Грибы — пожиратели червей и другие новости недели

Антибиотики

1. У грамотрицательной синегнойной палочка Pseudomonas aeruginosa есть белки-переносчики, откачивающие антибиотики из клетки, а также субстрат-специфичные порины во внешней мембране, поэтому она в значительной степени устойчива ко многим антибиотикам. Авторы статьи, опубликованной в Nature, исследовали накопление в клетках P. aeruginosa и Escherichia coli 345 различных соединений. Хотя положительно заряженные молекулы проникали в клетки обеих бактерий, транспорт других в клетки P. aeruginosa был затруднен по сравнению с E. coli. Исследователи выяснили значения различных параметров, определяющих способность соединений накапливаться в клетках P. aeruginosa. Показано, что большинство малых молекул проникают в них порин-независимым способом. Полученные сведения позволят разрабатывать новые антибиотики против синегнойной палочки. Так, авторы исследования видоизменили антибиотик для грамположительных клеток, фузидиновую кислоту, и получили версию, которая обладает выраженными антибактериальными свойствами в отношении P. aeruginosa.

Зоология, экология

2. Существуют хищные почвенные грибы, основной добычей которых являются черви-нематоды. Например, гриб Arthrobotrys oligospora продуцирует вещества, имитирующие пищевые и половые сигналы червя, и тем самым привлекают нематод к своему мицелию, на котором начинают формироваться специальные ловушки. Пойманные нематоды подвергаются перевариванию. Авторы статьи в PLoS Biology на транскриптомном уровне изучили, что происходит с клетками A. oligospora на разных этапах поглощения модельной нематоды Caenorhabditis elegans. Особенно сильно повышалась экспрессия генов, связанных с секрецией белков, причем 38,5% из них были эффекторными секретируемыми белками. Для успешной охоты на червей необходима экспрессия белка Sso2 из семейства t-SNARE, а также белков семейства DUF3129, которые активно экспрессируются в клетках ловушки.

Палеогенетика

3. До колонизации Америки европейцами среди обитателей Аридоамерики (северо-запада Мексики и Калифорнии) языковая вариация была больше, чем во всей Европе. Чтобы объяснить это явление, ученые из США и Мексики провели полногеномное секвенирование останков 79 древних жителей Калифорнии и 40 древних людей из северной Мексики, которые скончались в период от 7400 до 200 лет назад. Выяснилось, что между людьми, населявшими острова Чаннел в Калифорнии и побережье соседнего острова Санта-Барбара около 7400 лет назад, и индейцами из группы племен чумаш, живших около 200 лет назад в том же регионе, есть генетическая преемственность. (А самые ранние секвенированные люди из мест обитания чумаш в Калифорнии были сходны с ребенком из Анзика в штате Монтана, жившим около 12 800 лет до наших дней и представляющим позднеплейстоценовую культуру Кловис.) Частоты генетических линий, характеризующих современных и древних жителей северо-запада Мексики, повысились в южной и центральной Калифорнии примерно 5200 лет назад. Это подтверждает гипотезу о том, что носители индейских языков юто-ацтекской группы мигрировали с территории Мексики еще до распространения культуры выращивания кукурузы.

Онкология

4. Как сообщается в Cell Reports Medicine, белок GRP78 может стать новой перспективной мишенью для CAR-T-терапии. Этот белок относится к компонентам ответа на несвернутые белки (unfolded protein response, UPR), которые помогают злокачественным клеткам противостоять программируемой гибели, поддерживая их пролиферацию и метастазирование. GRP78 — главный регулятор пути UPR, и при многих видах рака наблюдается его повышенная экспрессия и перемещение к поверхности клетки в ответ на стресс эндоплазматического ретикулума. Оказалось, что GRP78 присутствует на поверхности клеток многих солидных опухолей, в том числе опухолей мозга. Авторы создали CAR-T-клетки, распознающие злокачественные клетки, которые экспрессируют GRP78 на поверхности, как in vitro, так и in vivo. К слову, при некоторых видах опухолей повышение уровня GRP78 происходит и внутри самих CAR-T-клеток, поэтому терапевтический эффект таких клеток становится гетерогенным.

5. В исследовании, результаты которого опубликованы в The Journal of Clinical Investigation, показано, что варианты гена HSD3B1 — маркеры резистентности рака простаты к гормональной и радиотерапии. Половина мужчин с прогрессирующим раком простаты несет аллель HSD3B1, который способствует внутриклеточному синтезу андрогенов и потому делает прогноз неблагоприятным. Такой эффект обусловлен тем, что патогенный аллель HSD3B1, обозначаемый как 1245C, повышает уровень фермента 3β-гидроксистероиддегидрогеназы 1 (3βHSD1). Авторы исследования установили, что аллель 1245C обеспечивает устойчивость к комбинированной гормональной терапии и радиотерапии. Специфичность к радиотерапии зависела от доступности субстрата для 3βHSD1 — DHEA. Кроме того, 3βHSD1 повышает эффективность репарации двуцепочечных разрывов в злокачественных клетках.

6. Авторы статьи, вышедшей в Cell Reports, показали, что лидокаин индуцирует апоптоз при раке головы и шеи, действуя на рецептор горького вкуса T2R14. Злокачественные клетки при этих видах рака экспрессируют рецепторы горького вкуса из семейства T2R, и их активация может индуцировать апоптоз клеток опухоли. Ученые показали, что лидокаин, взаимодействуя с T2R14, запускает мобилизацию внутриклеточного кальция. Далее происходит деполяризация митохондрий, подавление пролиферации клеток опухоли и апоптоз. Параллельно в клетках высвобождаются активные формы кислорода, накапливаются полиубиквитинилированные белки, и протеасомы перестают функционировать. Авторы работы отмечают, что у пациентов, у которых рак головы и шеи связан с папилломавирусом, злокачественные клетки экспрессируют TAS2R14, поэтому в их случае лидокаин может быть особенно эффективен.

Иммунология

7. Вещества, поступающие в организм человека вместе с пищей, обеспечивают его не только энергией, но и «строительными блоками» для разнообразных биосинтетических процессов. Как сообщается в Nature, транс-вакценовая кислота (ТВК) — преобладающий вид транс-жирных кислот в человеческом молоке — способствует эффекторным функциям CD8+ T-клеток и противоопухолевому иммунитету in vivo. Ученые вышли на ТВК в ходе скрининга базы данных веществ, содержащихся в пище. Эндогенно ТВК в организме человека не синтезируется, а поступает с такими продуктами, как говядина, телятина, молоко и сливочное масло. Действие ТВК на иммунные клетки обусловлено инактивацией поверхностного рецептора GPR43, что приводит к активации сигнального пути цАМФ–PKA–CREB, а это, в свою очередь, усиливает эффекторные функции CD8+ T-клеток.

Микробиология

8. Значение памяти в роении (поверхностном распространении) бактериальных клеток долгое время оставалось малоизученным. Однако, как сообщается в PLoS Biology, у E. coli за запоминание предыдущих роений, которое может пригодиться при роении на новой поверхности, отвечает уровень железа в клетке. Авторы работы пришли к такому выводу на основании более 10 тысяч экспериментов по роению. У планктонных клеток E. coli «железная память» в некотором виде существует, однако подкрепляет ее опыт новых роений. Более того, «железная память» сохраняется при делении у нескольких поколений и полностью пропадает к седьмому поколению, хотя в искусственных условиях ее можно растянуть на больший срок. Автор ы отмечают, что уровни клеточного железа связаны с образованием биопленок и толерантностью к антибиотикам.

9. Немецкие ученые исследовали, как формируется микробиом организма, на примере литоральной роющей актинии Nematostella vectensis. Результаты работы опубликованы в Microbiome. Авторы моделировали первичную колонизацию стерильных животных, лишенных микробиома, и последующую колонизацию. Оказалось, что первичная колонизация микробами жестко регулируется организмом актинии за счет метаболических взаимодействий, а вторичная колонизация не зависит от хозяина и определяется метаболическими взаимодействиями между бактериями.

10. Американские ученые установили, что попадание на кожу золотистого стафилококка Staphylococcus aureus вызывает зуд, поскольку напрямую действует на кожные рецепторы. Зуд, который возникает из-за стафилококка, стимулирует расчесывание кожи, приводящее к микроповреждениям. Авторы статьи в Cell показали, что за взаимодействие с кожными рецепторами отвечает сериновая протеаза V8 стафилококка. Она разрезает рецептор PAR1 на сенсорных нейронах мыши и человека, а подавление взаимодействия V8 с PAR1 блокирует появление зуда от контакта со стафилококком.

Геномика

11. В журнале Obesity опубликованы результаты 36-летнего исследования рисков ожирения. В исследовании приняли участие 3227 однополых пар близнецов финского происхождения, среди которых 34% были монозиготными. Их состояние оценивали в возрасте примерно 30 лет (1975 год), а также в 1981, 1990 и 2011 гг. Выявление вариантов, которые отвечают за предрасположенность к ожирению или устойчивость к нему, проводили на основе 996 919 однонуклеотидных полиморфизмов. Авторы работы не только обнаружили варианты, ассоциированные с высоким или низким риском ожирения, но и показали, что с возрастом доля испытуемых, имеющих ожирение, увеличивалась. 

Медицинская генетика

12. Синдром Барта — опасное для жизни генетическое заболевание, обусловленное мутациями в гене TAFAZZIN (TAZ), продукт которого влияет на перестройки митохондриального кардиолипина. При нехватке TAZ накапливается монолизокардиолипин и формирует пероксидазный комплекс с цитохромом c, который способен окислять липиды, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты. Авторы статьи, опубликованной в Nature Metabolism, показали, что именно описанный выше механизм лежит в основе патогенных проявлений синдрома Барта. Своим выводы ученые подтвердили как на биопсии сердечной ткани пациентов с синдромом Барта, взятой до пересадки сердца, так и на животных моделях.

Клеточная биология

13. Исследователи из университетов Осака и Токусима установили, что поврежденные мембраны лизосом восстанавливаются по пути микроаутофагии, или микролизоаутофагии. Главным регулятором этого процесса является киназа STK38, которая фосфорилирует белок DOK1 и привлекает к лизосомам АТФазу VPS4. Этот комплекс завершает микролизоаутофагию, запуская процесс разборки комплексов ESCRT. Запуск микролизоаутофагии, напротив, требует неканонической модификации липидами белков группы GABARAP, который необходим для сборки комплексов ESCRT. На примере червя Caenorhabditis elegans ученые показали, что восстановление целостности лизосомальных мембран препятствует старению.

Молекулярная диагностика

14. Китайские исследователи показали, что анализ внеклеточной РНК при диагностике злокачественных заболеваний желудочно-кишечного тракта дает более высокую чувствительность, чем анализ ДНК. Результаты работы опубликованы в Cell Reports Medicine. Авторы анализировали омиксные данные по внеклеточным ДНК и РНК, полученным от пациентов с раком толстой кишки и аденокарциномой желудка. Затем они обработали данные по 15 типам геномных, эпигеномных и транскриптомных вариаций. Мультиомиксные данные оказались более эффективными для диагностики рака, чем омиксные данные единичных клеток. Кроме того, диагностическая ценность внеклеточной РНК выше, чем ДНК.