Коротко

Осенью 2023 года миссия НАСА OSIRIS-REx доставила на Землю 121,6 грамма реголита (остаточного грунта) с астероида Бенну — это самый крупный образец, когда-либо привезенный из космоса, если не считать лунных. Космический зонд собрал этот образец в ходе быстрого — всего несколько секунд — беспосадочного маневра при помощи раскладного манипулятора, на котором был закреплен пробоотборник. На возвращение капсулы с образцом зонду потребовалось два года, после чего материал проанализировали ученые из более чем 40 институтов по всему миру. По результатам исследований были опубликованы статьи в Nature и Nature Astronomy.

Исследователи сделали два важных открытия. Во-первых, анализ структуры и химического состава образца выявил следы процесса испарения, который, по-видимому, длительное время протекал на исходном космическом теле. Ученые обнаружили эвапориты — минеральные осадки, формирующиеся при испарении воды с растворенными в ней солями. Такие осадки встречались в метеоритах и раньше, однако состав Бенну оказался намного разнообразнее — в общей сложности 11 минералов — и включал, в частности, фосфаты, карбонаты и сульфаты; грунт также был богат натрием. Некоторые из них, например, трона, были обнаружены на внеземных образцах впервые.

Другое открытие касается присутствия органических молекул. Образец грунта Бенну массой 17,75 мг подвергли масс-спектрометрическому анализу высокого разрешения, который выявил азотсодержащие гетероциклы. Концентрация этих соединений составила около 5 нмоль/г — примерно в 5–10 раз выше, чем ранее обнаруживали на астероиде Рюгу. (В 2023 году команда японских ученых нашла в образцах Рюгу урацил и никотиновую кислоту.) На Бенну исследователи нашли все пять азотистых оснований, входящих в состав ДНК и РНК, а также ксантин, гипоксантин и никотиновую кислоту. Кроме того, в образце удалось идентифицировать 14 из 20 биогенных аминокислот (и еще 19, которые не встречаются в земных белках). При этом все хиральные небелковые аминокислоты образовывали рацемическую смесь (или близкую к таковой). Такие данные ставят под сомнение гипотезу о том, что на хиральность земной жизни повлияло раннее смещение состава Солнечной системы и ее пребиотических молекул в сторону L-аминокислот.

Некоторые люди считают, что раз на упражнения тратится энергия, то они повышают аппетит. Но авторы работы, опубликованной в Physiological Reports, показали, что это не так. Они измеряли уровни гормонов, связанных с аппетитом и чувством голода, у добровольцев с ожирением после умеренных упражнений. Упражнения не только снижали чувство голода, но и действовали на те же гормоны, которые имитируют современные препараты для похудения. Как отмечают авторы, упражнения еще и положительно влияют на ментальное здоровье. Подробнее. 

Ученые из США показали, что у двуязычных детей лучше развиты исполнительные функции, в том числе у детей с расстройствами аутистического спектра. Это значит, что они лучше контролируют импульсы и переключаются между задачами. Авторы предполагают, что постоянное переключение между языками улучшает исполнительные функции, так как, чтобы использовать один из них, нужно подавить второй. Подробнее.

Исследователи из США показали, что экзополисахариды, выделенные из Bacillus subtilis, могут затормозить развитие витилиго. Эти вещества внутрибрюшинно вводили мышам с витилиго еженедельно в течение 18 недель. Такие животные теряли на 74% меньше пигментации, чем контрольные; у них было меньше цитотоксических CD8+ Т-клеток кожи и больше регуляторных Т-клеток. Авторы ищут возможность заменить способ применения препарата на более удобный (в виде капсул или крема). Подробнее. 

Почему снег и лед не налипают на шерсть белых медведей? Международная группа ученых показала, что дело в кожном сале: если его смыть, лед легко нарастал на шерстинках. Кожное сало человека не защищало волосы от льда. Сало того и другого вида содержит холестерин, диацилглицерины и жирные кислоты, однако у белых медведей нет сквалена, который присутствует у людей и у морских животных. Примечательно, что традиционный метод подготовки шкуры медведя инуитами защищает кожное сало на мехе, а, например, шкуру лисы они обрабатывают иначе, очищая шерсть мыльным камнем. Подробнее. 

Авторы работы, опубликованной в журнале Neuron, выявили нейронные цепи, проецирующиеся в миндалевидное тело, воздействие на которые снижает тревожность у мышей без видимых побочных эффектов. Для этого авторы активировали рецептор mGluR2 на нейронах этой цепи. В то же время активация этих рецепторов на нейронах другой цепи, также проецирующиеся в миндалевидное тело, снижала тревожность, но при этом нарушала память. Ученые ищут возможность селективно активировать первую нервную цепь, то есть не через рецептор mGluR2, который встречается довольно часто. Подробнее. 

Ранее опубликованные исследования показывают, что микроэлементы играют ключевую роль в развитии диабета 2 типа, предположительно влияя на метаболизм глюкозы и сигнальные пути инсулина. В то же время многие пациенты с диабетом 2 типа страдают от дефицита микронутриентов, что было продемонстрировано в работе, опубликованной в BMJ Nutrition Prevention & Health.

Авторы работы провели системный анализ 132 исследований, в которых участвовал 52 501 пациент. Исследования были опубликованы на нескольких языках с 1998 по 2023 гг. Дефицит микронутриентов встречался с различной частотой в разных странах, видимо, это зависело от диеты, образа жизни и культурных практик. Но в целом от недостатка витаминов, минералов и электролитов страдало 45% пациентов с диабетом. Самым распространенным был очень низкий уровень витамина D (60,5% пациентов), чуть менее распространенными — дефициты магния (42%) и железа (28%). Дефицит витамина B12 встречался у 29% пациентов и даже чаще — у принимающих метформин. Чаще всего от дефицитов страдали женщины (почти 49%) и жители США (54%). На данный момент невозможно сказать, что появилось у пациента раньше, диабет или дефицит микронутриентов, а также установить причинно-следственную связь.

На пол устриц влияют не хромосомы, а факторы окружающей среды. Авторы работы, опубликованной в Environmental Science & Technology, показали, что подкисление океанов, вызванное ростом уровня углекислого газа в атмосфере, повышает долю самок в популяции устриц. Причем если новое поколение пересадить в воду с нейтральным pH, высокое соотношение самок к самцам сохраняется. Подробнее.

Авторы работы, опубликованной в Scientific Reports, проанализировали группы крови 22 древних представителей вида Homo sapiens и 14 неандертальцев, живших 120 000–20 000 лет назад. Оказалось, что у неандертальцев разнообразие аллелей, определяющих группы крови, не менялось на протяжении последних 80 000 лет их существования. А вот у людей современного типа многие варианты появились уже после выхода из Африки. Современные люди получили от неандертальцев редкий вариант группы крови, а некоторые аллели, найденные у древних людей современного типа, не встречаются в наше время. Подробнее.

Исследователи из США и Норвегии уверены, что патоген, ставший причиной голода в Ирландии в XIX веке, Phytophthora infestans, пришел из Южной Америки, а не из Мексики. Они сравнили геном P. infestans с геномами видов P. andina и P. betacei, распространенными в Андах, и показали их близкую связь. В то же время P. infestans имеет значительные различия с мексиканскими видами P. mirabilis и P. ipomoea. Авторы считают, что следует изучить резистентные виды картофеля из Анд, пока изменение климата не уничтожило этот ресурс. Подробнее.

Авторы работы в PLOS ONE показали, что у людей с нарушениями вестибулярного аппарата потерю равновесия могут спровоцировать не только визуальные, но и звуковые сигналы. Они симулировали нахождение в нью-йоркском метрополитене с помощью гарнитуры виртуальной реальности. Люди с нарушениями вестибулярного аппарата хуже всего удерживали равновесие, когда визуальная информация сопровождалась звуками метро или даже белым шумом. У здоровых контролей такого эффекта отмечено не было. Подробнее.

Исследователи из Германии и США показали, как умирающие инфицированные клетки могут спровоцировать развитие сепсиса. Инфицированная клетка уничтожает себя, чтобы предотвратить дальнейшее заражение. Для этого она посылает белок гасдермин-D к своей внешней мембране. Несколько таких белков объединяются и образуют пору, через которую содержимое клетки выливается наружу, что приводит к ее гибели. Но даже при образовании поры клетка может спастись, отпочковав часть мембраны с порой. Эта часть мембраны образует везикулы, которые при встрече со здоровой клеткой могут слиться с ней и уничтожить ее. Если таких везикул достаточно, они могут спровоцировать все нарастающее воспаление и сепсис. Подробнее. 

Самцы мышей дерутся за территорию и самок, и чем чаще побеждают, тем с большей уверенностью они вступают в бой. Исследователи из США показали, что сначала в этих процессах важен дофамин, а потом его роль снижается. Если спровоцировать выработку дофамина в вентральной области покрышки у неопытных «бойцов», то они атакуют соперника в два раза дольше. Если выработку заблокировать, они не атакуют вовсе. Но у опытных мышей такой зависимости не наблюдается. У самок дофамин вовсе не связан с агрессией. Это открытие может объяснить, почему таргетирвание дофамина не всегда эффективно для снижения агрессии у людей с историей агрессивного поведения. Подробнее. 

Международный консорциум Sc2.0 запустил проект по созданию искусственной дрожжевой клетки на основе Saccharomyces cerevisiae в 2006 году (подробнее о ранних успехах). Она должна была содержать 16 искусственных хромосом и новую тРНК-неохромосому. В новой работе описаны создание и исправление ошибок в последней дрожжевой хромосоме synXVI с помощью протокола CRISPR D-BUGS. Протокол восстановил способность клеток расти на глицерине. Теперь все почти готово к созданию первой эукариотической клетки с полностью искусственным геномом. Подробнее. 

Иммунные клетки, в том числе резидентные CD8+ T-клетки памяти (T_RM), не дают патогенам проникнуть сквозь стенку кишечника. Авторы работы, опубликованной в Nature, показали, как T_RM распределяются в кишечнике, с помощью пространственной транскриптомики. Оказалось, что клетки-предшественники T_RM располагаются в криптах между ворсинками, а зрелые клетки направляются к кончикам ворсинок, где они могут лучше защищать организм от инфекций. Подробнее.

Пексидартиниб (PLX3397) часто используют в исследованиях для того, чтобы удалить микроглию из мозга. Этим занималась и группа ученых из США, но продолжала сталкиваться со сложностями. В результате оказалось, что PLX3397 значительно снижал количество микроглии у самцов, но не у самок мышей, у которых микроглия чаще выживала. Это открытие важно для разработки новых препаратов, таргетирующих микроглию. Подробнее.

С помощью биопечати уже сейчас можно получить сердце, но биться оно будет намного слабее, чем настоящее. По мнению авторов работы, опубликованной в Advanced Functional Materials, проблема может быть еще и в том, что печатают окончательную форму сердца, игнорируя долгий путь, который этот орган проходит при развитии из простой трубки. В новой версии биопечати авторы попытались подтолкнуть сердце к характерным для него изменениям формы под действием самих клеток. Такое сердце, содержащее человеческие клетки, билось сильнее и быстрее предыдущих версий. Подробнее. 

Если беременных женщин не допускать до клинических исследований, становится куда сложнее определить, как повлияет тестируемое лекарство на мать и ее ребенка. И в то же время менее 1% КИ включают беременных участниц — к такому выводу пришли ученые из США.

Исследователи проанализировали 90 860 испытаний лекарств, которые проводились за последние 15 лет и в которых участвовали женщины возрастом от 18 до 45 лет. Из них только 0,8% включали беременных женщин. Еще в около 75% было напрямую указано, что беременных исключали из исследования, а в оставшейся части эта информация предоставлена не была. Впрочем, дальнейший анализ показал, что и в этих КИ, как правило, не участвовали беременные.

Клинические исследования, в которых беременные принимали участие, были связаны в основном с самой беременностью, родами и профилактикой преждевременных родов. Хронические заболевания, такие как диабет и астма, учитывались редко, несмотря на то, что они могут влиять на мать и плод. Авторы отмечают, что среди исследований неинфекционных хронических заболеваний (тревожность, депрессия, астма) они обнаружили только 19 с участием беременных. Такая недопредставленность, подчеркивают исследователи, оставляет без ответа важнейшие вопросы безопасности и эффективности лекарственных средств.

Уже довольно давно известно, что крылья цикад убивают бактерии. Авторы доклада, представленного на ежегодном собрании Общества интегративной и сравнительной биологии, ответили на вопрос, как это происходит. Оказывается, крылья цикад покрыты наностолбиками, структурами, которые видно только в электронный микроскоп. Когда бактерия передвигается по такой поверхности, наностолбики сгибаются, растягивают бактериальную мембрану и разрывают ее. Искусственно созданная поверхность с такими структурами убивала около 98% бактерий рода Pseudomonas, то есть не уступала в эффективности отбеливателю. Подробнее. 

Исследователи из США показали, что комары в период засухи питаются кровью чаще и таким образом переживают неблагоприятные условия. В благоприятных условиях самки комаров пьют кровь, чтобы им хватило питательных веществ для формирования яиц. Через четыре дня они откладывают яйца и ищут новую жертву. Но при засухе комар кормится снова и снова, чтобы восполнить недостаток влаги. При этом риск передачи заболеваний возрастает. Подробнее. 

Австралийские ученые использовали передовые методы стоматологического анализа для изучения микроскопических признаков износа на окаменелых зубах вымерших видов кенгуру из плейстоцена. Они показали, что их диета была довольна разнообразной и включала как кустарники, так и травы, что позволяло им долгое время приспосабливаться к новым условиям после изменения климата. Подробнее.

Американское онкологическое общество выпустило отчет по ситуации и трендам, связанным с онкозаболеваниями. Между 1991 и 2022 гг. в США смертность от рака упала на 34%. Авторы связывают это со снижением числа курильщиков, лучшей терапией и ранней диагностикой. Впрочем, пятилетняя выживаемость при раке поджелудочной, например, до сих пор не превышает 8%. Но при этом некоторые виды раков, наоборот, теперь встречаются чаще, особенно среди женщин и молодежи. Так, женщины моложе 64 лет болеют раком чаще, чем мужчины. Дети младше 14 болеют реже, но число новых случаев растет у подростков 15–19 лет. Тем не менее, благодаря новой терапии лейкемии смертность значительно снизилась в обеих группах. Подробнее. 

Исследователи из Дании и Сингапура показали, что за реакцию кожи на солнечный ожог —покраснение, воспаление и гибель клеток — отвечает повреждение РНК, а не ДНК. В опытах на мышах они подтвердили, что поврежденные УФ-радиацией мРНК провоцируют риботоксическую реакцию на стресс, опосредованную белком ZAK-альфа. В результате возникает воспаление, а поврежденные клетки гибнут. Эта реакция быстрее и эффективнее, чем реакция на повреждение ДНК. Подробнее. 

Люди различают цвета, потому что колбочки в наших глазах улавливают световые волны, соответствующие красному, зеленому и синему цветам, в то время как яркость освещения улавливают палочки. Однако у рыб и некоторых других животных цвета и яркость освещения воспринимают не только глаза, но и напрямую мозг, а точнее, шишковидное тело (эпифиз). Исследователи из Японии показали, что эпифиз костных рыб распознает цвета, используя механизм, отличный от глаз. За это отвечает фоторецептор, содержащий белок парапинопсин 1 (PP1).

Чтобы фоторецептор воспринял цвета, белок PP1 меняет состояние при воздействии света с той или иной длиной волны, для чего его нужно быстро инактивировать при необходимости. За это отвечают белки аррестины. У рыбки данио семь типов таких белков, но в инактивации PP1 эпифиза ключевую роль играют только Sagb и Arr3a. Arr3a быстро инактивирует PP1 при слабом освещении, в то время как Sagb производит более медленную инактивацию большого количества фотопродуктов PP1, которые образуются при высокой интенсивности освещения. Более медленная инактивация PP1 аррестином Sagb важна для того, чтобы PP1-содержащие клетки могли успеть воспринять «цветовую информацию».

В настоящее время укусы аспидов лечат антителами иммунизированных животных. Но они дороги и эффективны не против всех составляющих яда. Исследователи из Дании, США и Великобритании использовали методы глубокого обучения, чтобы получить белки, способные нейтрализовать токсины, разрушающие клетки и прерывающие сигналы между нервами и мышцами. Такие белки меньше антител и быстрее проникают в ткани. Они защитили мышей от летальной дозы змеиного яда. Подробнее. 

Исследователи из США изучили влияние красного мяса на когнитивные способности с привлечением большой группы испытуемых (более ста тысяч человек, средний возраст 49 лет), за состоянием которых наблюдали до 43 лет. Ни у кого из них не было деменции на момент начала исследования. Люди, потребляющие много переработанного красного мяса, к которому относятся бекон, хот-доги, сосиски, салями, колбаса и другие продукты, имели на 13% более высокий риск развития деменции, чем люди, потребляющие меньше таких продуктов, если исключить влияние других факторов. Схожие результаты были показаны для субъективного и объективного снижения когнитивных функций. Подробнее. 

Неожиданные результаты получили исследователи, изучающие бредовые состояния. По некоторым данным, эпизоды бреда отмечаются у 50–70% пациентов, поступающих в отделение реанимации и интенсивной терапии после операции. На это влияет множество факторов, в том числе пока неизвестных. Исследователи из США показали, что в комнатах с окнами бредовые состояния испытывал 21% пациентов (460 из 2235), а в комнатах без окон — только 16% (206 из 1292). Причинно-следственную связь пока подтвердить не удалось. Подробнее.

Считается, что повреждения ДНК быстро устраняются системами репарации. Но ученые из Великобритании показали, что это не всегда так. Они проследили «родословные» клеток различного происхождения в организме человека. В стволовых клетках крови некоторые повреждения ДНК не исправляются годами, становясь источниками мутаций при делении. В клетках других линий такого эффекта выявлено не было. Подробнее.

Исследование, опубликованное в Nature Metabolism, показало, что на переедание и связанное с диетой ожирение влияет память о еде. Авторы идентифицировали нейроны в гиппокампе мыши, которые хранят воспоминания о пути к богатой сахарами и жирами еде. Выключение этих нейронов препятствовало набору веса мышами, даже если им была доступна высококалорийная пища. Напротив, их активация способствовала набору веса. Подробнее.

Наиболее часто используемый биохимический маркер уровня потребления алкоголя — углевод-дефицитный трансферрин (CDT) — зависит от генетических факторов. Это продемонстрировали ученые из Института общей генетики (ИОГен) РАН. Статья с результатами этого исследования опубликована в журнале «Генетика» и в его англоязычном варианте Russian Journal of Genetics.

В норме в крови преобладает трансферрин (гликопротеид, переносящий железо) с четырьмя сиаловыми остатками. Но при злоупотреблении алкоголем ацетальдегид, образующийся при метаболизме этанола, снижает количество сиаловых остатков на трансферрине с образованием CDT. Считается, что повышение уровня CDT до 1,3% (по другим стандартам — до 1,7%) указывает на высокое потребление алкоголя.

Ацетальдегид образуется из этанола под действием фермента алкогольдегидрогеназы ADH1B. Существует два варианта этого фермента — ADH1B*48Arg преобладает у людей европейского происхождения, а ADH1B*48His в восточной и юго-восточной Азии. Последний вариант ассоциирован с повышенной активностью фермента и большей скоростью образования ацетальдегида. Авторы проанализировали данные 642 мужчин (участников Ижевского семейного исследования) и показали, что в подгруппе сильно пьющих участников уровень CDT у носителей варианта ADH1B*48His в гетерозиготе был почти вдвое выше, чем у обладателей генотипа ADH1B*Arg/Arg, хотя алкоголя они потребляли на 12% меньше. Вариант ADH1B*48His для жителей нашей страны не относится к редким: у русских частота его встречаемости — 10–12%, у населения Кавказа — 20–25%, а в Южной Сибири (алтайцы, тувинцы, буряты) — до 40–50%. Авторы подчеркивают, что обнаруженное ими явление необходимо учитывать в клинической и судебно-медицинской практике.