Геном байкальской нерпы

Ученые ФНКЦ ФХМ им. Ю.М. Лопухина ФМБА России, ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова и других научных центров выделили около двадцати новых микобактериофагов — фагов микобактерий, к которым относятся возбудители туберкулеза и проказы. В январе они опубликовали статью об одном из них — микобактериофаге Vic9.

В образцы почвы, содержащие бактериофаги, добавляли культуру лабораторного штамма бактерии Mycobacterium smegmatis. Это позволило размножиться только микобактериофагам (метод накопительных культур). Vic9 был обнаружен в образцах, собранных на скотном дворе в Московской области. Как и большинство других микобактериофагов, он имеет икосаэдрическую головку и длинный несокращающийся хвост. Он продемонстрировал небольшую литическую активность в отношении Mycobacterium tuberculosis, но не в отношении других исследованных видов микобактерий.

Анализ генома Vic9 указал на его принадлежность к подкластеру B2 кластера B. До сих пор фаги из этого субкластера изолировали в США и Бразилии, на территории России это первая находка. Авторы также выполнили функциональную аннотацию генома фага.

Лекарственная устойчивость бактерий комплекса M. tuberculosis растет во всем мире, поэтому сохраняется интерес к фаготерапии микобактериальных инфекций, несмотря на известные проблемы с ее внедрением в клиническую практику. Потенциал некоторых микобактериофагов показан в экспериментах in vitro и in vivo.

«У нас сейчас есть несколько, на наш взгляд, перспективных фагов, готовим вторую публикацию», — комментирует руководитель проекта, Егор Шитиков, доктор биологических наук, заведующий лаборатории молекулярной генетики микроорганизмов ФНКЦ ФХМ им. Ю.М. Лопухина ФМБА России.

Очковый листонос Carollia perspicillata, обитающий в Центральной и Южной Америке, — один из самых популярных видов летучих мышей, содержащихся в зоопарках. Ученые из ДГТУ (Ростов-на Дону) и других научных центров сравнили кишечную микробиоту диких и живущих в неволе C. perspicillata из Панамы и России (Московский зоопарк). Бактериальные таксоны идентифицировали с помощью высокопроизводительного секвенирования 16S рРНК.

Бактерии, связанные со здоровьем животных (Mannheimia, представители семейства Pasteurellaceae, Staphylococcus и Mycoplasma), преобладали у диких летучих мышей, в то время как бактерии человеческого кишечного микробиома, важные для общественного здравоохранения (Bacteroides, Clostridium, Acinetobacter), — у летучих мышей в зоопарке. Различались также функциональные пути метаболизма кишечной микробиоты, что, вероятно, связано с отличиями в рационах животных (в зоопарке они получают больше полисахаридов, в природе — больше белков). На состав микробиоты также может влиять отсутствие периодов анабиоза у листоносов при содержании в неволе, отмечают авторы.

Эти данные показывают, что результаты изучения микробиома летучих мышей в неволе необходимо интерпретировать с осторожностью.

Исследования ученых ДГТУ проводятся в рамках проекта РНФ № 23-14-00316.

Ген TBCE кодирует шаперон, необходимый для сворачивания тубулина. Патогенные варианты в нем связаны с тяжелыми нарушениями нейроразвития. Сотрудники Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова описали вариант в этом гене, приводящий к более мягкому фенотипу.

Исследователи выявили у семи пациентов патогенный вариант, вызывавший изменение сплайсинга и сдвиг рамки считывания. Это могло бы привести к очень выраженным патологиям, таким как прогрессирующая энцефалопатия, которая развивается при некоторых других мутациях TBCE. У этих пациентов были выявлены легкие когнитивные нарушения, тестикулярная недостаточность и амиотрофия. Исследователи задались вопросом, почему обнаруженный вариант вызывает новый, более мягкий фенотип. Более подробный анализ показал, что трансляция белка происходит с альтернативной открытой рамки считывания, из-за чего образуется частично функциональный шаперон. Динамика микротрубочек, которую авторы статьи изучили на клеточной культуре, оставалась нормальной, хотя актин-миозиновые комплексы в той или иной степени деградировали.

Отдельно исследователи упоминают, что у людей славянского происхождения этот вариант встречался примерно в 10 раз чаще, чем в базе данных gnomAD. Возможно, поэтому обнаруженный фенотип остается недодиагностированным.

Дезоксирибозимы — короткие молекулы ДНК, обладающие каталитическими свойствами. На их основе можно изготавливать зонды для анализа нуклеиновых кислот, обладающие высокой специфичностью; также их применение упрощает процедуру оптимизации анализа. Ученые из ИТМО с коллабораторами разработали ДНК-наномашину (hook-equipped DNA nanomachine, HDNM), позволяющую быстро детектировать заданные последовательности нуклеиновых кислот без предварительной амплификации. Предложенная ДНК-наномашина нацелена на РНК SARS-CoV-2.

Команда занимается разработкой бинарных дезоксирибозимных зондов, принцип работы которых состоит в следующем: два участка ДНК комплементарно связывают анализируемую нуклеиновую кислоту. Благодаря этому формируется каталитический центр, который расщепляет субстрат — молекулу нуклеиновой кислоты, меченную флуорофором и гасителем. При расщеплении такого субстрата возникает флуоресценция, которую можно детектировать.

Предложенная авторами конструкция содержит бинарный дезоксирибозимный зонд, а также два «крючка» для связывания меченого субстрата. Она прочно связывается с анализируемой РНК, способствуя разворачиванию ее вторичной структуры. Крючки в ней позволяют усиливать флуоресцентный сигнал, привлекая новые молекулы субстрата к каталитическому центру и тем самым локально увеличивая его концентрацию. Исследователи показали, что крючки снижают предел обнаружения приблизительно в 40 раз по сравнению с конструкцией без крючков — у HDNM он составил 2 пикомоль/л. Ученые рассчитывают, что их система может стать быстрым и эффективным средством диагностики SARS-CoV-2 и других вирусных инфекций в местах оказания медицинской помощи.