Гранулированные гидрогели улучшат качество биопринтинга

Основную массу островков Лангерганса в поджелудочной железе составляют β-клетки, продуцирующие инсулин. Раньше считалось, что для их работы необходимы и остальные типы клеток, входящие в состав островков (α, δ и γ). Но авторы статьи в Nature Metabolism показали, что это не так.

Ученые получили модельных мышей, островки Лангерганса у которых состояли исключительно из β-клеток (остальные типы удалили с помощью дифтерийного токсина). Оказалось, что у таких мышей хорошо работала регуляция уровня глюкозы в крови, у них наблюдалась повышенная толерантность к глюкозе, чувствительность к инсулину и ограниченное увеличение массы тела при диете с высоким содержанием жиров. Динамика секреции инсулина в β-клеточных островках была сопоставима с нормальной. Аналогичные результаты были получены на «псевдоостровках» (клеточных скоплениях), состоящих только из β-клеток человека. В клетках псевдоостровков сохранялось полноценное митохондриальное дыхание, регулируемое глюкозой, они секретировали инсулин и реагировали усилением его секреции на эксендин-4 (агонист рецептора глюкагоноподобного пептида 1). Исследователи пришли к выводу, что β-клеткам не требуются другие типы островковых клеток для нормального функционирования и обеспечения гомеостаза глюкозы в крови.

Исследования с использованием человеческих эмбрионов жестко регламентированы в большинстве стран, включая Великобританию, но до сих пор там не существовало правил, регулирующих манипуляции с моделями эмбрионов, которые были выращены in vitro из стволовых клеток. Опубликованный вчера документ под названием SCBEM Code of Practice (SCBEM — stem cell-based embryo model) разработан Кембриджским университетом и лондонской благотворительной организацией Progress Educational Trust (PET). Раннюю версию рассматривало более 50 исследователей из разных стран, их комментарии учтены в окончательном тексте.

SCBEM Code of Practice запрещает имплантировать модели эмбрионов, полученные из стволовых клеток, в матку живого человека или животного. При этом не введены ограничения на время, в течение которого эмбрион может развиваться в лабораторных условиях: исследовательские проекты должны сами установить ограничения на основе минимального времени, необходимого ученым. Для рассмотрения и утверждения проектов подобных исследований следует создавать специальные комитеты.

Документ не имеет законодательной силы, соблюдение предложенных правил является добровольным. Однако Сэнди Старр, заместитель директора PET, «уверен», что он будет принят исследовательским сообществом, а также спонсорами, издателями и регулирующими органами: «Для тех, кто не будет его соблюдать, окажется невозможным или сложным опубликоваться в авторитетном журнале, получать финансирование для своих исследований, и более того, эти люди столкнутся с презрением коллег».

В комментариях для Nature специалисты положительно оценили появление документа, регламентирующего эту важную область. «Мир пристально следит за развитием событий в Великобритании», — говорит Мисао Фудзита, биоэтик из Киотского университета в Японии.

Палеонтологи реконструировали внешний облик динозавра по фрагментам скелета и отнесли его к новому виду, которому дали название Lokiceratops rangiformis. Череп динозавра и части его скелета были обнаружены в 2019 году в карьере в штате Монтана, в 3,6 километрах к югу от канадской границы. Жил локицератопс приблизительно 78 млн лет назад. На голове этого растительноядного животного, по словам ученых, был огромный гребень, увенчанный шипами и двумя большими рогами, еще два рога торчали над глазами. Впрочем, некоторые исследователи ставят под сомнение то, что это новый вид. Подробнее. 

Ученые из Лозанны (Швейцария) предприняли попытку унифицировать модели поведенческого анализа. Они создали «фундаментальную модель» глубокого обучения, названную SuperAnimal, которая позволяет детектировать движения животных разных видов в различных условиях. Анализ поведения животных может дать много информации о состоянии их здоровья или мотивации, поэтому авторы разработки предполагают, что SuperAnimal будет полезна для охраны животных, а также биомедицинских и нейронаучных исследований. Подробнее. 

Направленная миграция клеток обусловлена поляризацией внутриклеточного сигналинга. Ученые выяснили, что участки контакта эндоплазматического ретикулума (ЭПР) с мембраной клетки поляризованы — в передней части клетки больше небольших и нестабильных контактов, а ближе к задней части они крупнее. По-видимому, такой градиент контактов поляризует клеточную сигнализацию, обеспечиваемую, в частности, фосфатазами, и позволяет клетке мигрировать. Подробнее. 

Формирование осей тела — важнейшая часть эмбрионального развития. Раньше считалось, что ось «голова-хвост» определяется взаимодействием сигнальных молекул Nodal и BMP. С помощью эмбрионоподобной модели ученые выяснили, что важную роль в образовании этой оси играет также бета-катенин, который в отсутствие BMP берет на себя роль антагониста Nodal. Подробнее. 

Больные шимпанзе едят лекарственные растения, установили ученые. Ранее исследователи уже наблюдали суматранского орангутана, который залечивает листьями лианы рану на лице . Авторы этой работы пронаблюдали за поведением 51 диких шимпанзе в Уганде и проанализировали 13 видов растений, которые поедали больные или раненые шимпанзе. Эти растения не входили в их обычный рацион, однако экстракты, выделенные учеными, содержали противовоспалительные соединения или подавляли рост бактерий. Подробнее. 

Исследователи отредактировали геном тихоходки с помощью метода DIPA-CRISPR (direct parental CRISPR). Они работали с видом Ramazzottius varieornatus, который состоит только из самок, размножающихся бесполым способом. Авторы хотят выявить гены, отвечающие за высокую устойчивость тихоходки к стрессорам. Подробнее.

При анализе современных и исторических геномов бактерии Pseudomonas viridiflava, патогена Arabidopsis thaliana, ученые обнаружили, что она способна «захватывать» гены бактериофагов, кодирующие токсин. Это помогает ей контролировать численность других близкородственных бактерий. При этом токсин не влияет на потенциально полезные бактерии растений. Авторы считают, что это открытие поможет подобрать альтернативу антибиотикам. Подробнее.

Для начала движения клетке необходимо нарушить симметрию. Чтобы изучить этот процесс, исследователи получили круглую минимальную синтетическую клетку с двойной мембранной, фосфолипидами, очищенными белками, солями и АТФ. В центр клетки поместили белок FKBP, а на мембрану — FRB; они работают как молекулярные переключатели. Под действием рапамицина FKBP связывает FRB и запускает полимеризацию актина. Клетка приобретает вытянутую форму. Авторы планируют дать клетке возможность двигаться. Подробнее. 

Мышам с опухолями не давали есть в течение 24 часов дважды в неделю. Это не снизило их вес, но сильно повлияло на естественные киллеры. Они «научились» использовать жирные кислоты как альтернативу глюкозе в качестве источника энергии. Это значительно оптимизировало их противораковую реакцию, так как опухолевое микроокружение также богато липидами. Более того, перепрограммирование естественных киллеров под действием голодания позволило им вырабатывать больше цитокинов, находясь в опухоли. Подробнее. 

Ученые выявили у мышей 2700 энхансеров, которые влияют на экспрессию генов, отвечающих за рост. У человека подобных энхансеров обнаружилось 2400. Для поиска они использовали метод, позволяющий получить мышиные эмбрионы с флуоресцентными костями. Подробнее. 

Даже после очистки сточных вод антибиотики попадают в реки и озера, где могут влиять на здоровье животных. Исследователи показали, что под действием антибиотика у большого прудовика (пресноводного моллюска) начинаются проблемы с памятью. Сначала прудовиков обучали, что любимый им морковный сок содержит неприятное для них вещество — хлорид калия. Живущие в чистой воде прудовики быстро обучались, а живущие в воде, загрязненной антибиотиком, продолжали пытаться выпить сок. Авторы связывают это явление с нарушением микробиоты прудовиков. Подробнее.

Приблизительно каждая сороковая клетка костного мозга человека содержит значительные хромосомные перестройки, не вызывая, по-видимому, заболевания или аномалии. У людей старше 60 число таких клеток увеличивается, что может быть еще одним механизмом развития болезней, ассоциированных со старением. По словам авторов исследования, все мы являемся мозаиками. И разница между геномами двух клеток одного организма может быть больше, чем между клетками двух организмов. Подробнее. 

До того, как дети учатся называть различные цифры, они могут проходить стадию, когда они издают необходимое число звуков голосом. Оказалось, что черная ворона (Corvus corone) тоже способна на такой счет. Ученые натренировали трех ворон, чтобы те издавали от одной до трех вокализаций в ответ на визуальные (цветные числа) или звуковые стимулы (определенные звуки). В конце вокализаций ворона должна была клюнуть цель. Действительно, вороны издавали нужное число вокализаций в ответ на стимулы. Подробнее. 

ИИ-модель Dev-ResNet может отследить, что происходит во время эмбрионального развития, анализируя видео. В качестве предмета исследователи выбрали большого прудовика. Dev-ResNet различает ключевые события, такие как начало работы сердца, формирование раковины, вылупление и даже гибель. Уже сейчас модель показала влияние температуры на различные процессы, о котором авторы и не подозревали. Подробнее. 

Диапауза (торможение обмена веществ) характерна для эмбрионов многих позвоночных, живущих в засушливых условиях. Особенность эмбриона рыбы нотобранх Фурцера (Nothobranchius furzeri), живущей в Мозамбике и Зимбабве, состоит в том, что он входит в диапаузу на более поздних стадиях и может пребывать в этом состоянии до двух лет. Ученые охарактеризовали гены, позволяющие рыбе пережить засуху. Они показали, что диапауза у этих рыб развилась 18 млн лет назад, но гены, отвечающие за ее работу, намного древнее — им уже 473 млн лет. Схожие паттерны экспрессии выявили у других животных во время диапаузы, например, у мышей. Подробнее.