Обзор научной периодики за 23–29 сентября

Вирусы

1. Работа, представленная в Nature, посвящена изучению патогенеза вируса Чикунгунья. Авторы обнаружили белок FHL1 (four-and-a-half LIM domain protein 1), который экспрессируется мышечными клетками человека. Он напрямую взаимодействует с гипервариабельным доменом белка nsP3 вируса Чикунгунья, что и является ключевым фактором, необходимым для успешной репликации вируса в клетках хозяина. Так, например, мышечные клетки пациентов с дистрофией Эмери-Дрейфуса (у которых не работает FHL1) устойчивы к этому вирусу. Понимание молекулярных взаимодействий вируса необходимо для разработки новых подходов к противовирусной терапии.

2. Исследование, представленное в Nature Communications, показывает, что за последние 60 лет многие вирусы были неправильно классифицированы по форме капсида. В 1950-х и 60-х годах ученые научились фотографировать вирусы с высоким разрешением и обнаружили детальную структуру капсида. Оказалось, что у большинства вирусов капсиды квазисферические и имеют икосаэдрическую симметрию. Здесь авторы использовали обобщение принципа квазиэквивалентности, чтобы рассчитать, как белки могут обернуться вокруг икосаэдрического капсида. Их исследования показали, что количество структур гораздо больше, чем предполагалось ранее. Полученные результаты меняют наше понимание формирования вирусов и их классификации.

Расстройства психики: транскриптом, GWAS и омиксный анализ

3. Результаты исследованияученых из Калифорнийского университета, опубликованные в журнале Nature Neuroscience, показывают, что при расстройствах аутистического спектра происходит нарушение регуляции генной сети, влияющей на эмбриональное и постэмбриональное развитие мозга. Анализ транскриптома лейкоцитов детей в возрасте от 1 года до 4 лет с расстройствами и без них позволил обнаружить 1236 генов, экспрессия которых отличалась между группами. Оказалось, что эти гены могут регулировать генную сеть через сигнальные пути RAS-ERK, PI3K-AKT и WNT-β-catenin, а также что степень нарушения регуляции коррелирует с тяжестью состояния у малышей. Предложенный системно-биологический подход может способствовать разработке молекулярных тестов для ранней диагностики. (Подробнее на PCR.news.)

4. Исследование геномных ассоциаций (GWAS), представленное в журнале JAMA Psychiatry, посвящено поиску геномных ассоциаций, связанных с развитием расстройств психики. Авторы провели несколько GWAS-исследований геномных данных из UK Biobank, полученных от людей, сообщивших, что пережили по крайней мере один психотический опыт (галлюцинации или бред). В результате были обнаружены четыре генетических локуса, связанных с психотическими переживаниями. Поиск геномных ассоциаций выявил генетические связи между психотическим опытом и депрессивным расстройством, расстройством аутистического спектра, синдромом дефицита внимания/гиперактивности (СДВГ) и шизофренией.

5. Журнал PLOS Genetics публикует результаты работы финских исследователей, объясняющей молекулярные механизмы, связывающие стресс с повышенной тревожностью и паническими атаками. Использование мульти-омиксного подхода позволило обнаружить изменения экспрессии мРНК, микроРНК и белков в ядре ложа терминальной полоски (область головного мозга) и клетках крови у мышей, подвергавшихся воздействию хронического стресса. Оказалось, что в клетках крови пациентов с паническими атаками и у мышей в состоянии хронического стресса нарушается регуляция трансляции и экспрессии митохондриальных генов. Работа проливает свет на молекулярные основы не только панического расстройства, но и других тревожных расстройств, что может помочь в разработке новых эффективных подходов в терапии.

Органогенез

6. Как сообщает Nature, группа американских ученых под руководством Таканори Такебе (Takanori Takebe) вырастила мини гепатобилиарную систему и поджелудочную железы человека, причем не отдельно друг от друга, а функционирующую модель из трех органов: печени, поджелудочной железы и желчных протоков. Эта первая в мире модель из трех органов может когда-нибудь привести к выращиванию трансплантатов в лабораториях.

Опухоли

7. Согласно исследованию, опубликованному в Cancer Cell, высокая активность белкового комплекса PRC2 (polycomb repressive complex 2) является причиной, по которой раковые клетки могут ускользать от иммунного ответа. Оказалось, что PRC2 – это репрессор транскрипции генов MHC класса I, следовательно, чрезмерная активность PRC2 приводит к потере белков MHC класса I поверхностью опухолевых клеток и уклонению от Т-клеточного иммунного ответа. Интересно, что, по-видимому, тот же процесс приводит к потере МНС класса I клетками опухоли у тасманийского дьявола, то есть механизм очень консервативен. Полученные данные могут стать основой для создания новых препаратов для таргетной терапии опухолей.

8. В Nature Communications представлена работа ученых из университета Джорджа Вашингтона, в которой раскрывается роль гена ARID4B в механизмах развития рака предстательной железы. В результате работы авторам удалось установить, что ARID4B активирует транскрипцию каталитической и регуляторной субъединиц PIK3CA и PIK3R2, тем самым регулируя сигнальный путь PTEN-PI3K. Примерно 20% первичных случаев рака предстательной железы несет ингибирующие мутации. PTEN блокирует активность PI3K, тем самым препятствуя развитию опухоли. В экспериментах на клеточных линиях и лабораторных животных было показано, что ARID4B необходим для инициации и прогрессирования рака предстательной железы в случае потери активности PTEN. Таким образом, ARID4B является основным регулятором пути PTEN-PI3K, что делает его потенциальной мишенью для разработки препаратов терапии рака простаты.

9. Другая статья в Nature Communications проливает свет на молекулярную основу связи метаболических нарушений при повышенном потреблении насыщенных жиров и смертности от рака предстательной железы. На модельных животных было показано, что диета с высоким содержанием жиров способствуют гипометилированию гистона H4K20 в промоторной области гена MYC, что усиливает транскрипцию MYC, который в свою очередь увеличивает пролиферацию клеток опухоли. Переход к диете с низким содержанием жира ослаблял транскрипцию MYC у мышей. Вероятно, сокращение потребления насыщенных жиров у мужчин на ранней стадии рака простаты может ослабить транскрипцию MYC и снизить или отсрочить риск прогрессирования заболевания.

11. Опубликованы результаты первой фазы многоцентрового клинического исследования безопасности и эффективности препарата пегилодекакин (pegilodecakin) при терапии немелколеточного рака легких и рака почек. Пегилодекакин — это рекомбинантный интерлейкин-10 (IL-10), связанный с молекулой полиэтиленгликоля. Такое связывание замедляет разрушение препарата и продлевает его действие. Это первый в своем классе агонист рецептора IL-10 с пролонгированнным действием, который вызывает экспансию олигоклональных Т-клеток и обладает активностью в солидных опухолях. Исследование показало, что препарат в сочетании с моноклональными антителами против PD-1, пембролизумабом (pembrolizumab) или ниволумабом (nivolumab) дает хорошие результаты у пациентов с солидными опухолями.

Наследственность

12. В соответствии с исследованием, опубликованным в eLife, при рождении в среднем на каждого человека приходится около 70 мутаций de novo, которых не было у их родителей. Кроме того, у одних людей количество мутаций в два раза больше, чем у других. Секвенирование и анализ полных геномов 603 человек, которые представляли три поколения 33 семей, позволили определить частоту появления новых мутаций. Факторов, влияющих на количество мутаций de novo, несколько. Один из них — возраст родителей, так как сперматозоиды и яйцеклетки возрастных родителей обычно содержат больше de novo мутаций. Тем не менее, при сравнении семей влияние возраста сильно отличалось. В некоторых семьях увеличение возраста родителей на один год привело к появлению у детей более трех дополнительных мутаций de novo. В других число новых мутаций почти не увеличивалось. Кроме того, обнаружилось, что почти 10% мутаций de novo происходят в эмбрионе вскоре после оплодотворения, а не передаются от родителей. Полученные результаты могут указывать на генетические факторы или факторы окружающей среды, способные менять уровень мутации человека.

13. Вышел специальный выпуск журнала Science, который называется Genotype to Phenotype. Выпуск включает несколько статей, которые расширяют наше представление о генотипе и фенотипе и исследуют последние достижения в понимании факторов, влияющих на развитие человеческого фенотипа.

Идиопатический фиброз легких

14. Статья, представленная в Science translational medicine, посвящена изучению роли интерлейкина-11 (IL-11) в развитии идиопатического легочного фиброза. Оказалось, что IL-11 секретируется лёгочными фибробластами пациентов и усиление его экспрессии связано с тяжестью заболевания. В экспериментах in vitro и in vivo было показано, что IL-11 оказывает профибротический эффект. Авторам удалось получить моноклональное нейтрализующее антитело к IL-11, которое обладало терапевтическим действием на модельных мышах с легочным фиброзом.

Кражи

15. Исследование, опубликованное в Annals of Internal Medicine, выясняет, какого рода информация была украдена из больниц США киберпреступниками во время 1 461 взлома, которые произошли между октябрем 2009 года и июлем 2019 года. За этот период от хакеров пострадали 169 миллионов человек. Исследователи классифицировали данные на три категории: демографические — имена, адреса электронной почты и другие персональные идентификаторы; оказанные услуги или финансовая информация — дата обслуживания, сумма счета, информация об оплате; и медицинская информация — диагнозы или лечение. Целью более 70% взломов были демографические или финансовые данные, а более 20% — медицинская информация.