Коротко

Международная группа ученых проанализировала генетическую информацию 70 000 новорожденных. Авторы идентифицировали 11 генетических маркеров, которые влияют на то, когда ребенок сделает первые шаги. Большинство детей начинают ходить между 8 и 24 месяцами. Ученые впервые показали, как на этот показатель влияет генетика. Выявленные генетические факторы были теми же самыми, что влияют на формирование складок коры мозга, риск развития СДВГ и вероятность получения высшего образования. Подробнее.

Нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы используют для терапии ВИЧ и гепатита B, однако исследователи из США показали, что эти препараты также предотвращают активацию инфламмасом. Этот механизм задействован и при болезни Альцгеймера, так что авторы посмотрели, могут ли нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы затормозить ее развитие. Они проанализировали два базы данных — U.S. Veterans Health Administration Database и MarketScan — и показали, что риск развития болезни Альцгеймера снижался на 6% и 13% за каждый год приема лекарств. Исследователи назвали результат «значительным и существенным» и призывают провести клинические испытания. Подробнее. 

Международная группа исследователей показала, что искусственный интеллект может предсказать биологический возраст человека по фотографии. Они разработали алгоритм глубокого обучения FaceAge, который натренировали на 58 851 изображении. Авторы продемонстрировали, что у пациентов с раком предсказанный по фотографии биологический возраст был на пять лет больше хронологического. Более того, чем старше казались люди на фотографиях, тем хуже был исход их болезни. Исследователи попросили 10 врачей и исследователей предсказать продолжительность жизни пациентов, получающих паллиативную лучевую терапию, по 100 фотографиям. Вероятность получения правильного прогноза была очень невысока, однако с FaceAge она повышалась значительно. Подробнее. 

Известно, что в целом виды с большим мозгом живут дольше, однако из этого правила есть исключения, например, голые землекопы и летучие мыши. Авторы статьи в Scientific Reports проанализировали максимальную зарегистрированную продолжительность жизни 46 видов млекопитающих и общие для долгожителей гены. Ими оказались гены иммунной системы. Исследователи предположили, что иммунитет играет центральную роль в поддержании долголетия, вероятно, за счет удаления стареющих и поврежденных клеток, контроля инфекций и предотвращения образования опухолей. Подробнее.

Морская бактерия Alcanivorax borkumensis способна питаться нефтью и быстро размножается при ее разливах, ускоряя ее элиминацию. В этом бактерии помогает «органическая жидкость для мытья посуды», то есть молекулу с водорастворимой и жирорастворимой частями. Это соединение состоит из глицина, сахаров и жирных кислот; бактерия вырабатывает его сама. Исследователи из Германии выявили три фермента, которые помогают бактерии синтезировать «детергент». Если перенести три гена, кодирующих ферменты, в другую бактерию, она тоже начинает производить это соединение. Это открытие может быть важным для биотехнологии. Подробнее.

У спячных животных поддержание энергетического баланса зависит от двух состояний — нормотермии и торпора — которые чередуются в зависимости от окружающих температур. Из-за этого перемены климата могут влиять на их ареал. Международная группа ученых пришла к выводу, что глобальное потепление сместит местообитания летучих мышей в более холодные широты.

Исследователи построили модель, которая предсказывает, как изменится ареал обитания рыжей вечерницы на территории Европы. Они отследили, что за последние 50 лет местообитания этой летучей мыши сместились на север, и объединили эти данные с ежедневными прогнозами температуры. Сравнение оптимальных температур по историческим данным (1901–2019 годы) и прогнозами на будущее (2019–2100 годы) проводили по четырем различным сценариям изменения климата. Во всех случаях предсказанный к 2100 году ареал обитания рыжей вечерницы должен расшириться на северо-восток, смещение границы может превысить 700 км. Такое предсказание объясняется более короткими и теплыми зимами в Европе в будущем.

Исследователи из США внесли в Bacteroides thetaiotaomicron, распространенную бактерию кишечного микробиома человека, гены для синтеза ферментов детоксикации метилртути. Метилртуть — опасное соединение ртути, которое накапливается в первую очередь в рыбе. Авторы заменили часть микробиоты кишечника мышей на генномодифицированную бактерию, а затем кормили мышей рыбой. В мозге и печени таких животных накапливалось меньше метилртути, чем у контролей. То же было показано для фетальных тканей беременных мышей. Подробнее. 

Глиобластома — очень агрессивный тип опухоли. Исследователи из США и Китая выявили новые механизмы роста опухоли и подавления иммунитета при этом раке. Клетки глиобластомы оверэкспрессируют транспортер цинка ZIP4 и потребляют в 10 раз больше цинка, чем нормальные ткани. Одновремено они выпускают внеклеточные везикулы, в которых находится белок TREM1. Обычно он помогает организму бороться с инфекциями, но при раке воздействует на микроглию, которая начинает способствовать росту опухоли. Авторы получили малую молекулу, которая ингибирует ZIP4 и TREM1 и замедляет рост опухоли у мышей. Подробнее.

Статья, опубликованная в Nature Immunology, раскрывает происхождение особого типа клеток, ассоциированного с ревматоидным артритом у мышей. Эти клетки называются T-фолликулярные хелперы 17 (T_FH17), по функциям они напоминают T-фолликулярные хелперы (T_FH), при этом мигрируют как T-хелперы 17 (T_H17). Оказываясь на новом месте, они вырабатывают провоспалительный IL-17. У человека с ревматоидным артритом тоже были обнаружены схожие клетки. Авторы показали, что эти клетки образуются из T_H17 в пейеровых бляшках тонкого кишечника — скоплениях лимфатических фолликулов — под действием здоровой комменсальной микробиоты. Если ввести мышам смесь T_FH и T_FH17, то у них происходит обострение ревматоидного артрита, в отличие от мышей, которым вводили только T_FH. Подробнее. 

Международная группа исследователей проанализировала результаты МРТ-сканирования 557 человек — 191 здорового контроля и 366 человек с такими состояниями, как высокое кровяное давление, диабет или ожирение. Авторы измеряли различные параметры сердца, например, размер камер. Затем они вывели формулу для расчета функционального возраста сердца. Формула правильно показывала функциональный возраст, который у здорового сердца совпадал с хронологическим. У людей с повышенным давлением, например, сердце могло быть почти на пять лет «старше», чем организм в целом. Подробнее. 

У некоторых людей, живущих с ВИЧ, вирус долгое время не проявляет себя даже после прекращения антиретровирусной терапии. Ученые из Франции проанализировали иммунный ландшафт 27 таких людей. Они показали, что аллель HLA-B∗35 связан с ремиссией ВИЧ. Это странно, так как этот аллель также связан с быстрым прогрессированием инфекции. Еще авторы продемонстрировали связь с генотипом HLA-B Bw4TTC2 и подчеркнули роль естественных киллеров. Подробнее.

Бахромчатогубые летучие мыши Trachops cirrhosus, охотящиеся на жаб и лягушек, ориентируются на брачные призывы своих жертв. Однако в естественном ареале этих хищников встречаются слишком крупные или ядовитые лягушки, питаться которыми небезопасно. Ученые из Панамы и США выяснили, что летучие мыши быстро обучаются выбирать компактную добычу по голосу, однако для избегания ядовитых видов им необходимо набраться опыта.

Исследователи проанализировали, как отдельные особи бахромчатогубой летучей мыши реагируют на брачные призывы 15 видов лягушек и жаб. Выяснилось, что способность выбрать наиболее выгодную жертву для охоты зависит от возраста. Как взрослые, так и молодые летучие мыши обращали внимание на акустические сигналы, связанные с размером тела лягушки — способность не реагировать на слишком крупную жертву возникала у них довольно рано. А вот отличать ядовитых жаб и лягушек от съедобных могли только взрослые летучие мыши, молодые же одинаково активно реагировали на брачный зов ядовитой или неядовитой жертвы, руководствуясь только ее размером.

Международная группа ученых провела клиническое исследование фазы 3b CENTERSTONE, в котором проверила, может ли балоксавир марбоксил остановить распространение гриппа среди совместно проживающих людей. В исследование вошли 1457 зараженных гриппом пациента из 15 стран и 2681 проживающий с ними человек. Пациенты получали балоксавир или плацебо в течение 48 часов после появления симптомов. Лечение балоксавиром снизило риск заражения вирусом их близких, не получавших лечение, на 32%. Вирусные титры при заражении снижались быстрее под действием препарата. Устойчивые к лекарствам вирусы появились у 7,2% пациентов, получавших балоксавир, но не были обнаружены у проживающих с ними людей, что свидетельствует об ограниченном риске передачи. Нежелательные явления были зарегистрированы у 4,6% пациентов, получавших балоксавир, по сравнению с 7,0% в группе плацебо. Подробнее. 

С возрастом у человека накапливается больше жировой ткани, особенно в области живота, что повышает риск развития диабета, сердечно-сосудистых и других хронических заболеваний. Исследователи из США показали на мышах, что старение превращает клетки-предшественники адипоцитов в новый тип стволовых клеток — коммитированные преадипоциты, специфичные для возраста (committed preadipocytes, age-specific, CP-As), с более высоким пролиферативным потенциалом. Эти клетки при пересадке молодым мышам производили больше клеток белой жировой ткани, чем клетки-предшественники адипоцитов от молодых мышей. Это интересно, так как обычно способность стволовых клеток к пролиферации снижается с возрастом. Похожие CP-As обнаружили также у человека. Подробнее. 

Ученые из США анализировали поведение людей, собиравших в виртуальной реальности цветы, некоторые из них с пчелами. Укус пчелы симулировал слабый электрический разряд. Авторы показали, что люди, которые испытывали приступы тревожности, не могли распознать безопасные зоны без пчел, они в целом хуже выполняли задания на пространственную память. В безопасных зонах они боялись укуса так же сильно, как и в опасных. Подробнее.

Авторы статьи в Science Advances получили образцы кожи от 50 доноров от 20 до 90 лет и «состарили» их фибробласты, повреждая ДНК. Полученную смесь нормальных и сенесцентных клеток окрасили, а затем проанализировали их форму, что позволило выявить три подтипа сенесцентных фибробластов. Они по-разному реагировали на сенолитики. Авторы предположили, что различные сенесцентные клетки по-разному влияют на организм, но это еще нужно проверить. Подробнее. 

Исследователи из Нидерландов показали, что жесты помогают людям уловить значение слова. Испытуемые прослушивали, как виртуальный аватар произносит фразу, например, «В каком возрасте вы научились… печатать?», перед словом печатать он или показывал пальцами, будто печатает, либо почесывал одной рукой другую, либо не выполнял никаких действий. Во время паузы перед целевым словом жесты влияли на мозговые волны, которые обычно связаны с ожиданием. После целевого слова жесты влияли на мозговые реакции, которые указывают на то, насколько сложно было понять слово. Увидев значимые жесты, люди легче понимали значение целевого слова. Подробнее. 

Две статьи [1,  2] в журнале Alzheimer's and Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association описывают результаты клинического исследования EXERT (Exercise in Adults with Mild Memory Problems), в котором проверяли, как влияют физические упражнения на когнитивные способности у малоподвижных пожилых людей, имеющих легкие нарушения памяти (основной фактор риска деменции при болезни Альцгеймера). Одна группа выполняла аэробные упражнения средней интенсивности, другая — упражнения на растяжку, равновесие и диапазон движений. Результаты сравнивали с данными по прогрессированию заболевания у пожилых людей, которые получали только обычную медицинскую помощь и проходили регулярные медосмотры.

Всего было зарегистрировано 296 участников, занятия регулярно посещали более 80%. У участников EXERT когнитивные функции, измеренные по шкале ADAS-Cog-Exec, оставались стабильными в течение 12 месяцев наблюдения, причем в обеих группах. У лиц, не принимавших участие в исследовании, когнитивные способности снижались. Средняя потеря объема гиппокампа у обеих групп составляла всего 0,51% — это меньше, чем в других  исследованиях пожилых людей, даже когнитивно стабильных. Также наблюдалась тенденция к меньшей потере объема префронтальной коры мозга.

Люди с легким когнитивным расстройством — состоянием, характеризующимся снижением объективной памяти, — подвержены высокому риску развития деменции при болезни Альцгеймера. Регулярные упражнения как средство профилактики могут принести этой группе лиц существенную пользу, отмечают авторы.

Микро- и нанообработка произвела революцию в электронике и фотонике и могла бы способствовать развитию биомедицины, однако совместимость их методов с живыми организмами остается низкой. Китайские ученые попытались адаптировать эти технологии к работе с живой тканью и напечатали микроскопические «татуировки» на поверхности тела тихоходок.

Метод, которым воспользовались исследователи, называется ледяной литографией. Чтобы нанести узоры на тихоходок, команда сперва перевела этих микроскопических животных в криптобиоз, медленно обезвоживая их. Затем каждую тихоходку помещали на бумагу из углеродного композита, охлаждали до –143°C и покрывали анизолом для защиты от повреждений. На слое замерзшего анизола формировали узор с помощью сфокусированного пучка электронов. При нагреве до комнатной температуры в вакууме избыток анизола сублимировался. После этого тихоходок регидратировали. Полученные узоры стабильно держались на поверхности тела тихоходок — это были комбинации квадратов, точек и линий шириной до 72 нм (одним из узоров стала эмблема Университета Уэстлейк в Ханчжоу, где и работали исследователи). Пример напечатанного узора опубликован в статье — с ним можно ознакомиться по ссылке. 

Процедуру пережили около 40% тихоходок (для сравнения, в одном из экспериментов с пребыванием в открытом космосе выжило 68%). Однако на выживших, по-видимому, такая татуировка сказалась не сильно — их поведение после регидратации не отличалось от нормального. Исследователи подчеркивают, что оптимизация позволит сделать метод безопаснее. Они полагают, что ледяная литография найдет применение в биомедицине и астробиологии.

Исследователи из Великобритании и Китая продемонстрировали, насколько сон важен для когнитивных функций подростков. Для этого они проанализировали данные о паттернах сна 3200 подростков 11–12 лет, полученные в рамках исследования Adolescent Brain Cognitive Development, и дополнительно данные о сне 1190 подростков 13–14 лет. Они в течение долгого времени носили беспроводные устройства, которые определяли продолжительность и качество сна. Всех участников разделили на три группы. Первая (39%) спала меньше всего, в среднем 7 часов 10 минут. Эти участники обычно поздно ложились и рано вставали. Вторая группа (24%) спала в среднем 7 часов 21 минуту, третья (37%) — 7 часов 25 минут. Успеваемость в школе значимо не отличалась между группами, но третья группа лучше, чем вторая, справлялась с когнитивными тестами, которые проверяли словарный запас, способность к чтению, решению проблем и сосредоточению, а вторая группа справлялась лучше, чем первая. Несмотря на небольшую разницу в продолжительности сна, исследователи видели отличия в структуре и активности мозга участников разных групп. Для подростков рекомендованная продолжительность сна составляет 8–10 часов. Подробнее. 

Австралийские ученые привлекли к исследованию 55 студентов университетов 18–38 лет и оценили их потребление жиров и сахаров по результатам опросников. После этого студентам предлагалось найти «сокровище» в виртуальном лабиринте, используя ориентиры вокруг. На прохождение лабиринта отводилось четыре минуты. Участники проходили лабиринт шесть раз, на седьмой они должны были вспомнить, где раньше находилось «сокровище». Задания такого типа позволяют оценить активность гиппокампа. Студенты, в диете которых присутствовало большое количество насыщенных жиров и простых сахаров, хуже справлялись с задачей. Но авторы считают, что снижение способностей к ориентированию в пространстве из-за диеты обратимы. Подробнее.

Ученые из Германии визуализировали выброс нейротрансмиттера глутамата в мозге мыши. Они показали, что при недостатке кислорода и нутриентов (например, при инсульте) во внеклеточное пространство попадает аномально большое количество глутамата, причем этот процесс «подпитывает» сам себя и в итоге приводит к повреждению нейронов. Снизить уровень внеклеточного глутамата можно, если подавить активность его рецепторов. Однако пока неясно, какие клетки отвечают за выброс нейротрасмиттера. Подробнее. 

Исследователи из США создали «умные» бинты, которые не только убирают излишки жидкости из раны, но и анализируют ее на биомаркеры воспаления и инфекции. Бинты используют микрофлюидные технологии для отвода жидкости, а сенсоры выявляют такие молекулы, как оксид азота (биомаркер воспаления) и перекись водорода (биомаркер инфекции), за 1–3 дня до появления симптомов. Также бинты определяют pH и температуру. Систему назвали iCares, большую часть ее компонентов можно напечатать на 3D-принтере. Она предназначена в первую очередь для хронических ран, плохо заживающих из-за, например, диабета. Подробнее. 

По-прежнему растет число случаев колоректального рака среди молодых людей. Международная группа ученых проанализировала 981 раковый геном от пациентов из 11 стран. Авторы выявили паттерны мутаций ДНК, характерные для воздействия бактериального токсина колибактина, в некоторых геномах. В геномах рака с ранним началом (у пациентов моложе 40) эти паттерны встречались в 3,3 раза чаще, чем с поздним (старше 70). Анализ также показал, что эти мутации возникают рано, в первые 10 лет жизни. Данных еще недостаточно, чтобы подтвердить причинно-следственную связь между воздействием токсина и колоректальным раком. Также для колоректального рака в некоторых странах — например, в Аргентине, Бразилии, Колумбии, России и Таиланде — характерны определенные мутационные сигнатуры. Это говорит о том, что повышать риски рака могут и какие-то местные факторы. Подробнее.

Группа под руководством геобиологов из Бельгии описала новый вид кабельных бактерий — многоклеточных прокариотических организмов, способных проводить электричество на сантиметровые расстояния.

Клетки кабельных бактерий имеют палочковидную форму и соединяются между собой в нити, покрытые общей внешней мембраной. Они могут переносить электрический заряд между слоями осадочных пород — это основа их метаболизма. Электроны переносятся из более глубоких слоев осадка, где бактериальные клетки осуществляют окисление сульфида, на поверхность, где другие клетки используют кислород или нитрат в качестве конечного акцептора электронов.

В настоящее время кабельные бактерии включают два признанных рода, Candidatus Electrothrix и Candidatus Electronema. Теперь же исследователи выделили из приливно-отливной эстуарной зоны в заливе Якина (Орегон, США) новый вид. Он морфологически отличается от описанных ранее кабельных бактерий, а его метаболические пути и гены — смесь таковых Ca. Electrothrix и Ca. Electronema. Отличительной чертой вида оказались широкие поверхностные гребни, которые тянутся по всей длине каждого бактериального филамента и содержат проводящие волокна. Эти волокна включают никель-содержащий кофактор NiBiD, описанный исследователями впервые. Филогенетически новый вид кабельных бактерий оказался ближе к первому из родов, и авторы предлагают назвать его Ca. Electrothrix yaqonensis sp. nov., в честь племени якина — коренных американцев, чьи исконные земли охватывают залив Якина.

Выпуск неместных видов в дикую природу ассоциирован с повышенным риском зоонозных инфекций. К такому выводу пришли ученые из Великобритании, которые обнаружили связь между распространенностью бореллий, переносимых клещами, и завозом фазанов.

Фазаны — не аборигенный для Великобритании вид, но около 47 миллионов этих птиц ежегодно выпускают для любительской охоты. Исследователи проанализировали клещей, переносящих бактерий рода Borrelia (возбудителя болезни Лайма), в местах выпуска фазанов. Они изучили 25 лесных массивов на юго-западе Англии, где выпускают птиц, и в 25 контрольных лесах поблизости — в радиусе до двух километров, — где фазанов не выпускают. Оказалось, что на территории, где ежегодно выпускают фазанов для охоты, боррелии были почти в 2,5 раза более распространены, чем в лесах, где этого не происходит (7,8% против 3,2%). Кроме того, в местах, где выпускали фазанов, были более многочисленны взрослые особи клещей, но не их нимфы. При этом фазаны считаются компетентными хозяевами бореллий — вероятность заражения и передачи у них относительно высока. Ученые полагают, что намеренно выпускаемые неместные виды могут способствовать распространению зоонозных инфекций, хотя и признают, что данных о частоте передачи заболевания человеку у них пока нет.