Вирусы морских львов и другие новости недели

Вирусология

1. Герпесвирус OtGHV1, поражающий калифорнийских морских львов (Zalophus californianus), связан с повышенным риском урогенитальной карциномы у этих животных. Было принято считать, что он встречается только в Северном полушарии. Однако новое исследование, опубликованное в PLoS One, показало, что у южноамериканских морских котиков (Arctocephalus australis) также встречается OtGHV1, а южных морских львов (Otaria byronia) поражает родственный, но ранее неизвестный вирус OtGHV8. Этот вирус был выявлен только в урогенитальных мазках. Авторы работы отмечают, что необходимы дополнительные исследования, позволяющие отличать OtGHV1 и OtGHV8, чтобы оценить их распространенность среди морских львов.

Методы

2. Авторы исследования, опубликованного в Science Advances, разработали «нанопипетку», позволяющую взять биопсию из одной клетки. Новый инструмент позволяет вводить в клетку экзогенные молекулы, а также долговременно исследовать клетку, отбирая образцы из нее и ее потомков. В основе «нанопипетки» лежит сканирующая микроскопия ионной проводимости (scanning ion conductance microscopy, SICM). С помощью разработанного метода исследователи получили продольный транскриптомный профиль одиночных клеток глиобластомы in vitro в течение 72 часов. Они получали профили клеток до воздействия, после химитотерапии или после радиотерапии и показали, что эти виды воздействия способствуют отбору более транскрипционно стабильных клеток или индуцируют приобретение ими стабильности.

3. Физические контакты иммунных клеток между собой протекают быстро — этот принцип взаимодействия назван «kiss and run» («поцелуй и беги»). Американские ученые разработали новый метод отслеживания таких контактов иммунных клеток и опубликовали его описание в Nature. Ранее авторы создали метод для отслеживания контактов иммунных клеток, в основе которого лежит ферментативный перенос меченного субстрата между взаимодействующими молекулами CD40L и CD40 на разных иммунных клетках. Этот метод был назван LIPSTIC (labelling immune partnerships by SorTagging intercellular contacts). Новая универсальная версия этого метода, uLIPSTIC, дает возможность зафиксировать физические контакты между иммунными клетками, а также иммунными и неиммунными клетками вне зависимости от того, какие рецепторы и лиганды участвуют во взаимодействии. Объединение uLIPSTIC c транскриптомикой единичных клеток позволило, в частности, составить каталог популяций иммунных клеток, которые взаимодействуют с клетками кишечного эпителия.

Молекулярная биология

4. Авторы работы, опубликованной в Nature, оценили транскрипционный статус «по умолчанию» в клетках дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) и мыши. Для исследования транскрипционной активности ученые интегрировали в геномы клеток искусственный локус длиной в 101 тысячу пар оснований. Локус был получен из человеческого гена HPRT1 и включал его фланкирующие участки, но не регуляторные элементы. Кроме того, в геном была интегрирована также его «перевернутая» копия. В клетках дрожжей и прямая, и инвертированная копии HPRT1 активно экспрессировались, хотя и не находились под дрожжевыми промоторами. В то же время в эмбриональных стволовых клетках мышей перевернутая копия была транскрипционно неактивна и несла репрессирующие хроматиновые метки. Тот факт, что в геномах дрожжей активно экспрессировалась некодирующая синтетическая последовательность, а в мышиных клетках — нет, свидетельствует о фундаментальном различии в их транскрипционном статусе. Иными словами, «по умолчанию» геном дрожжей транксрипционно активен, а последовательности в мышином геноме исходно находятся в выключенном состоянии.

Вакцины

5. В статье, опубликованной в The Lancet Infectious Diseases, описывается случай 62-летнего мужчины из Германии, который вакцинировался от SARS-CoV-2 217 раз. Вакцинация была преднамеренной «по личным причинам». Чтобы изучить, как подобная гипервакцинация может сказаться на иммунитете, авторы работы тщательно исследовали различные параметры у упомянутого пациента по анализу крови и слюны. Побочных эффектов, которые присущи вакцинам против COVID-19, у мужчины не наблюдалось и анализ крови не выявил у него каких-либо аномалий, которые можно было бы связать с гипервакцинацией. Уровень антител к S-белку у пациента не отличался от такового у людей, получавших три дозы вакцины, хотя количество B-клеток, специфичных по отношению к S-белков, в крови было слегка повышено. Вопреки гипотезе о снижении T-клеточного иммунитета из-за перегрузки, уровень цитокинов, продуцируемых Т-клетками, у него не снижался. Таким образом, гипервакцинация не принесла пациенту ни пользы, ни вреда по сравнению с трижды вакцинированными пациентами.

Подробнее — на PCR.NEWS

6. Американские ученые показали, что металлоорганические наночастицы ZIF-8, которые используются для доставки вакцин, также служат агонистами Toll-подобных рецепторов. Накопление ZIF-8 в эндосомах и pH-зависимый выход их субъединиц позволяют этим частицам действовать селективно на эндосомные Toll-подобные рецепторы, что снижает вероятность действия ZIF-8 вне мишени. Адъювантные свойства ZIF-8 вкупе с их эффективной доставкой до клеток, а также биомиметические свойства по отношению к тримеру рецептор-связывающих доменов S-белка SARS-CoV-2, вызывают эффективный дозозависимый врожденный и адаптивный иммунный ответ. Результаты исследования опубликованы в Science Advances.

Мутации

7. Опубликованное в PNAS исследование посвящено влиянию фоновой радиации в Чернобыле на местных нематод. Авторы работы собрали в Чернобыльской зоне отчуждения 298 диких особей местных нематод, размножили их и заморозили. Нематоды были собраны в регионах с разным уровнем фоновой радиации. Ученые отсеквенировали и собрали de novo геномы 20 разновидностей нематод Oscheius tipulae — одного из наиболее широко распространенных в зоне отчуждения видов — и проанализировали полученные геномы на наличие недавно приобретенных мутаций. Зависимости между скоростью приобретения мутаций и уровнем фоновой радиации в месте сбора найдено не было. Более того, ответ на воздействие нескольких химических мутагенов также не зависел от уровня фоновой радиации. Таким образом, нематоды, собранные в Чернобыле, не отличаются по уровню приобретения мутаций и не имеют уникальных путей защиты ДНК от повреждений. Исследователи предположили, что отсутствие мутаций связано с общим уровнем устойчивости нематод к различным мутагенам.

Подробнее — на PCR.NEWS

GWAS

8. Международный коллектив ученых опубликовал на страницах Nature результаты полногеномного поиска ассоциаций между 400 локусами и 233 метаболитами, циркулирующими в кровотоке и выявленными с помощью ЯМР. В исследовании были задействованы 136016 людей из 33 когорт. Для двух третей метаболитов ученые выявили конкретный ген, определяющий их метаболизм. Кроме того, исследователи провели детальное метаболический профилирование липопротеин- и липид-ассоциированных вариантов для более глубокого понимания метаболизма липидов. Для многих метаболических путей была выявлена генетическая плейотропия.

9. Ученые из США и Великобритании идентифицировали генетические кластеры, связанные с развитием сахарного диабета 2 типа. Анализ охватывал различные популяции и проводился по данным 37 GWAS, посвященных сахарному диабету 2 типа — в общей сложности 1,4 млн людей. Для анализа авторы отобрали 652 варианта, ассоциированные с диабетом 2 типа и имеющие различное влияние на кардиометаболические свойства. Данные были взяты из двух независимых биобанков, в которые вошли данные по пяти популяциям. В отдельных популяциях по-разному распространены патологические варианты некоторых генов, например, у людей азиатского происхождения существенно чаще встречается полигенная комбинация вариантов, связанных с липодистрофией. Кроме того, связь риска развития диабета 2 типа с индексом массы тела требовала разных пороговых значений последнего параметра. Таким образом, кластеризация огромного массива данных позволила установить некоторые закономерности между риском развития диабета 2 типа в разных популяциях и значениями ассоциированных с этим заболеванием параметров.

Физиология

10. Исследование, опубликованное в JAMA Network, демонстрирует связь между здоровым питанием, продолжительностью сна и риском развития диабета 2 типа у взрослых. В исследовании были задействованы данные из UK Biobank по 247867 взрослым людям. Было показано, что люди, спящие менее 6 часов в день, имеют существенно больший риск развития диабета 2 типа по сравнению с теми, кто спит 7-8 часов. Также авторы исследования показали, что здоровое питание снижет риск развития диабета 2 типа, однако при сниженной продолжительности сна даже у правильно питающихся людей риск развития диабета оставался повышенным.

Подробнее — на PCR.NEWS

11. Известно, что мутации, затрагивающие лептин-меланокортиновый сигнальный путь, связаны с повышенным аппетитом и ожирением. Как сообщается в работе, опубликованной в Science Advances, у собак часто встречается мутация в гене POMC, кодирующем проопиомеланокортин, которая мешает образованию β-меланоцит-стимулирующего гормона (β-MSH) и β-эндорфина, но не α-MSH. У человека, как и у собак, из полипептида POMC образуются α-MSH и β-MSH, а у мышей — только α-MSH. У собак с указанной мутацией снижен расход калорий и повышен аппетит, что связано с риском ожирения. Было также показано, что α-MSH и β-MSH действуют на один и тот же рецептор меланокортина схожим образом. Исследователи заключают, что β-MSH и β-эндорфин регулируют чувство голода и потребление калорий, причем их действие не зависит от α-MSH.

Молекулярная диагностика

12. Японские ученые разработали метод скрининга in vivo для выявления емкости спермы в качестве фактора, определяющего нормальный сперматогенез. Результаты работы представлены в Cell Genomics. Вводя в клетки семенников мышей, экспрессирующих Cas9, различные гидовые РНК (sgРНК), ученые показали, что ген Rd3 служит важным фактором сперматогенеза. Секвенирование РНК единичных клеток показало, что Rd3 наиболее активно экспрессируется на стадии круглых сперматид, а протеомный анализ выявил, что Rd3 взаимодействует с митохондриями. Для поиска сигнальных путей, специфичных для определенного типа клеток на основании скрининга, основанного на sgРНК, авторы работы создали специальную программу, которую назвали Hub-Explorer. С ее помощью они показали, что Rd3 регулирует окислительный стресс, влияя на распределение митохондрий в клетке на стадии индукции формирования жгутика сперматозоида.

Фармакология

13. Исследование, опубликованное в Brain and Behavior, показало, что средство для похудения дулаглутид снижает симптомы депрессии у мышей. Дулаглутид — долгодействующий агонист рецепторов GLP-1, и, как показали предыдущие исследования, он может быть эффективен при восстановлении когнитивных функций и от повреждений нейронов, хотя конкретный механизм оставался неясным. Авторы обсуждаемой работы исследовали биомаркеры депрессии, связанные с дулаглутидом, и возможные мишени этого препарата у мышей с хроническим умеренным стрессом. Было показано, что дулаглутид обладает антидепрессивным, но не противотревожным средством у мышей, которых четыре недели подвергали хроническому умеренному стрессу. Антидепрессивное действие дулаглутида связано с 64 метаболитами из четырех метаболических путей, которые ассоциированы с метаболическими патофизиологическими процессами.

Нейронауки

14. Авторы статьи, опубликованной в Nature, сравнивали изменения, происходящие в активности клеток мозга при старении и шизофрении. Ученые анализировали связь между кортикальными нейронами и кортикальными астроцитами, используя секвенирование РНК единичных клеток. Они провели исследование префронтальной коры головного мозга у 191 человека возрастом от 22 до 97 лет, среди которых были здоровые люди и люди, страдающие шизофренией. Оказалось, что у людей, у которых в кортикальных нейронах была повышена экспрессия генов, кодирующих компоненты синапсов, кортикальные астроциты более активно экспрессировали гены, связанные с функционированием синапсов. Кроме того, астроциты кортекса таких людей активнее экспрессировали гены, участвующие в биосинтезе холестерина — важного компонента синаптических мембран. При старении и шизофрении снижаются когнитивные функции и нейронная пластичность, причем степень выраженности этих симптомов пропорциональна снижению уровня экспрессии генов, которые обеспечивают работу синапсов между нейронами и астроцитами. Интересно, что уровень экспрессии этих генов варьирует даже между здоровыми людьми одного возраста.