подтвердил, что PacBio продолжит разработку настольного прибора для получения длинных ридов и высокопроизводительного прибора, получающего короткие риды. «Стратегически мы принимаем правильные решения, но внешняя среда такова, что мы не растем так быстро, как ожидали», — сказал Генри.

Микроинъекции в клетки и эмбрионы — важная техника, которая широко применяется для доставки трансгенов, направленного мутагенеза, добавления меток, оплодотворения in vitro, криоконсервации и многого другого. Однако эта процедура выполняется вручную, требует значительного опыта и специальных навыков от оператора и времени на подготовку, а также имеет низкую производительность. Исследователи из США создали роботизированную платформу для выполнения микроинъекций в эмбрионы модельных организмов прямо на чашке с агаром.

Робот использует модели машинного обучения, чтобы идентифицировать эмбрионы дрозофилы и рыбки данио на чашке с агаром и даже необходимую часть эмбриона. Затем робот производит микроинъекции. Авторы построили трех таких роботов, которые ввели более 20 000 уникальных баркодированных плазмид в 1713 эмбрионов дрозофилы за два дня, в результате чего получили более 400 уникальных трансгенных линий. Качество работы платформы не хуже, чем у хорошо натренированного человека, а производительность в четыре раза выше. Также аппарат опробовали на эмбрионах рыбки данио, вводя вещества для криоконсервации, что значительно повысило их выживаемость по сравнению с ручным вводом. Авторы считают, что этот подход применим и к другим биообъектам.

В 2022 году туберкулез выявили у 7,5 млн человек, 1,3 млн умерли. При этом 410 000 случаев и 160 000 смертей были вызваны резистентными к терапии микобактериями. Одним из новых подходов к борьбе с инфекцией может стать терапия, направленная на процессы в организме-хозяине. Она не воздействует на бактерии напрямую, но активирует несколько иммунных путей в зараженной клетке. Доклад на эту тему был представлен на Глобальном конгрессе Европейского общества по клинической микробиологии и инфекционным болезням (ESCMID Global Congress, 27–30 апреля 2024 года).

Терапия может активировать выработку иммунных пептидов и токсичных молекул, уничтожающих патогены, или сбалансировать воспалительный ответ. Авторы исследования использовали ингибиторы гистоновых деацетилаз. Некоторые из них подавляли рост туберкулезной микобактерии на 50–75% без антибиотиков. Может показаться, что этого мало, но, вполне вероятно, эти иммуномодуляторы будут работать совместно со стандартной терапией и даже обладать синергетическим эффектом с антибиотиками. Тогда дозы и время лечения уменьшатся. Некоторые ингибиторы гистоновых деацетилаз уже одобрены и применяются в клинике. Однако те вещества, которые наиболее эффективно подавляют рост микобактерии в клетках, еще необходимо испытать на доклинических моделях.

Однократная доза креатина может временно улучшить когнитивные функции при нехватке сна, установили исследователи из Германии. Ключевая функция креатина — участие в энергетическом обмене и регенерация молекул АТФ в мышцах и мозге (поэтому он входит в состав добавок для спортивного питания). Ранее было показано улучшение когнитивных функций при продолжительном приеме креатина, а также его способность противодействовать нежелательным изменениям метаболизма в мозге при депривации сна.

Пятнадцать добровольцев в возрасте 20–28 лет участвовали в двух повторностях эксперимента: в одну ночь получали высокую дозу креатина (0,35 г/кг), в другую плацебо, затем всю ночь не спали. До начала эксперимента, а также через 3, 5,5 и 7,5 часов после приема креатина или плацебо участники проходили тесты и МРТ-сканирование. Уже через три часа у принявших креатин улучшались метаболизм мозга и результаты тестирования, в частности, кратковременная память в тестах на запоминание цифр и слов. Через четыре часа эффект достигал пика и продолжался около девяти часов.

Клетки ЦНС обычно поглощают креатин в небольших количествах и восполняют потребность в нем за счет синтеза; эффект дополнительных доз можно наблюдать только в стрессовых условиях, повышающих его внутриклеточное потребление. «На данный момент людям не рекомендуется принимать такую высокую дозу креатина в домашних условиях, поскольку высокие дозы этого вещества создают большую нагрузку на почки, — говорит первый автор статьи Али-Горджи-Нейад из Института нейронаук и медицины (Юлих, Германия). — Однако, если будущие исследования покажут улучшение когнитивных функций при более низких дозах, креатин может стать серьезным конкурентом кофе во время долгих рабочих ночей».

Regeneron Pharmaceuticals и Mammoth Biosciences сообщили о коллаборации в исследованиях, разработке и коммерциализации методов CRISPR-редактирования генов in vivo (в живом организме).

Компания Mammoth, среди соучредителей которой лауреатка Нобелевской премии 2020 года Дженнифер Дудна, разрабатывает молекулярно-диагностические тесты на основе CRISPR и новые системы для редактирования. В числе их активов ультракомпактные нуклеазы NanoCas (семейство Cas14) и CasPhi, чей небольшой размер облегчает доставку CRISPR-системы в клетку. Regeneron разрабатывает аденоассоциированные вирусные векторы (AAV), которые доставляют груз в определенные клетки и ткани, используя нацеливание с помощью антител. Ранее Regeneron в коллаборации с Intellia применил CRISPR для нокаута гена транстиретина in vivo при транстиретиновом амилоидозе (доставка в печень); компании продолжают сотрудничество по таргетной доставке.

Regeneron Pharmaceuticals и Mammoth Biosciences будут совместно выбирать мишени и вести исследования, а Regeneron возглавит разработку и коммерциализацию. В рамках сделки Mammoth получит от Regeneron инвестиции в акционерный капитал в размере $95 млн и авансовый платеж в $5 млн.

Mammoth также будет иметь право на получение до $370 млн за каждую мишень в разработке, на промежуточные выплаты по достижении определенных регуляторных и коммерческих этапов и на роялти. Mammoth может принять решение о совместном финансировании и распределении прибыли от программ сотрудничества вместо поэтапных выплат и роялти. Со своей стороны, Regeneron получит доступ к технологиям редактирования генов Mammoth, за исключением определенных мишеней, на пять с половиной лет, с возможностью оплаты доступа еще на два года.

Маленькие нуклеазы огромных фагов — новый инструмент для редактирования геномов

У бактериофагов обнаружили CRISPR-системы всех известных типов

Когда мышь видит и чувствует еду, ее тело начинает готовиться к поступлению в организм питательных веществ. Ученые показали, что эта подготовка включает в себя активацию митохондрий печени. Эффект опосредован нейронами POMC, которые передают сигнал печени спустя несколько секунд после восприятия еды мышью. Подробнее. 

Мышь может воспринимать запахи с помощью обонятельной системы крысы. Изначально ученые хотели пересадить часть мозга крысы в мозг мыши, но оказалось, что после определенного этапа развития это невозможно. Тогда они ввели крысиные стволовые клетки в мышиную бластоцисту. Часть крысиных клеток оказалось в мозге. Если запрограммировать мышиные эмбрионы на уничтожение клеток собственной обонятельной системы, крысиные клетки займут их место. Такая мышь с гибридным мозгом легко находит по запаху спрятанное печенье. Подробнее.

Для кальмаров Heterololigo bleekeri характерны две стратегии при размножении. Одни отгоняют соперников, вводят сперму в тело самки, а потом охраняют самку, пока она откладывает яйца; другие подкрадываются к кладке и выпускают сперму в окружающую среду, чтобы она оплодотворила часть яиц. Ученые показали, что стратегия зависит от даты рождения кальмара — самцы, рожденные между апрелем и серединой июля, успевают вырасти к началу сезона спаривания и используют первую стратегию, а самцы, рожденные между июнем и серединой августа, мельче и предпочитают второй подход. Подробнее.

Исследователи создали искусственные клетки с функциональным цитоскелетом, который может изменять форму и реагировать на условия среды. Цитоскелет строится из ДНК с заданными свойствами, которая связывает пептиды. Подробнее.

Очень многие водные животные могут светиться. Считается, что способность к биолюминесценции развивалась в процессе эволюции по крайней мере 94 раза. Ранее ученые полагали, что впервые биолюминесценция появилась у ракообразных из класса остракодов 267 млн лет назад. Но новые исследования отодвинули эту дату — оказалось, что это произошло 540 млн лет назад у октокораллов. Интересно, что функция биолюминесценции у этих существ неизвестна — они светятся, если к ним прикоснуться, но не используют свет для охоты, общения или привлечения партнера. Подробнее. 

Увеличение продолжительности жизни и пенсионного возраста, а также улучшение некоторых аспектов здоровья влияют на восприятие старости. В немецком исследовании поучаствовали 14 056 человек 1911–1974 года рождения. В период с 1996 по 2021 годы (когда участникам было 40–100 лет) они до восьми раз отвечали на вопросы о старении. Люди, которые родились в 1911 году, отвечали, что старость наступает в 71, а в 1956 — в 74. Однако в последние годы эта закономерность уже не так выражена. Также по мере того, как человек стареет, возраст, который он считает «старостью», отодвигается (до некоторого предела). Подробнее. 

Идентификация отдельных клеток при микроскопии — важная задача, но бывает тяжело отличить их от других клеток и фона. С этим помог бы справиться искусственный интеллект (ИИ), но сначала его нужно обучить. К сожалению, есть недостаток аннотированных данных, так как сегментация единичных клеток — очень трудозатратный процесс. Тогда ученые создали реалистичные изображения единичных клеток с помощью другого ИИ. Полученные таким методом изображения уже аннотированы и могут быть использованы для обучения модели. Подробнее.

Ученые использовали бластоиды (структуры, которые обладают некоторыми свойствами эмбрионов, но не могут развиться в организм), чтобы изучить формирование эмбрионов, из которых потом разовьются монозиготные близнецы. «Близнецовые» бластоиды чаще развивались, если ученые засевали на подложку большое количество стволовых клеток, а также если была выше концентрация веществ, способствующих дифференцировке стволовых клеток в трофэктодерму. Авторы предположили, что быстрый рост трофэктодермы может провоцировать разделение внутренней клеточной массы. Подробнее.

Новый тест использует ИИ для того, чтобы диагностировать рак поджелудочной железы, желудка и колоректальный рак. При этом не обязательно использовать свежий образец, достаточного сухого пятна крови. Пока рак выявили у 82–100% пациентов, но технологию еще совершенствуют. Авторы работы сомневаются, что тест скоро будет доступен пользователям, но возлагают на него большие надежды. Подробнее.

Ученые показали, что один из видов амазонских бабочек появился в результате гибридизации двух других видов. Предки современных Heliconius melpomene и Heliconius pardalinus гибридизовались, чтобы создать третий отдельный вид — Heliconius elevatus — примерно 200 000 лет назад. Это важное открытие, так как достаточно сложно доказать, что один вид является гибридом других видов. Подробнее. 

Появляются лекарства от рассеянного склероза, которые могут замедлить течение болезни, но не остановить ее. Для разработки новых препаратов нужно больше знать о механизме развития заболевания. Более того, ранее обнаружение болезни может повысить эффективность уже существующей терапии. Американские исследователи проанализировали образцы крови 250 людей с рассеянным склерозом и их же анализы, отобранные несколько лет назад при поступлении на службу в вооруженные силы.

Оказалось, что у 10% пациентов в крови выявлялся определенный профиль аутоантител еще за годы до постановки диагноза. Более того, у них были и другие признаки нарушения иммунных реакций. Исследователи выявили повышенный уровень легкой цепи нейрофиламента — белка, который высвобождается при повреждении нейронов. Авторы предполагают, что их иммунная система принимала собственные белки за вирусную угрозу.

На участниках исследования ORIGINS с неврологическими симптомами авторы подтвердили, что 10% пациентов являлись носителями выявленного профиля аутоантител. Он однозначно свидетельствовал о развитии рассеянного склероза в будущем.