Обзор научной периодики за 11–17 ноября

Кооперация патогенных бактерий, некодирующие РНК при нейробластоме, инсулин против лихорадки Западного Нила, интеллект и шизофрения, интерпретация РНК-секвенирования и многое другое.

Художник:
Наталья Дюкова

Взаимодействие микробов

1. В PNAS вышла статья о взаимодействии патогенных бактерий между собой, что приводит к более тяжело протекающей полимикробной инфекции. Ученые использовали для культивации бактерии различных штаммов Aeromonas hydrophila и показали молекулярные механизмы их взаимодействия между собой и с организмом хозяина. Оказалось, что бактерии штамма NF2 продуцируют токсин, повреждающий мышечную ткань, что позволяет бактериям штамма NF1 попадать в кровь и быстро распространяться в организме. При этом бактерии штамма NF2 остаются локализованными в одном месте, т.к. непосредственный контакт между штаммами убивает их. Исследователи считают, что геномный анализ для полимикробных инфекций является незаменимым, а их лечение возможно при помощи смеси антибиотиков.

2. Другая работа о взаимодействии патогенных бактерий в организме человека вышла в eLife. Американские ученые описали «кооперацию» штаммов Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa при муковисцидозе. Как правило, такая полимикробная инфекция приводит к более тяжелой форме муковисцидоза. Исследователи сравнили совместную культуру двух бактерий с каждой из отдельных культур. Выяснилось, что Pseudomonas aeruginosa, которая в норме образует небольшие устойчивые колонии, при росте совместно с Staphylococcus aureus становится намного более подвижной. Для проверки своей гипотезы ученые взяли культуральную жидкость от Staphylococcus aureus и поместили в нее бактерии Pseudomonas aeruginosa, что так же привело к повышенной подвижности последних. Ученые предполагают, что к отсутствию образования устойчивых колоний приводит какое-то вещество, выделямое Staphylococcus aureus в ходе метаболизма. Было проверено и взаимодействие Pseudomonas aeruginosa и бактерий Salmonella, Escherichia coli, Bacillus subtilis, причем во всех случаях Pseudomonas aeruginosa становилась более мобильной.

Онкология

3. В Nature Communications вышла статья международной группы исследователей, посвященная возможности лечения детской нейробластомы. Основной онкоген, вызывающий детскую нейробластому, — MYCN, и лекарств, таргетно воздействующих на него, так и не найдено. Однако, согласно новому исследованию, можно воздействовать на молекулы, влияющие на работу и эффекты MYCN. Анализ сотен образцов опухоли показал, что хуже всего нейробластома протекает у пациентов с высоким уровнем некодирующей РНК IncNB1. И, хотя сама по себе некодирующая РНК не способствует росту опухолевых клеток, нокдаун кодирующего ее гена приводит к смерти опухолевых клеток и регрессу рака в случае модели на мышах. Таким образом, эта РНК может быть одной из мишеней при терапии данного рака, утверждают исследователи.

4. В другой работе в Nature Cell Biology изучали опухолевые стволовые клетки на примере рака поджелудочной железы (РПЖ). Эти клетки способны выживать после терапии и даже преобразовываться в иную форму рака, вызывая рецидив. Исследователи из Института Фрэнсиса Крика обнаружили маркер стволовых клеток РПЖ — белок тетраспанин CD9, который способствует локализации глутаминового транспортера ASCT2 в плазматической мембране. Это вызывает увеличение потребления глутамина раковыми клетками. Также обнаружили, что CD9 влияет на пролиферацию клеток, и при его повышенном уровне в клетках рак принимает более агрессивные формы. Результаты подтвердились после анализа общедоступных баз раковых геномов. Авторы предполагают, что для эффективной терапии рака поджелудочной железы можно таргетно воздействовать на CD9, перекрывая таким образом снабжение клеток глутамином.

Эпидемиология

5. В Cell Reports вышла статья, результаты которой могут послужить основой для разработки стратегий борьбы с вирусом лихорадки Западного Нила. Группа ученых из США обнаружила, что у комаров — переносчиков вируса, получающих с кормом инсулин млекопитающих, происходит активация иммунного пути JAK/STAT через ERK, что приводит к подавлению репликации вируса. Подобный эффект инсулина показали также на клетках насекомых, инфицированных вирусами Зика и лихорадки денге.

6. В Cell также опубликована статья, связанная с другим заболеванием, распространяемым комарами. Международная группа ученых провела масштабную работу по исследованию поведения штаммов плазмодия Plasmodium berghei, нокаутных по различным генам, на разных стадиях жизненного цикла. В каждом штамме был выключен один ген. Эффект от каждого штамма проверили на мышиной модели малярии. Таким образом было протестировано более 1300 генов, при этом геном плазмодия содержит всего около 5000 генов. Полученные геномные данные проанализировали и создали несколько моделей метаболических путей паразита. Исследование выявило множество возможных мишеней для лекарств против малярии и открыло новые механизмы в метаболизме паразита.

Неврология

7. В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Psychiatry, ученые из Каролинского института (Швеция) описывают корреляцию между сниженным IQ и склонностью к шизофрении, устойчивой к лечению. Около 30% людей, больных шизофренией, устойчивы к лекарственным препаратам, их тип болезни выделяют в отдельный подтип. В исследовании выбрали когорту из 24 000 человек. Выявлена сильная корреляция между сниженным коэффициентом интеллекта и предрасположенностью к шизофрении, устойчивой к лечению. Исследователи также проверили генетическую связь шизофрении, устойчивой к лечению, с другими психическими расстройствами, такими как биполярное расстройство, аутизм, депрессия, однако никакой связи установлено не было. Для более полного и точного изучения корреляции исследователям нужно больше геномных данных, считают авторы.

Методы молекулярной биологии

8. Статья в Nature Methods рассказывает о FreeHi-C (fragment interactions empirical estimation for fast simulation of Hi-C data). Hi-C — модификация метода фиксации конформации хромосом (Chromosome Сonformation Сapture, 3C) — метод анализа трехмерной структуры хромосом в ядре, который позволяет выявить практически все пространственные взаимодействия в геноме. Однако он является дорогостоящим и сложным. Авторы статьи предлагают модель, с высокой точностью симулирующую экспериментальный метод Hi-C. Возможности FreeHi-C авторы проверили на наборах данных Hi-C для двух линий человеческих клеток, GM12878 и A549 (как примеры большого генома) и возбудителя малярии Plasmodium falciparum 3D7 (маленький геном).

9. А в Nature Biotechnology вышла статья о малых молекулах, которые в комбинации с CRISPR-Cas9 способны активировать экспрессию генов. Молекулы назвали CEM — химические эпигенетические модификаторы (chemical epigenetic modifiers). Авторы использовали не разрезающую ДНК Cas9 — dCas9 в комплексе с FK506-связывающим белком (FKBP), а также CEM, который, в свою очередь, состоял из молекулы FK506 (такролимус, природный макролид, используемый как иммуносупрессивный препарат), и СЕМ-активирующей молекулы (СЕМа), взаимодействующей с клеточным эпигенетическим комплексом. На модельной системе с репортерным геном зеленого флуоресцентного белка авторы показали 20-кратное усиление экспрессии гена-мишени, при этом эффект CEM зависел от его концентрации. Платформы dCas9-CEM могут стать удобным инструментом для исследования функции конкретного гена.

10. В PLoS Biology опубликовали статью о том, как правильно интерпретировать данные РНК-секвенирования. Критическим этапом интерпретации является нормализация данных, которая предотвращает влияние технических факторов на результат. Исследователи из университета Тель-Авива проанализировали множественные наборы данных РНК-секвенирования и обнаружили, что изменения экспрессии особенно часто наблюдаются для очень коротких генов (например, генов рибосомных белков) и очень длинных (таких, как гены белков внеклеточного матрикса). Эффект не исчезал при использовании стандартных методов нормализации данных, но, по-видимому, не связан и с биологическими факторами. Авторы статьи предлагают методы нормализации, которые могут исправить эту ошибку: кондиционная квантильная нормализация (conditional quantile normalization, cqn) и методы EDASeq. Их применение уменьшает количество ложноположительных результатов при сохранении истинных.

11. Ученые из Исследовательского центра молекулярной медицины при Австрийской академии наук разработали математическую модель для расчета возможных побочных эффектов при взаимодействии различных лекарств между собой. Модель позволяет учитывать изменения интерактома на молекулярном уровне. С помощью модели авторы показали, что взаимодействие молекул лекарственных препаратов зависит от их положения в интерактоме и вызывает определенные морфологические изменения в клетке. Микаэль Кальдера, один из авторов статьи, утверждает, что если раньше выделяли два типа взаимодействия лекарств, синергетическое и антагонистическое, то с помощью нового подхода можно дифференцировать 12 видов взаимодействий.

Бактериофаги

12. Международная группа исследователей опубликовала в Nature статью о бактериофагах, которые могут улучшить состояние людей с алкогольным гепатитом печени. Алкоголь не только сам по себе повреждает клетки печени, но и воздействует на натуральные антибиотики кишечника, делая все органы (и печень в том числе) более уязвимыми к инфекциям. В новой работе исследователи показали, что клетки печени повреждаются токсином цитолизином, который вырабатывают бактерии Enterococcus faecalis. При алкогольном гепатите количество этих бактерий в кишечнике повышено по сравнению с нормой. Более того, почти 90% пациентов с этим заболеванием, положительных по цитолизину, умирает в течение 180 дней после госпитализации, а цитолизин-отрицательных — 4%. Исследователи провели эксперимент с гуманизированными мышами, кишечники которых были заселены фекальной микрофлорой пациентов с алкогольным гепатитом: фаговая терапия, нацеленная на E. faecalis, снизила содержание цитолизина и уменьшила повреждения, вызванные этанолом, в печени грызунов. Контрольный эксперимент с фагами к другим видам бактерий не дал эффекта.

Добавить в избранное

Комментарии

Вам будет интересно