В кишечнике летучих мышей из зоопарка обитают бактерии микробиома человека

Для изучения ProTx-I и подобных ему пептидов нужно наработать их в больших количествах, сохранив нативную структуру, что затруднительно сделать в бактериях. Однако это удалось проделать ученым из ИБХ РАН, МФТИ, МГУ им. М.В. Ломоносова и Шэньчжэньского МГУ-ППИ Университета (Китай).

Пептид нарабатывали в кишечной палочке. Если его просто слить с тиоредоксином и глутатион-S-трансферазой и синтезировать в цитоплазме, то нарушается пространственная структура ProTx-I. Однако экспрессия в составе телец включения дала нужный результат. Правда, в этом случае белковые молекулы нужно еще и ренатурировать. Авторы предложили еще один подходящий способ — секреция ProTx-I, слитого с белком, связывающим мальтозу, в периплазматическое пространство бактерии.

Активность полученного ProTx-I изучали с помощью ооцитов шпорцевой лягушки Xenopus laevis. В ооциты ввели гены, кодирующие каналы TRPA1 человека и крысы — хемочувствительный канал, важная мишень для таргетированной терапии болевых и неврологических воспалительных синдромов. Оказалось, что чувствительность человеческих рецепторов к токсину в три раза ниже, чем у крыс, а у мышей — еще слабее, чем у человека (как показали ранее). Вероятно, различия в действии токсина на рецепторы грызунов и человека объясняются изменениями в аминокислотной последовательности внеклеточных петель канала TRPA1, основного сайта связывания ProTx-I. Кроме того, наличие дополнительного N-концевого остатка метионина у ProTx-I, полученного в ходе «прямой» экспрессии, значительно ослабляет его активность.

Группа российских авторов из МФТИ, исследовательских организаций Роспотребнадзора, Сколтеха и МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством ИОГен РАН опубликовала результаты исследования, в котором сравнила разные методы для анализа травяных чаев. Основным компонентом был иван-чай, или кипрей (Epilobium angustifolium), в одиночку или в смеси, всего семь образцов из российских супермаркетов.

Травяные чаи изучали методом ДНК-баркодинга (по фрагментам генов рРНК) и протеомным анализом, а также по морфологическим признакам растений. Оказалось, что ДНК-баркодинг не очень хорошо подходит для исследования переработанных продуктов — он не обнаружил фрагменты тимьяна, яблони и груши, несмотря на их наличие, подтвержденное микроскопическим анализом.

В некоторых травяных чаях были обнаружены незаявленные растения, такие как рододендрон, люцерна, клевер, пырей (сорные растения, свидетельствующие о недостаточном качестве сырья). В одном образце вместо чистого иван-чая был обнаружен 51% дербенника иволистного (Lythrum salicaria), а также некоторые другие растения, на иван-чай приходилось менее 12%. Дербенник похож на иван-чай, но, в отличие от него, согласно литературе, обладает сосудосуживающими свойствами, что может вызвать повышение давления у людей с гипертонией, атеросклерозом и склонностью к тромбозам. Так что в этом случае фальсификация состава травяной смеси, намеренная или случайная, может быть опасной.

Эктодермальные дисплазии — наследственные заболевания, которые сопровождаются выраженными изменениями внешности (отсутствие зубов, их неправильная форма, редкие волосы, нарушения работы потовых желез и т.д.). Из-за редкости этих заболеваний формирование выборки пациентов затруднено. Специалисты Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова собрали самую крупную в мире выборку пациентов с гипогидротической эктодермальной дисплазией — 261 человек (196 мужчин и 65 женщин).

Наследование гипогидротической эктодермальной дисплазии может быть как Х-сцепленным, так и аутосомно-доминантным или аутосомно-рецессивным. Большой размер выборки позволил комплексно охарактеризовать эту группу заболеваний и разработать оптимальный алгоритм их молекулярной диагностики.

Патогенные варианты были обнаружены у 183 пациентов: у 155 — в гене EDA, расположенном в Х-хромосоме, у 16 — в гене WNT10A, у 12 — в гене EDAR. Авторы исследования выявили 46 новых, ранее неизвестных вариантов в генах гипогидротических эктодермальных дисплазий и доказали, что именно они приводят к болезни. Также они установили, что 28,8% всех вариантов в гене EDA возникают у пациентов de novo.

Для Х-сцепленной, EDA-ассоциированной формы заболевания разрабатывается таргетная терапия, поэтому ее своевременная диагностика приобретает особую важность. Препарат ER004 сейчас проходит клинические исследования. Он вводится внутриутробно во время беременности и заменяет затронутый мутацией белок, запуская нормальное развитие потовых желез, зубов и волос. «Критериями включения матери в исследование выступает наличие подтвержденной беременности сроком не более 23 недель и молекулярно-генетически подтвержденный статус носительницы патогенного варианта гена EDA», — рассказала научный сотрудник центра коллективного пользования «Геном» МГНЦ Валерия Ковальская.

Исследование выполнено в рамках темы госзадания Министерства науки и высшего образования РФ «Изучение этиопатогенетических механизмов формирования клинических и биохимических фенотипов генетических заболеваний».

Риск болезни Альцгеймера в пожилом возрасте в большой степени зависит от генотипа по гену аполилипопротеина Е (APOE); у носителей аллеля APOE4 риск выше, чем у носителей других аллелей. Исследователи из Российского центра неврологии и нейронаук, Института общей генетики РАН, Центра генетики и наук о жизни «Сириус» и их соавторы показали, что на степень этого риска влияет эпигенетический фактор — метилирование в промоторе гена ELOVL2. Результаты были представлены на конференции Alzheimer’s Association.

Метилирование промотора ELOVL2 — один из эпигенетических показателей возраста. Этот ген участвует в продукции длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, которые вовлечены в регуляцию синаптической пластичности и интеграцию белого вещества мозга.

Авторы исследовали 75 добровольцев без признаков деменции в возрасте от 20 до 84 лет, в клетках крови которых измеряли уровень метилирования промотора ELOVL2. С испытуемыми проводили нейрофизиологический эксперимент по методике «парадигмы необычного стимула» (oddball paradigm) — регистрировали электрический ответ мозга на стимул, отличающийся от других, в серии повторяющихся стандартных стимулов. Реакция на необычный стимул состоит в появлении определенного компонента (Р3) в составе вызванного потенциала. Этот тест часто используют для оценки такой когнитивной функции, как принятие решений. Кроме того, у испытуемых оценивали вербальную память по тесту Лурия (Luria Memory Words Test).

Оказалось, что временная задержка появления компонента Р3 положительно коррелирует с метилированием ELOVL2, причем корреляция более выражена у носителей аллеля APOE4, чем у неносителей. Также обнаружилась корреляция между метилированием ELOVL2 и вербальной памятью, но только у носителей APOE4. Задержка Р3 компонента обратно коррелировала с вербальной памятью, и эта зависимость была выше у носителей APOE4.

Исследователи пришли к выводу, что при возрастном метилировании промотора ELOVL2 нарушение липидного метаболизма, приводящее к синаптической дисфункции и нарушению интеграции белого вещества мозга, усугубляет негативное влияние варианта APOE4 на когнитивные функции, вносит вклад в снижение вербальной памяти и увеличивает риск болезни Альцгеймера.

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.