Коротко

Система CRISPR-Cas широко применяется в генной инженерии, а теперь еще и для терапии наследственных заболеваний. Однако наиболее хорошо охарактеризованные Cas-белки — SpCas9 из Streptococcus pyogenes и AsCas12a из Acidaminococcus sp. BV3L6 — слишком велики, чтобы поместиться в аденоассоциированный вирусный вектор со всеми вспомогательными элементами, а разделение их на части снижает эффективность. Все больше внимания уделяется компактным Cas-белкам, включая AsCas12f1 из Acidibacillus sulfuroxidans (422 аминокислоты). Исследователи из США модифицировали AsCas12f1, чтобы повысить ее эндонуклеазную активность, и получили enAsCas12f, эффективность которой в 2–11 раз выше, чем у белка дикого типа.

Авторы повысили аффинность AsCas12f1 к нуклеиновым кислотам, заменив некоторые ее аминокислоты на положительно заряженные. AsCas12f1 вносит инделы в менее 20% таргетируемых сайтов, а enAsCas12f — до 69,8%. При этом размеры AsCas12f1 не превышают треть SpCas9. Активность AsCas12f1 была продемонстрирована на нескольких типах клеток человека. Увеличение эффективности нуклеазы не повысило ее нецелевую активность. Криоэлектронная микроскопия помогла получить структуру комплекса AsCas12f–гидРНК–ДНК с разрешением 2,9 Å. Гидовую РНК тоже оптимизировали, новая версия на 33% короче изначальной, но при этом обладает сопоставимой активностью.

У большинства людей есть ведущая рука, и большинство населения планеты — правши. Однако бывают ли предпочитаемые конечности у обладателей большего их числа, например, осьминогов? Авторы статьи в Scientific Reports склоняются к утвердительному ответу, хотя и без прямой аналогии с право- и леворукостью — они показали, что в различных ситуациях осьминоги активнее пользуются теми или иными щупальцами.

Исследователи изучили видеозаписи естественного поведения 25 осьминогов в шести различных средах обитания, которые отличались сложностью ландшафта. Движения щупалец разделили на 12 вариантов действий, которые складывались из четырех возможных деформаций (укорочение, удлинение, сгибание или скручивание) трех отделов щупальца — проксимального, медиального и дистального. Ученые фиксировали, какие конечности использовались чаще при каждом из 15 действий, например, ползании по дну, и какие комбинации отдельных движений для этого выбирал осьминог.

Проанализировав в общей сложности 3,9 тысяч действий, авторы обнаружили, что каждое щупальце могло участвовать в выполнении любого действия, при этом частота деформаций варьировала в зависимости от отдела. Однако передние четыре щупальца использовались намного чаще, чем задние (64% против 36%), причем передние обычно использовались для исследовательских действий, а задние — для перемещения. Различий между правой и левой сторонами не наблюдалось. Авторы делают вывод о крайне широком диапазоне гибкости щупалец осьминога, важный для их сложного поведения и координации. Полученные данные могут пригодиться как этологам и морским биологам, так и инженерам, создающим мягких роботов.

Летучие мыши — ночные охотницы, они используют эхолокацию для ориентации в пространстве, издавая высокочастотные звуки и улавливая их отражение. Тем не менее они сохранили функциональное зрение и способны воспринимать свет в спектре, видимом человеком. Ученые из Германии с помощью миниатюрных датчиков света, ультразвука и движения показали, что рыжие вечерницы (Nyctalus noctula) издают меньше эхолокационных звуков при охоте на свету, но при этом охотятся на 50% быстрее, чем в темноте. Так, в темноте средняя скорость летучей мыши во время охоты составляла 5,2 метра в секунду, а при освещении — 7,9 метра в секунду. То есть эти животные используют и акустическую, и визуальную информацию, чтобы ловить насекомых. Подробнее 

Авторы статьи в PNAS изучили, почему с возрастом грипп протекает тяжелее, используя как старых мышей, так и человеческие ткани. Оказалось, что у пожилых людей в большом количестве экспрессируется гликозилированный белок, называемый аполипопротеином D (ApoD), который участвует в липидном обмене и воспалении. ApoD нарушает активацию противовирусного ответа иммунной системы на вирус гриппа, вызывая массовое разрушение митохондрий (митофагию), что приводит к усилению продукции вируса и повреждению легких во время инфекции. Подробнее

Многие люди испытывают сильную сонливость в течение дня. Это связано с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения и диабета. Исследователи из США идентифицировали несколько метаболитов в крови, которые ассоциированы с чрезмерной дневной сонливостью. Для этого они собрали данные о 877 метаболитах в образцах крови 6000 участников-латиноамериканцев. Авторы также использовала данные анкеты, оценивающей частоту засыпания человека в течение дня при различных сценариях. Для семи метаболитов обнаружили связь с хронической сонливостью, а еще для трех метаболитов эта связь зависела от пола. Полиненасыщенные жирные кислоты омега-3 и омега-6 были связаны с более низким риском сонливости. Другие метаболиты, такие как тирамин, содержащийся в ферментированных и перезрелых продуктах, связаны с повышенной сонливостью в дневное время, особенно у мужчин. Метаболиты половых стероидов, таких как прогестерон, связаны, например, с выработкой мелатонина. Подробнее 

В ранних исследованиях международная группа ученых установила закономерности питания орангутанов из заповедника на острове Борнео. Орангутаны предпочитают фрукты, поскольку они богаты углеводами, но, когда фруктов мало, переключаются на листья, кору и другие продукты, которые содержат больше белка, но меньше углеводов. В периоды высокой доступности фруктов орангутаны продолжают потреблять белок, но получают большую часть энергии из углеводов и жиров. В новой работе авторы выяснили, как организм орангутанов справляется с этими изменениями в диете. Орангутаны переживают периоды как изобилия, так и дефицита питательных веществ. Периоды дефицита и, как следствие, низкое потребление калорий, аналогично периодическому голоданию у людей, могут способствовать поддержанию их здоровья за счет снижения окислительного стресса. В периоды дефицита фруктов орангутаны переключаются на использование накопленного жира и мышечного белка для получения энергии, они снижают физическую активность, больше отдыхают, раньше ложатся спать и проводят меньше времени с другими орангутанами. В рационе орангутанов приоритет отдается постоянному уровню белка. Подробнее 

Микроиглы — многообещающая альтернатива традиционным иглам. Однако большинство существующих микроигл жесткие и могут вызывать дискомфорт при длительном использовании, что ограничивает их применение. Исследователи из Южной Кореи разработали новую систему микроигл, вдохновленную жалом пчелы. Авторы использовали метод электропрядения, чтобы создать сеть из наноразмерных волокон на металлических микроиглах. В результате вокруг кончиков микроигл образовался волокнистый слой, имитирующий зазубренную структуру пчелиного жала. Такие микроиглы обеспечивают надежное крепление для непрерывного высвобождения препарата. Затем микроиглы были прикреплены к клейкой ленте и защитному слою, образуя пластырь. Чтобы проверить эффективность пластыря, исследователи наполнили микроиглы ривастигмином (препаратом, обычно используемым для лечения болезни Альцгеймера и Паркинсона). В исследованиях на морских свинках пластыри с микроиглами значительно улучшили всасывание ривастигмина, высвобождая в 2,5 раза больше препарата, причем его распространение охватывало в пять раз большую площадь по сравнению с традиционной инъекцией. Важно отметить, что все это было достигнуто при минимальном дискомфорте, даже если и возникало легкое раздражение кожи, оно быстро исчезало после снятия пластыря. Подробнее 

Европейский центр профилактики и контроля заболеваний (ECDC) сообщает, что грибок Candidozyma auris продолжает быстро распространяться по больницам Европы, представляя серьезную угрозу для пациентов. Число случаев заболевания растет, масштабы вспышек увеличиваются, а в ряде стран продолжаются случаи локальной передачи инфекции. Это четвертое посвященное данному патогену исследование ECDC.

Candidozyma auris (ранее Candida auris) — патогенный грибок, встречающийся в медицинских учреждениях. Многие штаммы устойчивы к противогрибковым препаратам, и и может вызывать тяжелые инфекции у пациентов с ослабленным иммунитетом. Его способность сохраняться на различных поверхностях и передаваться между пациентами делает борьбу с ним особенно сложной. Исследование ECDC охватило 36 стран. По полученным данным, в период с 2013 по 2023 год в странах ЕС и Европейской экономической зоны было зарегистрировано более 4 000 случаев инфекции, из них 1 346 — только в 2023 году в 18 странах. Это самый высокий показатель с 2014 года, когда инфекция впервые была зарегистрирована в Европе. Большинство случаев за десятилетие приходится на пять стран — Испанию (1 807 случаев), Грецию (852), Италию (712), Румынию (404) и Германию (120).

Несмотря на рост числа случаев заболевания, система эпидемиологического надзора за C. auris сейчас есть только в 17 из 36 стран-участниц, принятые меры предотвращения — в 15 из них, хотя доступ к лабораторным микологическим тестам имеется в 29 странах. Без систематического мониторинга и обязательной отчетности масштабы проблемы могут быть занижены. Предоставленные ECDC данные подчеркивают важность раннего выявления и контроля передачи инфекции во избежание ее быстрого распространения.

Российские ученые показали, что белок TERP (Telomerase RNA Protein), кодируемый РНК, входящей в состав теломеразного комплекса, выполняет критически важную, но ранее неизвестную функцию в обеспечении качества яйцеклетки млекопитающих. Результаты опубликованы в журнале Biomedicines.

Аутофагия — важный этап оогенеза, или процесса развития яйцеклетки. Сбои в этом механизме могут приводить к формированию некачественных гамет и, как следствие, к бесплодию неясного происхождения. Оказалось, что белок TERP регулирует аутофагию, а его правильная работа необходима для созревания полноценного ооцита. Негативно на качество яйцеклетки сказывается как недостаток, так и избыток белка TERP, что показали исследования на трансгенных мышах. По мнению авторов, TERP — потенциальная мишень для разработки новых терапевтических стратегий, направленных на сохранение и улучшение репродуктивного здоровья женщин.

«Обнаружение того, что недавно открытый нами белок, кодируемый компонентом теломеразы, напрямую вовлечен в регуляцию репродуктивной функции через аутофагию, – это открытие, которое связывает воедино такие разные области, как клеточное старение и биология развития», — отметила Мария Рубцова, соавтор работы, профессор кафедры химии природных соединений химического факультета МГУ.

Одинаково ли люди воспринимают цвета? Этим вопросом много лет задаются как философы, так и нейробиологи. Авторы статьи в Journal of Neuroscience исследовали его экспериментально — они оценили репрезентацию цвета в мозге человека и показали, что восприятие цвета и его обработка одинаковы у разных людей.

Ученые пригласили для исследования 15 добровольцев, измеряя активность их мозга в ответ на цветовые стимулы с помощью функциональной МРТ (фМРТ). Собрав данные, нейробиологи обучили линейный классификатор предсказывать цвет, который сейчас видит человек, по активности его мозга. Чтобы избежать ошибки, они не включали в обучающую выборку данные конкретного испытуемого — предсказание опиралось исключительно на активность мозга других добровольцев и общие черты между пространственным кодированием в их мозге и мозге тестируемого участника. Оказалось, что реакции мозга разных людей на цвета довольно универсальны — классификатор успешно предсказывал цвет и яркость стимула, предъявленного наблюдателю. Ключевыми участками, данные об активности которых позволяли предсказать реакцию на стимул, были области зрительной коры V1-V3, hV4 и LO1.

Один из авторов работы признает, что это открытие — предрасположенность некоторых клеток мозга к реакции на определенный цвет — удивило его, поскольку оно не совсем вписывается в устоявшуюся теорию зрительного восприятия цвета.

Ученые не исключают, что один и тот же оттенок все еще может по-разному восприниматься субъективно, однако активность мозга в ответ на него неожиданно консервативна. Проверьте, какой оттенок бирюзового все еще голубой для вас.

Загрязнение микропластиком — серьезная угроза для экосистем, которую к тому же сложно детектировать, поскольку существующие методы оценки загрязнения дороги и трудоемки. Для упрощения задачи ученые из Гонконга создали живой флуоресцентный сенсор и проверили его работу на образцах воды с городских набережных.

Биосенсор получили из генноинженерной бактерии Pseudomonas aeruginosa, в которой начинал экспрессироваться зеленый флуоресцентный белок (GFP) при прикреплении бактериальной клетки к микропластику. В лабораторных условиях бактерии действительно реагировали флуоресценцией на присутствие микропластика в жидкой среде. Заметный сигнал возникал в течение трех часов в ответ на микрочастицы различных пластиков, включая полиэтилентерефталат и полистирол, а интенсивность флуоресценции коррелировала с концентрацией частиц. Предел обнаружения составил 1 нг/мл — ниже, чем у устоявшихся аналитических методов детекции микропластика. Другие материалы, например, частицы песка или стекла, флуоресценции не вызывали. Кроме того, модифицированные бактерии сохраняли активность после трех суток хранения в холодильнике (+4℃), что указывает на возможность их транспортировки в полевые условия.

Наконец, живой сенсор протестировали на образцах из окружающей среды — генноинженерную P. aeruginosa добавляли в морскую воду, собранную на городских набережных и предварительно отфильтрованную от прочих загрязнителей. Судя по интенсивности флуоресценции, образцы содержали до 100 мкг частиц в мл. Авторы разработки заключают, что этот бактериальный биосенсор оказался быстрым, эффективным и недорогим методом детекции микропластика,

У плодовых мушек необычайно длинные сперматозоиды. Семенные пузырьки некоторых видов размером 200 мкм содержат тысячи клеток размером 1,8 мм. Авторы препринта в arXiv задались вопросом, как сперматозоиды не запутываются в таких условиях. Они применили математическое моделирование и флуоресцентную микроскопию, чтобы показать, что сперматозоиды в семенных пузырьках постоянно находятся в движении. Они отталкиваются от соседних клеток, двигающихся в противоположном направлении, при этом жгутики вытягиваются, что препятствует их запутыванию. Подробнее

Если у ребенка повышено артериальное давление в возрасте семи лет, то в возрасте 50–60 лет его риск умереть от сердечно-сосудистых заболеваний значительно возрастает. Даже умеренное увеличение давления, не только гипертензия, повышает риск на 40–50%. Давление измеряли у 38 тысяч детей в рамках Collaborative Perinatal Project (1959–1965 гг.). К 2016 году 2837 участников умерли, 504 — от сердечно-сосудистых заболеваний. Эта причина смерти чаще встречалась у людей с повышенным в возрасте семи лет давлением. Подробнее

Согласно исследованию, в котором приняли участие более 100 тысяч людей 18–24 лет из нескольких стран, владение смартфоном до 13 лет связано с худшим психическим здоровьем и благополучием. Молодые люди, получившие свой первый смартфон в возрасте 12 лет или ранее, чаще отмечаются суицидальные мысли, повышенная агрессия, оторванность от реальности, худшая эмоциональная регуляция и низкая самооценка. В частности, более раннее владение смартфоном было связано со снижением самооценки, уверенности в себе и эмоциональной устойчивости у женщин, а также с более низкими стабильностью, спокойствием, самоуважением и эмпатией у мужчин. Эти последствия владения смартфоном в раннем возрасте во многом связаны с ранним доступом к социальным сетям и более высоким риском кибербуллинга, нарушениями сна и плохими семейными отношениями во взрослом возрасте. Подробнее

Новый вид бактерий рода Bartonella был обнаружен в Национальном парке Амазония в штате Пара (Бразилия) у насекомых рода Phlebotomus — москитов. Этот вид насекомых обычно ассоциируется с переносом лейшманиоза, но, по словам исследователей из Бразилии, ДНК нового микроорганизма схожа с ДНК двух других видов бактерий: B. bacilliformis и B. ancashensis. Эти бактерии вызывают болезнь Карриона (также известную как перуанская бородавка и лихорадка Оройя), и обе они переносятся москитами. В настоящее время нет доказательств того, что новый вид бактерий может вызывать заболевания. Однако, поскольку виды рода Bartonella вызывают ряд заболеваний в других странах, необходимы дальнейшие исследования. Сбор москитов проводился в период с февраля 2022 года по февраль 2023 года вдоль двух туристических троп, расположенных на территории природоохранной зоны. Подробнее 

У самцов глубоководных рыб-химер (они же акулы-призраки) изо лба выступает странный стержень, усеянный острыми зубами. Новое исследование показывает, что это действительно зубы, растущие вне рта, а не просто похожие образования. Лобной стержень, называемый тенакулум (tenaculum), по-видимому, используется для удерживания самки при спаривании. Команда исследователей из США изучала как окаменелости, так и современные образцы. Окаменелость возрастом 315 миллионов лет показала, что к верхней челюсти прикреплен тенакулум с зубами, невероятно похожими на зубы во рту. Современные рыбы-химеры продемонстрировали тот же процесс роста зубов на голове, что и у акульих челюстей. Генетическое тестирование подтвердило, что на отростке экспрессируются те же гены, что и в зубах ротовой полости. Подробнее 

Материнское молоко считается оптимальным для вскармливания младенцев. Однако не у всех матерей есть возможность кормить грудью несколько раз в течение суток, и они могут использовать сцеженное молоко. Исследователи из США и Канады пришли к выводу, что время кормления таким молоком стоит подстраивать под время сцеживания — иначе суточные колебания состава молока будут отклоняться от циркадных ритмов ребенка.

Чтобы проанализировать суточные колебания состава грудного молока, ученые получили его образцы от 38 кормящих матерей. Сбор производился в четыре временных точки (6 утра, 12 дня, 6 вечера и 12 ночи), образцы молока от каждой участницы получали один или два раза (во втором случае между сбором проб проходил примерно месяц). В этих образцах авторы работы методом иммуноферментного анализа измеряли уровни кортизола, мелатонина, иммуноглобулина А (IgA), лактоферрина и окситоцина. Также они проанализировали состав микробиома, используя секвенирование генов 16S рРНК.

Ученые обнаружили, что в зависимости от времени суток концентрации мелатонина и кортизола в молоке сильно варьировали. Уровни лактоферрина и IgA изменялись при разделении по полу или возрасту младенца, а также индексу массы тела матери. Также менялся микробиом грудного молока: ночью были выше доли кожных бактерий, а днем — бактерий окружающей среды. Эти суточные изменения в составе грудного молока подчеркивают физиологическую значимость поддержания естественной временной динамики грудного молока, которая может быть нарушена, если время кормления младенца заранее сцеженным молоком сильно отличается от времени суток, когда это молоко выделилось.

Тим Эндрюс, 67-летний американец, страдал терминальной стадией почечной недостаточности и более двух лет находился на гемодиализе. Ему пересадили почку свиньи, геном которой был модифицирован в компании eGenesis (Кембридж, штат Массачусетс). Операцию провели в Массачусетской больнице общего профиля 25 января 2025 года. С момента трансплантации почки пациент не нуждается в диализе, сообщает Nature. На сегодня это максимальная продолжительность работы органа свиньи в организме живого человека.

Эндрюс был одним из трех пациентов, которым были трансплантированы генетически модифицированные свиные почки. Еще один пациент, 54-летний Билл Стюарт, 14 сентября проживет с почкой свиньи три месяца.

Первые шесть месяцев — период «наивысшего риска как для пациента, так и для трансплантата», говорит Уэйн Хоторн, хирург-трансплантолог из Сиднейского университета. Пережить этот срок — впечатляющее достижение. С 1960-х по 1990-е годы продолжительность работы органа свиньи или шимпанзе, трансплантированного человеку, составляла от четырех минут до 70 дней.

Предыдущий рекорд по продолжительности жизни с генетически модифицированным свиным органом принадлежал 53-летней Товане Луни: в ее организме свиная почка от компании Revivicor (подразделение United Therapeutics) функционировала четыре месяца и девять дней. В начале 2025 года почку пришлось удалить, и пациентка вернулась на гемодиализ.

Ранее в этом году FDA одобрило первое клиническое испытание генетически модифицированных свиных почек от United Therapeutics. На этой неделе компания eGenesis объявила о получении одобрения FDA на трансплантацию свиной почки; в КИ примут участие 33 пациента в возрасте от 50 лет с терминальной стадией почечной недостаточности. В апреле eGenesis и OrganOx (Оксфорд, Великобритания) получили разрешение на испытание безопасности трансплантации генетически модифицированной печени свиньи.

Легкое свиньи функционировало девять дней в организме человека со смертью мозга