Старение связано с накоплением соматических мутаций

Для выращивания основных сельскохозяйственных культур, таких как пшеница и кукуруза, необходимы дорогостоящие азотные удобрения. Почвенные бактерии рода Rhizobium, фиксирующие атмосферный азот, могли бы решить эту проблему, если бы вступали в симбиоз с широким спектром растений — в природе их хозяевами главным образом являются бобовые. Авторы статьи в Current Biology показали, как придать способность к азотфиксации бактериям, обитающим на зерновых культурах.

Ризобии способны инициировать формирование клубеньков на корнях растения-хозяина и фиксировать азот в качестве эндосимбионта. Ключевую роль в таком эндосимбиозе играют гены, входящие в состав особой группы мобильных генетических элементов — «островков симбиоза». Ученые вносили островки симбиоза в штаммы, изначально неспособные образовывать клубеньки, и оказалось, что этого было достаточно для получения эндосимбионтов de novo. 

Около трети модифицированных бактерий стали азотфиксирующими мутуалистами — они приобретали не только способность формировать клубеньки, но и эту черту метаболизма. Перенос островков симбиоза от близкородственных штаммов приводил к более активной фиксации азота, чем в случаях, когда штамм-донор и штамм-реципиент были филогенетически далеки друг от друга. Ограничений, которые приводили бы к несовместимости донора и реципиента, авторы не обнаружили. Работа демонстрирует, как горизонтальный перенос мобильных генетических элементов расширяет экологическую нишу бактерий и влияет на растение-хозяина. 

Авторы статьи в PNAS исследовали, как влияют на здоровье неприятные люди (hasslers) — индивиды из ближнего круга общения, которые создают проблемы или усложняют жизнь. Согласно их данным, такие люди токсичны в прямом смысле — они наносят измеримый вред здоровью тех, кто вынужден их терпеть.

В исследовании участвовало более 2000 жителей штата Индиана. Люди, которые «часто досаждают и осложняют жизнь», имелись в кругу общения примерно у трети. Чаще среднего о подобных контактах сообщали женщины, курильщики, люди с более слабым здоровьем и те, кто пережил неблагоприятные события в детстве.

Для измерения биологического возраста и темпов старения у участников брали образцы слюны и анализировали паттерны метилирования с помощью эпигенетических часов старения, таких как DunedinPACE и учитывающие ускоренное старение GrimAge2. Анализ показал, что каждый дополнительный неприятный человек связан с более быстрым биологическим старением (в среднем 1,5%-ное повышение скорости старения, увеличение биологического возраста примерно на 9 месяцев). Если это член семьи, эффект особенно сильно выражен. Отмечены статистически значимые ухудшение психического здоровья, увеличение индекса массы тела и отношения объема талии к объему бедер, связанные с большим числом неприятных контактов.

«Негативные социальные связи являются хроническими стрессорами, которые формируют траектории старения, что подчеркивает необходимость вмешательств, направленных на снижение вредного социального воздействия», — пишут авторы. В то же время они отмечают, что вред одиночества для здоровья также доказан и не любое взаимодействие, которое респондент описывает как «придирки» или «токсичность», на самом деле является таковым. В своей работе они постарались учесть возможные помехи, например, более сильную раздражительность (и ускоренное старение) больных людей или негативное влияние изоляции во время пандемии.

Бывает ли сложное социальное поведение обусловлено генетически? Авторы статьи в Nature Communications отвечают на этот вопрос утвердительно. Они выявили у медоносной пчелы (Apis mellifera) ген, который регулирует социальное поведение трутней и позволяет им просить пищу у рабочих пчел.

Трутни неспособны переваривать пыльцу, и чтобы получить необходимый белок, они вынуждены просить частично переваренную пищу у рабочих пчел. Исследуя генетику, лежащую в основе кооперативного поведения, ученые выявили транскрипционный фактор fruitless (fru), который специфично экспрессируется в нервной системе самцов. Нейроны, экспрессирующие fru, участвуют в обработке и интеграции сенсорной информации. 

Трофаллаксис, то есть обмен пищей, требует четкой последовательности социальных взаимодействий. Его инициирует трутень, который касается головы рабочей пчелы своими усиками и просит пищу. После этого он протягивает хоботок, чтобы рабочая пчела-кормилица дала ему обогащенный белками жидкий мед из своего медового зоба. Наблюдение за трутнями с мутацией, приводящей к потере функции fru, показало, что у них нарушалась правильная последовательность действий, кроме того, они реже приближались к рабочим пчелам за пищей. Таким образом, fruitless регулирует участие пчел в коллективном питании. 

ПРОГРАММА>>>

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.