Коротко

Команда Дэвида Лю из Института Эли и Эдит Бродов в коллаборации с учеными из других научных центров США сравнили версию PE2 разработанной ими системы точного редактирования генома (prime editing, праймированное редактирование) с CRISPR-опосредованной гомологичной рекомбинацией (HDR) на мышах. PE2 — это двухкомпонентная платформа, состоящая из никазы Cas9, сшитой с обратной транскриптазой вируса мышиной лейкемии, и гидовой РНК, которая одновременно выполняет роль матрицы, кодирующей необходимые изменения для целевого сайта. В качестве мишени был выбран сайт связывания транскрипционных факторов CArG box в промоторе гена Tspan2. Ученые вносили в CArG box три нуклеотидные замены с помощью HDR и одну — с помощью PE2. Количественная ОТ-ПЦР и иммунофлуоресцентная гибридизация РНК in situ подтвердили сходную эффективность HDR и PE2: мРНК Tspan2 отсутствовала в клетках гладких мышц сосудов. По результатам секвенирования, PE2, в отличие от HDR, не давала инделов в сайте-мишени и не приводила к нецелевым мутациям. Авторы заключают, что PE2 — достаточно точный инструмент для моделирования и корректирования однонуклеотидных вариаций у мышей. Работа опубликована в Genome Biology.

Российские ученые из Санкт-Петербургского государственного университета и Национального научного центра морской биологии ДВО РАН при участии коллеги из Хельсинки впервые обнаружили линию трансмиссивного рака двустворчатых BTN2 у тихоокеанской мидии Mytilus trossulus. Таксономическую группу голубых мидий, к которой относится и M. trossulus, поражают две линии трансмиссивного рака (bivalve transmissible neoplasia): BTN1 и BTN2. Ранее генетический анализ показал, что обе линии происходят от M. trossulus, но в самой мидии обнаруживалась только BTN1. Авторы новой работы проверили наличие BTN в популяции M. trossulus из Японского моря. Анализ гемолимфы моллюсков с помощью гемоцитологии и проточной цитометрии подтвердил рак. Пораженные раком мидии несли генотип BTN2 EF1α и два митохондриальных гаплотипа, соответствующие линии BTN2. В настоящее время ученые разрабатывают методы быстрой диагностики рака, пригодные для наблюдения за природными и коммерческими популяциями моллюсков.

Эндрю Файр и Масса Шура из Стэнфорда с коллегами секвенировали РНК в составе вакцины Moderna, последовательность опубликовали на GitHub. Авторы исследования поясняют, что не потратили ни одной дозы вакцины, а взяли оставшиеся капли на дне флаконов из пунктов вакцинации Стэндфордского университета и Министерства по делам ветеранов США. По словам Шуры и Файра, FDA разрешило им получить эти остатки и одобрило решение опубликовать последовательность. Ответа от Moderna исследователи не получили.

РНК фрагментировали нагреванием до 94°C, праймировали случайными адапторами с гексамерными хвостами, амплифицировали с помощью Takara SMARTerer Stranded RNA-seq kit и секвенировали на MiSeq (Illumina). 

Последовательность мРНК вакцины BioNTech/Pfizer была опубликована ранее и обсуждалась. Чтобы убедиться в точности полученных данных, секвенировали и ее тоже.

РНК в составе вакцин одноцепочечная: двухцепочечная РНК вызывает нежелательные неспецифические эффекты. Большинство полученных ридов для обеих вакцин относилось к ожидаемой смысловой цепи РНК; присутствие незначительного количества ридов антисмысловой нити, скорее всего, не связано с присутствием дцРНК в вакцинах и нуждается в дальнейших исследованиях.

Авторы особо подчеркивают, что цель этой работы — не воспроизведение вакцины Moderna в «гаражных» условиях, а обеспечение доступа к последовательности в образовательных и научных целях — например, чтобы была возможность отличить последовательность РНК вакцины от вирусной РНК. В любом случае, вакцина содержит, помимо РНК, и другие важные компоненты.

До сих пор речные дельфины, обитающие в водах Инда и Ганга, считались двумя подвидами одного вида Platanista gangetica (P. g. minor и P. g. gangetica). Авторы новой работы, опубликованной в Marine Mammal Science, детально изучили морфологические и генетические особенности этих подвидов. Они показали, что дельфинов из Инда и Ганга легко различить по форме черепа. Кроме того, у двух подвидов нет общих митохондриальных гаплотипов. Анализ контрольных областей мтДНК показал, что поток генов между подвидами прекратился около 0,55 млн. лет назад. На основе полученных данных ученые сделали вывод о длительной репродуктивной и географической изоляции речных дельфинов Инда и Ганга и предложили выделить их в отдельные виды. В частности, они предлагают повысить подвид P. g. minor до вида Platanista minor Owen, 1853.

Не исключено, что у людей, потерявших зубы, появится возможность вернуть утраченное. Ученым из Японии удалось восстановить нормальный фенотип мышам с врожденной аномалией развития — агенезией зубов — с помощью моноклональных антител к белку USAG-1.

В развитии зубов задействовано много элементов, в том числе костный морфогенетический белок BMP и сигнальный путь Wnt. USAG-1 взаимодействует с ними обоими. Давно было известно, что снижение экспрессии USAG-1 улучшает рост зубов, поэтому его и выбрали в качестве мишени.

Ученые создали несколько моноклональных антител к USAG-1. Их вводили беременным мышам внутрибрюшинно. Некоторые антитела препятствовали рождению потомства и снижали выживаемость. Одно из антител препятствовало только взаимодействию USAG-1 с BMP. Однократное введение этого антитела приводило к появлению целого зуба у потомства. Такой же результат получили на хорьках.

По словам авторов, эта работа — первая, в которой моноклональные тела использовали для регенерации зубов.

Многие растения содержат фенольные гликозиды, токсичные для травоядных насекомых. Авторы статьи, опубликованной в Cell, изучили молекулярные механизмы защиты насекомых от токсинов на табачной белокрылке (Bemisia tabaci) — широко распространенном многоядном вредителе. Ученые показали, что белокрылка приобрела растительный ген BtPMaT1 в результате события горизонтального переноса генетического материала. Продукт гена, малонилтрансфераза, нейтрализует фенольные гликозиды. Ученые подтвердили это в эксперименте с трансгенным томатом, экспрессирующим малые интерферирующие РНК к BtPMaT1. Белокрылки, кормящиеся на таком томате, теряли способность нейтрализовать токсин и погибали. Авторы считают, что трансгенные растения, устойчивые к насекомым-вредителям, будут выгодны для сельского хозяйства. Однако прежде чем внедрять их, необходимо убедиться, что они не оказывают неблагоприятного воздействия на другие организмы.

Ученые из США исследовали венерину мухоловку (Dionaea muscipula) и молекулярный механизм ее ответа на прикосновение. Авторы считают, что эта работа может быть полезна для терапии, в которой механически стимулируют человеческие клетки, такие как нейроны.

Клонированием получили несколько генетически идентичных венериных мухоловок. С них срезали тысячи триггерных волосков, чувствительных к прикосновению. После этого изучили их транскриптом и идентифицировали наиболее экспрессируемые белки.

Из предыдущих исследований уже известно, что белки, вовлеченные в чувство осязания, скорее всего, могут проводить электрический ток по поверхности клетки. Именно такой белок был вторым по уровню экспрессии в триггерных волосках. Новый белок назвали FLYCATCHER1 (FLYC1). Человеческие клетки, экспрессирующие этот белок, начинали вырабатывать электрический ток в ответ на прикосновение. Такой же белок нашли в щупальцах росянки капской (Drosera capensis).

Далее авторы исследования планируют подтвердить свои выводы, изучив свойства трансгенной венериной мухоловки с нокаутом гена FLYC1.

Существуют опасения, что нейтрализующие антитела, которые вырабатываются в ответ на вакцинацию или заражение исходным штаммом коронавируса, не будут действовать на новые штаммы SARS-CoV-2. Ученые из США и Канады исследовали сыворотку людей, приболевших или не переболевших COVID-19 до и после иммунизации существующими мРНК-вакцинами (Pfizer/BioNTech и Moderna). Результаты опубликовали в журнале Science.

Они показали, что сыворотка переболевших людей нейтрализует штамм Wuhan-Hu-1 и намного слабее — штамм B.1.351. Уже после одной дозы вакцины нейтрализующие титры сыворотки против обоих штаммов и SARS-CoV-1 выросли в тысячу раз. Нейтрализация происходила благодаря антителам к рецепторсвязывающему домену и не усиливалась после второй дозы вакцины.

Иммунизация людей, не переболевших COVID-19, вызывала схожий ответ, но с меньшими титрами. Авторы исследования подчеркивают необходимость вакцинации людей, уже переболевших коронавирусом.

Израильские ученые использовали метагеномное секвенирование для анализа кишечной микробиоты более 180 таксономически разнообразных видов диких животных, в том числе млекопитающих, птиц и рыб. Для исследования были отобраны образцы фекалий из пяти географических регионов. С помощью метагеномной сборки de novo ученые сформировали базу, содержащую более 5 000 функционально аннотированных геномов. Геномы принадлежат 1 209 бактериальным видам, 75% из которых неизвестны. С помощью новой базы авторы определили ассоциации состава микробиома и функционального набора микробных генов с диетой, социальной струкрутой и продолжительностью жизни. Например, у белоголового сипа они идентифицировали несколько микробных протеаз, позволяющих птице расщеплять токсины бактерий, размножающихся в падали. Ученые считают, что микробиомы животных — богатый биотехнологический ресурс, требующий детального исследования. Работа опубликована в Science.

Прыгающим млекопитающим — кроликам, зайцам, некоторым грызунам и кенгуру — нужен функциональный ген RORB. Если этот ген поврежден мутацией, прыгать животное не может, как показали ученые, опубликовавшие статью в PLOS Genetics.

Домашние кролики породы sauteur d'Alfort не прыгают, а ходят: при медленном перемещении избыточно высоко поднимают задние лапы, а если нужно ускориться, идут на передних лапах, подняв вверх заднюю часть тела. Скрещивание эти кроликов с другими породами, наблюдение за походкой потомства и полногеномное секвенирование выявили специфическую мутацию в гене RORB (RAR related orphan receptor beta). Мутация сайта сплайсинга в эволюционно консервативном участке гена приводит к появлению аберрантных транскриптов и резкому уменьшению количества нейронов в спинном мозге, продуцирующих RORB. У мышей, не имеющих функционального гена RORB, аналогичным образом меняется походка, они ходят, как утки в мультфильмах. По-видимому, ген RORB необходим всем животным, которые синхронно отталкиваются от земли обеими задними ногами, чтобы прыгать.