Транскриптомы единичных клеток легких: изменения, связанные с астмой

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.

Микроинъекции в клетки и эмбрионы — важная техника, которая широко применяется для доставки трансгенов, направленного мутагенеза, добавления меток, оплодотворения in vitro, криоконсервации и многого другого. Однако эта процедура выполняется вручную, требует значительного опыта и специальных навыков от оператора и времени на подготовку, а также имеет низкую производительность. Исследователи из США создали роботизированную платформу для выполнения микроинъекций в эмбрионы модельных организмов прямо на чашке с агаром.

Робот использует модели машинного обучения, чтобы идентифицировать эмбрионы дрозофилы и рыбки данио на чашке с агаром и даже необходимую часть эмбриона. Затем робот производит микроинъекции. Авторы построили трех таких роботов, которые ввели более 20 000 уникальных баркодированных плазмид в 1713 эмбрионов дрозофилы за два дня, в результате чего получили более 400 уникальных трансгенных линий. Качество работы платформы не хуже, чем у хорошо натренированного человека, а производительность в четыре раза выше. Также аппарат опробовали на эмбрионах рыбки данио, вводя вещества для криоконсервации, что значительно повысило их выживаемость по сравнению с ручным вводом. Авторы считают, что этот подход применим и к другим биообъектам.