Богатая белком кукуруза и другие новости недели

Иммунитет

1. У плоских червей планарий обнаружили ранее неизвестный уникальный тип цитотоксических железистых клеток, которые назвали «руптобластами». Под действием многофункционального гормона активина, выступающего здесь в роли воспалительного цитокина, руптобласты подвергаются «взрывной» гибели — руптозу. Разрыв клеточной мембраны приводит к высвобождению мощных цитотоксических веществ, способных уничтожить близлежащие клетки, бактерии и даже клетки млекопитающих за считаные минуты. Удаление руптобластов снижает воспалительный ответ, при этом ослабляя защиту от бактерий, что подчеркивает их иммунную функцию. Таким образом, раскрыт новый механизм иммунной защиты, где гормональная регуляция напрямую связана с цитотоксическим эффектом, и расширены представления об эволюции иммунной системы.

2. Статья в журнале Molecular Cell описывает новый механизм борьбы нашего организма с инфекциями, который работает внутри уже инфицированных клеток. Когда патоген, помеченный антителом, попадает в клетку, с ним связывается специальный белок TRIM21. Это приводит к активации убиквитинлигазы и запуску процесса аутофагии, в результате комплексы «антитело-патоген» доставляются в лизосомы и утилизируются. Механизм назвали ксенофагией, опосредованной антителам» (antibody-directed xenophagy, ADX). У мышей этот процесс ограничивает распространение аденовируса и сальмонеллы, демонстрируя эффективность против патогенов различной природы.

Цитология

3. Ученые из Китая обнаружили в эпителиальных клетках защитную конструкцию, предохраняющую ядро от механических воздействий и осмотического шока, которые они часто испытывают в организме. Оказалось, что вокруг ядер может формироваться временная кольцеобразная структура, состоящая в основном из актина. Это повышает жесткость ядра и предотвращает повреждение ДНК, как следствие, замедляя старение и апоптоз клетки. Авторы надеются, что результаты исследования окажутся полезными в разработке подходов антивозрастной терапии, поскольку в стареющих клетках уровень актина ниже, а значит, они могут не так эффективно образовывать защитную кольцевую структуру.

Боль и циркадные ритмы

4. Согласно статье в Nature Communications, на восприятие боли (ноцицепции) у мышей влияют циркадные ритмы и пол. У самцов возбудимость сенсорных нейронов, реагирующих на боль, — ноцицепторов — снижается ночью, а у самок остается стабильной в течение суток. Нарушение работы основного гена циркадных ритмов Bmal1 в нейронах не только снижало активность ноцицепторов, но и устраняло наблюдаемое у самцов снижение чувствительности к горячему в ночное время. Эта работа открывает возможности для разработки стратегий лечения боли, основанных на принципах хронобиологии.

Боль и ВИЧ-инфекция

5. Исследование в The Journal of Neuroscience установило взаимосвязь между ВИЧ-инфекцией и хронической болью. Вирусный белок gp120 вызывает повышенную чувствительность к боли (ноцицептивную гиперчувствительность) за счет гиперактивации NMDA-рецепторов в спинном мозге. Она, в свою очередь, опосредована усилением экспрессии и взаимодействия белков α2δ-1 и GluN1. Важно, что эффекты gp120 удалось нейтрализовать с помощью габапентина или С-концевого пептида α2δ-1, которые блокируют взаимодействие α2δ-1 с NMDA-рецепторами.

Репродуктивное здоровье

6. Как показали китайские ученые, нарушения сна могут снижать овариальный резерв у женщин. Основной механизм этого процесса — пироптоз гранулезных клеток, который связан с активацией инфламмасомы NLRP3 и окислительным стрессом. Мелатонин, регулирующий циркадные ритмы и обладающий антиоксидантными свойствами, может подавлять пироптоз, связанный с NLRP3, и тем самым сохранять целостность гранулезных клеток. Рандомизированное клиническое исследование подтвердило, что прием мелатонина частично восстанавливает овариальный резерв и улучшает репродуктивные результаты. Таким образом, мелатонин может быть использован для сохранения репродуктивного здоровья женщин, страдающих от нарушений сна.

Гаджеты

7. Авторы исследования, опубликованного в Nature, разработали систему машинного обучения, которая может отслеживать частоту сердечных сокращений (ЧСС) по видеозаписям лица, пассивно фиксируемым фронтальной камерой смартфона во время его повседневного использования. На этапе разработки использовали 192 353 видеороликов от 485 участников, после чего провели валидацию на 162 546 видеороликах 211 участников. По точности измерения ЧСС система не уступает носимым устройствам и соответствует отраслевым стандартам при определении пульса в состоянии покоя. Эта разработка способна сделать мониторинг состояния сердца еще проще и доступнее и облегчить выявление риска сердечно-сосудистых заболеваний.

Бактериофаги

8. Наиболее распространенные бактериофаги, населяющие кишечник, способны взаимодействовать с выстилающими его эпителиальными клетками и проникать в них. Взаимодействие обеспечивают специальные кодируемые фагами белки-адгезины, похожие по структуре на иммуноглобулины. Различия в структуре белковых доменов определяют особенности их взаимодействия с эпителием. Эти результаты могут может повлиять на подходы к разработке фаговой терапии следующего поколения.

Бактерии

9. Ученые из Швейцарии выращивали синегнойную палочку Pseudomonas aeruginosa на синтетических гидрогелях и показали, что чувствительность этих бактерий к антибиотикам зависит от жесткости материала. В эластичных субстратах они оказались более устойчивы к колистину и тобрамицину. Условия эксперимента имитировали естественное ограниченное пространство, образованное обычно тканями организма-хозяина, внеклеточным матриксом или существующее в биопленках, где бактерии испытывают повышенную механическую нагрузку. Полученные результаты указывают на то, что адаптации синегнойной палочки к механическому стрессу могут снижать эффективность лечения антибиотиками даже при отсутствии изначальной резистентности.

10. Авторы статьи в Cell Reports Medicine создали безопасную сальмонеллу для доставки онколитических вирусов в солидные опухоли печени и поджелудочной железы. Проникая в раковые клетки, сальмонелла высвобождает плазмиду, кодирующую вирус, и запускает процесс образования вирионов. Этот подход оказался более эффективным по сравнению с действием вируса самого по себе. Наблюдались уменьшение размера опухолей и повышение выживаемости, а также активация иммунного ответа и формирование противоопухолевой иммунологической памяти. Подробнее на PCR.NEWS.

11. Авторы статьи в Nature Microbiology модифицировали бактерию Bacteroides thetaiotaomicron, которая обитает в кишечнике человека, чтобы использовать её для лечения воспалительных процессов (колита). Такие генетически измененные бактерии способны распознавать биомаркеры воспаления кишечника — дезоксихолевую кислоту и оксид азота (NO), секретируя в ответ на их присутствие терапевтические молекулы, такие как фактор роста фибробластов 3 для восстановления слизистой оболочки и интерлейкин-35 для подавления воспаления. Модифицированные B. thetaiotaomicron распознавали воспалительные сигналы и высвобождали терапевтические вещества, что облегчало течение колита у экспериментальных мышей.

Мозг

12. Недавно мы писали о том, что гиппокамп человека под общим наркозом продолжает обрабатывать речь. Согласно данным работы, опубликованной в Nature Communications, реакция мозга на знакомые имена может помочь предсказать исход лечения пациентов в коме. В исследовании участвовали 89 человек в коматозном состоянии после острой черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Им предъявляли список знакомых имен и акустически идентичные, но неразборчивые звуки и фиксировали реакцию мозга с помощью ЭЭГ. Реакция на знакомые имена положительно коррелировала с показателями по расширенной шкале исходов Глазго (GOSE) – инструмента для оценки глобальных нарушений и восстановления после ЧМТ. Модель машинного обучения, основанная на данных ЭЭГ и клинических характеристиках, достаточно точно прогнозировала исход лечения через 1, 3 и 6 месяцев. Таким образом, оценка обработки знакомых имен с помощью ЭЭГ может сделать более точным прогноз исхода восстановления у пациентов в коматозном состоянии.

Поведение животных

13. Авторы статьи в Cell показало, что осьминоги Octopus bimaculoides могут использовать зеркало, чтобы найти спрятанного от прямого взгляда краба. С каждым испытанием осьминоги все быстрее добирались до места получения вознаграждения. Животные явно сопоставляли отражение в зеркале с реальным расположением предметов в аквариуме, выбирая маршрут, который позволял им добраться до цели, даже если для этого нужно было преодолеть барьер. Это первое свидетельство того, что беспозвоночные могут ориентироваться в пространстве с помощью зеркал. Следовательно, осьминоги потенциально обладают сложными когнитивными способностями, необходимыми для этого. Также открытие позволяет предположить, что для решения задач пространственной ориентации у разных таксономических групп животных могли развиться общие механизмы.

Генетика сельхозкультур

14. Китайские исследователи нашли способ повысить содержание белка в семенах кукурузы Zea mays L., которое значительно снизилось в процессе ее одомашнивания. Они идентифицировали ген THP3 (teosinte high protein 3), который кодирует глутамат-оксалоацетат-трансаминазу 1 (GOT1) — ключевой фермент, участвующий в усвоении азота, а также поддержании баланса азота и углерода. Аллель THP3-T, который встречается у дикого предка кукурузы и подвергся отрицательному отбору при одомашнивании, повышает экспрессию и активность этого фермента. Сверхэкспрессия THP3-T, но не современного варианта THP3-B, значительно увеличивает содержание белка в семенах. Комбинация THP3-T с геном THP9-T, кодирующим еще один фермент, аспарагинсинтазу 4 (ASN4), позволяет повысить уровень белка не только в семенах, но и во всем растении, при этом сохраняя урожайность.