Еще один потенциально опасный вариант коронавируса обнаружен в Великобритании

Считается, что у эволюции нет кнопки обратной перемотки — она рассматривается как однонаправленный путь адаптаций. Однако авторы статьи в Nature Communications описали возможный случай «обратной эволюции» у дикорастущих томатов на островах Галапагосского архипелага.

Ученые проанализировали стереохимические особенности стероидных алкалоидов — они играют у растений важную защитную роль — в семействе пасленовых (Solanaceae), к которым относится томат. Этим алкалоидам свойственна стереоизомерия по 25-му атому углерода, и варианты гидроксилаз GAME8 (glycoalkaloid metabolism 8), отвечающие за их синтез, продуцируют S- или R-изомеры. Филогенетический анализ пасленовых выявил две клады, представители одной из которых преимущественно синтезируют 25S изомеры (к этой кладе относится томат), а другой — более эволюционно древние 25R. Один из алкалоидов этой группы — α-томатин — служит для защиты от грибковых инфекций и насекомых-вредителей. Анализ различных популяций томатов показал, что растения на древних территориях вырабатывают преимущественно 25S-изомер α-томатина. Однако у дикорастущих томатов с Галапагосских островов обнаружились мутации в GAME8, которые привели к переходу от синтеза 25S-изомера этого защитного алкалоида обратно к предковым 25R. Ученые предполагают, что древний вариант оказался более надежным средством защиты на вулканических островах, сравнительно недавно заселенных томатами, и это привело к «откату» эволюции фермента.

Во сне животные наиболее уязвимы. Домашние кошки проводят в таком уязвимом состоянии 60–65% своей жизни — они спят в среднем 12–16 часов в сутки. По этой причине кошки предпочитают отдыхать на возвышенных местах, однако авторы статьи в Current Biology выяснили, что это не единственная защитная стратегия. Проанализировав 408 видеороликов со спящими кошками, ученые обнаружили асимметрию позы для сна — 65,1% кошек предпочитали спать на левом боку. Предположительно, это связано с асимметрией полушарий мозга. Если кошка спала на левом боку, то проснувшись, она будет воспринимать обстановку левым зрительным полем. Сигнал от него поступает в правое полушарие мозга, которое в большей степени контролирует обработку угроз и быструю координацию при бегстве. Исследователи делают вывод, что сон на левом боку может быть эволюционной стратегией выживания, хотя нельзя исключать и другие причины. Подробнее

Для утилизации пластика все чаще предлагают использовать микроорганизмы, однако его необходимо переработать в полезный продукт, а это пока затруднительно. В Nature Chemistry предложен способ модифицировать кишечную палочку (Escherichia coli), чтобы с ее помощью из полиэтилентетрефталата (ПЭТ) — распространенного материала упаковок — получать парацетамол. В штамм E. coli, лишенный возможности синтезировать пара-аминобензоат нормальным путем, внедрили систему получения этого жизненно важного метаболита из ПЭТ. Продуцируемый бактериями пара-аминобензоат затем использовался для синтеза пара-ацетиламинофенола, известного как анальгетик и жаропонижающее средство парацетамол. Подробнее

Лишайник из пустыни Мохаве три месяца выживал под воздействием солнечной радиации, которая ранее считалась смертельной. Интенсивное УФ-облучение — фактор, из-за которого многие открытые недавно экзопланеты считаются непригодными для жизни. Однако авторы статьи в журнале Astrobiology в течение трех месяцев непрерывно облучали пустынный лишайник Clavascidium lacinulatum 254-нм УФ-излучением мощностью 55 Вт/м². Это инактивировало около 50% клеток водоросли-фотобионта, но вторая их половина сохранила жизнеспособность и могла размножаться. При этом те же водоросли, выращенные в чистой культуре, погибали при таком облучении за 60 секунд; не выживала и радиационно-устойчивая бактерия Deinococcus radiodurans. Лишайник выжил благодаря тому, что накапливал в коре вторичные фенольные метаболиты и гасил активные формы кислорода, которые генерировались под жестким УФ-облучением. Подробнее

Глубоководная добыча полезных ископаемых мешает жизни китов — к таким неутешительным выводам пришли исследователи, которые оценили шумовое загрязнение в восточной части Тихого океана. Дельфины и киты, в том числе кашалоты, которые находятся под угрозой исчезновения, полагаются на акустические сигналы. Разработка морского дна, которая ведется в зоне их обитания, нарушает нормальную коммуникацию этих животных, а промышленный шум от нее распространяется на сотни километров. Ученые предупреждают о масштабных экологических последствиях и призывают еще раз оценить все риски. Подробнее

Где граница между минимальной клеткой и вирусной частицей? Ученые из Японии и Канады усомнились в ее существовании, когда обнаружили Candidatus Sukunaarchaeum mirabile. Эта архея с рекордно маленьким геномом подозрительно напоминает вирус — у нее имеется только 189 генов, которые кодируют в основном белки для репликации собственного генома. Все остальное архея «заимствует» у своего симбиотического хозяина — водоросли-динофлагеллята Citharistes regius. Сам геном содержит 238 тысяч пар оснований — меньше половины того, что считалось минимальным природным клеточным геномом до этого. В нем нет практически никаких компонентов известных метаболических путей, и ученые говорят, что такая тесная зависимость от хозяина ставит под сомнение функциональные различия между минимальной клеточной жизнью и вирусами. Подробнее

Компания Vertex Pharmaceuticals опубликовала новые данные фазы 1/2 клинических исследований зимислецела (VX-880). Препарат содержит островковые клетки поджелудочной железы, полученные из донорских стволовых клеток (не клеток самого пациента), которые вводят в печень путем инфузии в воротную вену. Так как трансплантация не является аутологичной, пациент нуждается в постоянной иммуносупрессивной терапии. Предварительные результаты КИ VX-880 публиковались год назад (мы упоминали об этом в одной из новостей о клеточной терапии диабета).

В исследовании FORWARD-101 участвовали люди с сахарным диабетом 1 типа, нарушением реакции на гипогликемию и тяжелыми гипогликемическими эпизодами, которые получили однократную инфузию зимислецела. Все 12 участников продемонстрировали приживление трансплантата. Выработка эндогенного С-пептида, реагирующего на глюкозу, сохранялась в течение года наблюдения. Все достигли целевого показателя — уровень гликированного гемоглобина HbA1c менее 7%, время нахождения в нормогликемическом диапазоне более 70%. После 90-го дня не было ни одного тяжелого гипогликемического эпизода. Снизилась потребность в экзогенном инсулине, 10 из 12 пациентов на 12-м месяце совершенно не нуждались в нем. Большинство нежелательных явлений были легкими или умеренными. Подробнее в NEJM.

Коллективное поведение бывает важно для выживания организмов. Немецкие ученые описали такое поведение у C. elegans — эти нематоды собираются в живые «башни», чтобы цепляться к насекомым и перемещаться на них для распространения или в попытке покинуть неблагоприятные условия. Считалось, что они способны к такому поведению только в лабораторных условиях, но ученые нашли свидетельства формирования башен и в природе, на гниющих фруктах в саду. При этом нематоды не просто сбивались в кучу, а направленно строили структуры, способные реагировать на внешние стимулы. Подробнее

Виртуальную реальность (VR) уже используют для реабилитации после инсульта, однако данных об эффективности различных ее вариантов для тех или иных случаев по-прежнему недостаточно. Систематический обзор Кокрейновского сотрудничества показал, что интерактивные видеоигры несколько эффективнее альтернативных методов лечения для восстановления подвижности рук и равновесия после перенесенного инсульта. Более выраженный эффект наблюдался, когда виртуальная реальность дополняла обычное лечение. А вот о влиянии VR на походку и общее качество жизни пациентов однозначных выводов сделать не удалось. Подробнее

Устойчивые к антибиотикам бактерии рода Pandoraea могут вызывать оппортунистические респираторные инфекции, особенно у пациентов с муковисцидозом. Оказалось, они не только представляют опасность, но и производят мощные антибактериальные соединения — пандорабактины. Анализ генома этих бактерий выявил консервативный кластер генов, которые обеспечивают синтез двух связывающих железо молекул — пандорабактинов А и B. Эти соединения позволяют бактериям активно поглощать железо из окружающей среды, чтобы выживать в легких человека, где железа немного, и отбирать этот микроэлемент у бактерий-конкурентов. Анализ мокроты пациентов с муковисцидозом показал, что Pandoraea spp. изменяют микробиоту легких при этом заболевании, в том числе вытесняя патогены родов Pseudomonas, Mycobacterium и Stenotrophomonas. Подробнее

Кислый вкус, как правило, непривлекателен для млекопитающих, вероятно, из-за ассоциации с незрелыми или испорченными фруктами. Однако птицы гораздо более толерантны к кислому, и авторы статьи в Science выяснили, почему. Рецептор отопетрин 1 (OTOP1) у птиц реагирует на кислоту иначе, чем у млекопитающих, — он ингибируется кислой средой. Активация канареечного аллеля OTOP1 у модельных мышей привела к тому, что мыши утратили отвращение к кислому вкусу. Мутация, связанная с этой особенностью, консервативна для всех певчих птиц, и, по-видимому, за время эволюционного развития позволила им разнообразить источники пищи. Подробнее

Бабочки-совки Agrotis infusa — эндемичный вид для Австралии. Каждую весну они перелетают на тысячу километров, чтобы спастись от жары, а осенью совершают обратную миграцию для размножения. Считалось, что направление они определяют по магнитному полю, однако авторы статьи в Nature показали, что важную роль также играет звездное небо. Поместив весенних и осенних бабочек в симулятор полета и обнулив магнитное поле, ученые выяснили, что мотыльки выбирают направление по изображению ночного неба. Зрительные интернейроны специфично реагировали на расположение звезд, ориентируя миграцию бабочек-совок в соответствии с сезоном. В сочетании с чувством магнитного поля это обеспечивает надежную систему для ночной навигации бабочек. Подробнее

Исследователи из Кембриджского и Оксфордского университетов пришли к выводу, что ключевым фактором эволюции человеческого мозга могла стать плацента и вырабатываемые ей половые стероиды.

Недавние работы показали в том числе на молекулярном уровне, что воздействие тестостерона на развивающийся мозг ассоциировано с увеличением объема мозга, а эстрогены — с более высоким числом связей между нейронами. Аномальное воздействие половых стероидов (избыточное или недостаточное) приводило к нарушениям нейроразвития в животных моделях. Однако в пренатальный период уровень половых стероидов регулируется не непосредственно гонадами, а плацентой, которая у человека адаптирована к поддержанию высокого уровня половых стероидов. Также в плаценте и в мозге экспрессируется большое количество ароматазы — фермента, превращающего андрогены в эстрогены. В такой системе интенсивный синтез андрогенов будет способствовать развитию достаточно крупного мозга, а активность ароматазы приведет к высокому уровню эстрогенов, способствующих увеличению числа нейронных связей.

Более сложный и крупный мозг, в свою очередь, характерен для видов, способных к формированию комплексных социальных связей. Поэтому ученые заключают, что такие особенности плаценты и половых стероидов сыграли важную роль в эволюции человека как вида и привели к увеличению размера групп, снижению межгрупповой агрессии и эффективному выстраиванию разнообразных социальных отношений.