Атлас протеинкиназ человека и другие новости недели

Геномика

1. Американские ученые описали новое семейство ДНК-транспозонов в геномах морской цианобактерии Prochlorococcus, получившее название тихепозоны. Результаты работы опубликованы в Cell. Тихепозоны нередко несут в своем составе гены, повышающие эффективность питания или способствующие защите от фагов. Между клетками тихепозоны передаются либо в составе внеклеточных везикул, либо фагами. Анализ последовательностей тихепозонов показал, что эти транспозоны формируют монофилетическую кладу и характеризуются специфическим набором генов, связанных с мобильностью. Авторы предполагают, что тихепозоны играют важную роль в адаптации морских бактерий к условиям окружающей среды.

Подробнее — на PCR.NEWS 

Антропология

2. Международный коллектив ученых проанализировал генетическую историю Скандинавии от железного века до настоящего времени, используя 48 новых и 249 опубликованных раннее древних геномов, а также геномы 16 638 современных людей. Результаты исследования были опубликованы в Cell. Авторы работы описали как региональные генетические вариации жителей Скандинавии, так и интенсивность поступления генов из восточной Прибалтики, Британских островов и Южной Европы. В частности, они показали, что генетическое влияние Британских островов в Скандинавии было сильно заметно в эпоху викингов. Оказалось, что внешний генетический вклад в генофонд жителей Скандинавии в Средние века и во времена викингов был больше, чем в настоящее время.

Молекулярная биология

3. Чешские ученые описали нового протиста Blastocrithidia nonstop из числа трипаносоматид, у которого два из трех стоп-кодонов превращены в смысловые. Авторы работы, опубликованной в Nature, показали, что у B. nonstop только кодон UAA может функционировать как стоп-кодон, но он же распознается глутаматными тРНК, как и UAG. Для распознавания стоп-кодона UGA у протиста имеется особая триптофановая тРНК, которая, в отличие от «канонической» формы, имеет антикодоновый стебель из четырех, а не пяти пар оснований. Функционированию UGA в качестве стоп-кодона также препятствует особая мутация фактора терминации трансляции eRF1.

4. Авторы новой работы, опубликованной в Nature, заявили о создании атласа субстратной специфичности серин-треониновых киназ человека. Используя библиотеки синтеческих пептидов, ученые установили последовательности-субстраты 303 серин-треониновых киназ человека (84% всех предсказанных функциональных человеческих серин-треониновых киназ). Субстратная специфичность кинома (совокупность всех киназ) оказалась значительно более разнообразной, чем ожидалось, и находится только под влиянием отрицательного отбора.

Физиология

5. Исследователи из Канады показали на мышиной модели, что ожирение в анамнезе вызывает персистирующие эпигенетические изменения, затрагивающие врожденный иммунитет, и усиливает нейровоспаление. Статья с результатами исследования была опубликована в Science. Причина изменений заключается в стеариновой кислоте: действуя через рецептор TLR4, она запускает ремоделирование хроматина, вследствие чего открываются сайты связывания активирующего белка AP-1. В миелоидных клетках эти изменения приводят к тому, что метаболизм смещается от окислительного фосфорилирования в сторону гликолиза, а экспрессия генов провоспалительных цитокинов активируется. В результате развиваются признаки нейровоспаления: обостряется патологический ангиогенез в сетчатке и запускается дегенерация нейронов, приводящая к возрастной утрате зрения.

Нейробиология

6. Нейродегенеративные заболевания, связанные с образованием скоплений тау-белка в ткани мозга, известны как тауопатии. К числу тауопатий относится и болезнь Альцгеймера. Известно, что скопления тау-белка отрицательно влияют на пространственную организацию генома клеток, в частности, происходит деконденсация хроматина, следствием которой является активация ретротранспозонов. Последняя приводит к появлению двуцепочечных РНК, которые активируют нейровоспаление. Авторы нового исследования, опубликованного в Science Advances, показали, что у пациентов с болезнью Альцгеймера в астроцитах чрезмерно активны системы обнаружения двуцепочечных ДНК и РНК – продуктов активности транспозонов. У плодовых мушек ученые смогли выявить конкретные ретротранспозоны, индуцируемые тау-белком.

Молекулярная диагностика

7. Американские ученые на страницах Science Translational Medicine предложили новый подход к диагностике рака, основанный на анализе паттернов фрагментации внеклеточной ДНК. Авторы работы провели полногеномный анализ внеклеточной ДНК из 521 образца, а также проанализировали данные секвенирования других 2147 образцов, которые принадлежали здоровым людям и пациентам с 11 видами рака. Для оценки паттерна фрагментации внеклеточной ДНК была разработана метрика, которая коррелировала с долей ДНК опухолевого происхождения. Ученые утверждают, что разработанный ими подход может стать дешевым методом для детекции раковых клеток и мониторинга течения заболевания.

8. Ученые из Йельского университета и Йельской медицинской школы сообщили, что хемокин CXCL10 может быть использован как назофарингеальный маркер вирусной инфекции. Статья с результатами исследования опубликована в The Lancet. Для измерения концентрации CXCL10 использовались назофарингеальные мазки пациентов с симптомами инфекции, у которых панель самых распространенных респираторных вирусов не выявила патоген. Дальнейший анализ показал, что CXCL10 работает в качестве биомаркера вирусной инфекции у таких пациентов. Скрининг новых патогенов у симтоматических больных — важная задача биобезопасности.

Подробнее — на PCR.NEWS

9. Некоторые случаи болезни Альцгеймера обусловлены аутосомно-доминантными мутациями, такими как APP p.KM670/671NL, APP p.E693G и PSEN1 p.H163Y. Авторы новой работы, опубликованной в журнале Brain, сообщили о выявлении биомаркеров плазмы крови, которые могут быть использованы для ранней диагностики болезни Альцгеймера. В исследование были включены 33 носителя аутосомно-доминантных мутаций, приводящих к болезни Альцгеймера, и 42 пациента, не имеющих таких мутаций. Ученые подтвердили, что фосфорилированный тау-белок P-tau181, GFAP и Nfl могут быть использованы для диагностики этой формы болезни Альцгеймера еще до появления симптомов.

Онкология

10. Процесс метастазирования требует подстройки механических параметров клеточного ядра, поскольку злокачественные клетки оказываются в новом для себя микроокружении и в ткани с новой структурой. Как сообщается в новой работе, опубликованной в Nature Cell Biology, у метастазирующих клеток меланомы повышается экспрессия двух изоформ белка LAP1, локализованного на внутренней ядерной мембране. Экспрессия короткой изоформы LAP1 способствует блеббингу (отпочковыванию пузырей) ядерной оболочки, а также ослабляет связь ядерной ламины и ядерной оболочки, что облегчает миграцию клеток.

11. Злокачественная опухоль оболочек периферических нервов — агрессивная разновидность саркомы мягких тканей — может возникать спорадически, кроме того, ей подвержены пациенты с нейрофиброматозом первого типа. Авторы нового исследования, опубликованного в Cancer Discovery, проанализировали 95 образцов этой опухоли с помощью мультирегионального экзомного секвенирования, а также профилирования транскриптома и метилома. Они установили, что в результате биаллельной инактивации гена NF1, ассоциированной с нейрофиброматозом первого типа, происходит утрата функциональности генов CDKN2A или TP53, что в итоге приводит к многочисленным изменениям числа копий генов в соматических клетках. Происходят изменения и на эпигенетическом уровне, в частности, по мере развития опухоли инактивируется репрессивный комплекс Polycomb PRC2, из-за чего меняется статус триметилирования в положении H3K27. По статусу триметилирования H3K27 можно судить о прогнозе. Ученые утверждают, что исследование вариаций числа копий генов как в опухолевых образцах, так и во внеклеточной ДНК позволяет предсказать статус триметилирования H3K27 и уровень инфильтрации опухоли иммунными клетками и сформировать прогноз.

12. После удаления солидных опухолей часто остаются отдельные опухолевые клетки, которые понижают эффективность хирургического лечения. Ученые из Университета Пенсильвании продемонстрировали, что для уничтожения остаточных злокачественных клеток после операции могут быть использованы CAR-T-клетки. Результаты исследования опубликованы в Science Advances. CAR-T, направленные против мезотелина, доставлялись в место удаления опухоли у мышей в составе носителя на основе фибринового клея. Продолжительность жизни у мышей существенно увеличилась благодаря уничтожению остаточных злокачественных клеток. Планируется проведение клинических испытаний.

Биоинженерия

13. Американские ученые создали биоинженерную бактерию Lactobacillus reuteri, секретирующую блокатор калиевого канала Kv1.3. Результаты работы опубликованы в PNAS. В условиях in vitro это вещество подавляет пролиферацию Т-клеток эффекторной памяти человека. Эксперименты на крысах показали, что однократное оральное введение бактерии подавляет воспаление в одной из моделей атопического дерматита, вызванного преимущественно T-клетками эффекторной памяти. Более того, у крыс, страдающих от ревматоидного артрита, оральное введение этой бактерии позволяло существенно улучшить общее состояние и снизить воспаление в суставах.

Новости компаний

14. Исполнительный директор компании SomaLogic Рой Смит заявил на конференции JP Morgan Healthcare, что компания намерена развивать свой диагностический сегмент и сфокусируется на протеомике На данный момент SomaLogic разработала 32 диагностических теста, 10 тестов находятся на стадии разработки, в целом компания владеет примерно 700 патентами. При этом 16 разработанных тестов уже находятся в клиническом применении. Общее число клиентов компании почти удвоилось за 2022 год.