Микробиом перелетных птиц и другие новости недели

Экология

1. Миграции перелетных птиц могут оказывать существенное влияние на их микробиом. Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Molecular Ecology, охарактеризовали кишечный микробиом четырех близких видов перелетных дроздов рода Catharus в трех точках их миграционного цикла: во время весенней миграции, во время летнего периода размножения и в ходе осенней миграции. Наблюдения проводились на протяжении трех лет. Оказалось, что в разные периоды миграционного цикла состав кишечной микробиоты существенно различается, однако между разными годами различия были выражены больше, чем в пределах одного года. Во время активной миграции, по-видимому, численность микробиоты сокращалась, и между разными видами дроздов не было выявлено существенных различий в структуре микробиоты. Наконец, у перелетных дроздов были выявлены кишечные бактерии, относящиеся к филумам Cyanobacteria и Planctomycetota, которые не были описаны у других птиц.

Нейробиология

2. Недавние исследования показали, что мутации в гене SLC7A5, кодирующем переносчик незаменимых крупных нейтральных аминокислот (LNAA), могут быть одной из причин расстройств аутистического спектра. Могут ли LNAA каким-то образом влиять на нейроны коры больших полушарий в ходе развития мозга? Чтобы ответить на этот вопрос, австрийские ученые провели метаболомное профилирование нейронов коры больших полушарий у мышей и определили их метаболический статус на разных стадиях развития. Результаты исследования опубликованы в Cell. Ученые показали, что в ходе развития передний мозг действительно подвергается интенсивным метаболическим перестройкам, причем изменения в количестве метаболитов некоторых групп зависят от стадии развития. Более того, было продемонстрировано, что метаболизм LNAA и липидов в коре тесно связан, и эта связь опосредована SLC7A5. Метаболические изменения развивающихся нейронов, регулируемые LNAA, оказывают влияние на их выживаемость и возбудимость.

3. Ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе (США) показали, что в нейронах гиппокампа выход фосфодиэстеразы PDE4D5, разрушающей цАМФ, из ядра в результате стимуляции β₂-адренергического рецептора необходим для функционирования сигнальных путей цАМФ в ядре, которые, в свою очередь, обеспечивают консолидацию памяти. Результаты работы опубликованы в Science Signaling. Активация β₂-адренорецептора сопровождается его фосфорилированием киназами GRK и эндоцитозом, вследствие чего при участии аррестина-3 происходит экспорт из ядра PDE4D5. Если подавить взаимодействие этого фермента с аррестином-3 и, как следствие, заблокировать его ядерный экспорт, характерных для активации β₂-адренорецептора изменений в сигналинге цАМФ не наблюдается.

4. Долгое время считалось, что ингибирование нейронов глицином опосредуется только ионотропными рецепторами. Новое исследование, опубликованное в Science, показало, что у глицина есть как минимум один метаботропный рецептор. Ученые выясниили, что орфанный рецептор GPR158 на самом деле является метаботропным рецептором глицина, который относится к семейству рецепторов, сопряженных с G-белками (GPCR). Этот рецептор, переименованный в mGlyR, непосредственно распознает глицин с помощью одного из своих доменов и регулирует активность нейронов коры больших полушарий.

Грипп

5. Авторы работы, опубликованной в Science Advances, проверяли на хорьках свойства вирусов гриппа H3N2 в зависимости от стабильности гемагглютинина (HA). Они рассмотрели шесть референсных вирусов, использующихся в вакцинах, и 42 циркулирующих вируса и показали, что относительно стабильный HA повышает эффективность передачи вируса гриппа между хорьками. Дестабилизация HA может быть обусловлена мутацией HA1-L194P, которую имеют недавние референсные вирусы. Показано, что хотя размножение вируса в культуре клеток не требует стабильного HA, референсные вирусы с дестабилизированным HA имеют низкую инфективность, а референсные вирусы со стабилизированным HA сохраняют высокую инфективность и передаваемость. Авторы работы утверждают, что при разработке вакцин стабилизация HA должна быть приоритетнее дестабилизации — это снизит несоответствия между вакциной и циркулирующим вирусом.

Физиология

6. Некоторые T-клетки экспрессируют холинацетилтрансферазу и вырабатывают ацетилхолин, который обладает вазодилатирующими свойствами. Ранее на мышах было показано, что эти T-клетки регулируют кровяное давление, однако у человека ацетилхолин-продуцирующие T-клетки оставались неохарактеризованными. В новой работе шведские ученые выяснили, что у человеческих T-клеток экспрессия холинацетилтрансферазы контролируется сигнальным каскадом PI3K. Ацетилхолин, продуцируемый T-клетками человека, повышает активность синтазы оксида азота NO в клетках сосудистого эндотелия, что, в свою очередь, приводит к вазорелаксации. Более того, оказалось, что выживаемость пациентов, страдающих от острых сосудистых патологий, коррелирует с относительной частотой ацетилхолинпродуцирующих T-клеток в их крови. Результаты исследования опубликованы в PNAS.

7. Исследователи из Гарвардской медицинской школы на страницах Science описали, каким образом рецепторы боли могут влиять на дендритные клетки. Они выяснили, что ноцицепторы могут контролировать дендритные клетки с помощью по меньшей мере трех механизмов. Во-первых, ноцицепторы могут привлекать дендритные клетки в ткани и определять, как долго они будут в них находиться, используя для этого хемокин CCL21. Во-вторых, активированные ноцицепторы высвобождают пептид CGRP, который меняет транскрипционную программу дендритных клеток, не активируя их. В-третьих, активированные болевые рецепторы запускают вход ионов кальция в дендритные клетки и вызывают деполяризацию их мембран, усиливая ответ на инородные молекулы и способствуя воспалению.

Молекулярная диагностика

8. Британские ученые сообщили в Scientific Reports о разработке диагностического CRISPR-теста на паразита шистосому Schistosoma haematobium. Тест включает рекомбиназо-полимеразную реакцию, внесение Cas12a-опосредованных разрывов в таргетную нуклеотидную последовательность и детекцию флуоресценции в реальном времени. Метод показал высокую аналитическую чувствительность и может детектировать одно яйцо паразита в образце. Кроме того, тест специфичен к урогенитальным видам шистосом. Компоненты теста могут быть лиофилизованы, что делает их транспортировку независимой от холодовой цепи и открывает перспективы для распространения теста в странах с низким уровнем дохода. (Подробнее о тесте — на PCR.NEWS.)

Микробиология

9. У холерного вибриона Vibrio cholerae до 60% внешней мембраны составляет порин OmpU, и мутации в нем ассоциированы с повышенной токсиногенностью и устойчивостью к противомикробным агентам. Авторы нового исследования, опубликованного в PLoS Genetics, изучили встречающиеся в природе аллельные варианты OmpU у V. cholerae и сопоставили генетические варианты с фенотипами. Последовательности OmpU делятся на два больших филогенетических кластера, отличающихся необычным разнообразием. Оказалось, что дивергентные фенотипы могут, тем не менее, давать конвергентную устойчивость к антимикробным веществам. Ученым удалось выявить в составе OmpU функциональные домены, отвечающие за устойчивость к разным антимикробным агентам, в частности, желчи и антимикробным пептидам.

Онкология

10. В журнале Cancer Discovery опубликованы результаты масштабного исследования механизмов развития метастатической меланомы. Авторы работы собрали массив молекулярных данных по меланоме, опубликованных в рамках проекта PEACE по изучению аутопсийного материала. Ученые собрали экзомные данные, данные секвенирования РНК, панельного секвенирования и полногеномного секвенирования единичных клеток, от 14 пациентов с метастатической меланомой, которые получали терапию ингибиторами контрольных точек. Полученные данные позволили охарактеризовать некоторые генетические особенности метастатической меланомы, например, частые удвоение генома целиком и утрату гетерозиготности и амплификацию MYC у пациентов, не давших ответ на ингибиторы контрольных точек. Выявление молекулярных особенностей метастатической меланомы позволяет проследить пути ее эволюции.

11. Авторы нового исследования, опубликованного в Science Advances, изучили на примере саркомы Юинга роль пространственной организации хроматина в онкогенезе. Ученые проследили, как онкогенный химерный белок EWS-FLI1 влияет на образование хроматиновых петель и конформацию ядра. У злокачественных клеток взаимодействия между петлями хроматина представлены преимущественно «клубками» петель, собранными вокруг участков связывания EWS-FLI1 с хроматином. Такая архитектура хроматина обеспечивает активность связанных энхансеров и промоторов, соответствующую онкогенной программе экспрессии генов. В отсутствие EWS-FLI1 эти «клубки» петель разбираются, и хроматин принимает 3D-структуру, свойственную мезенхимальным стволовым клеткам, из которых может развиваться саркома Юинга.

12. Американские ученые установили, что аденокарцинома протоков поджелудочной железы строго зависима от синтеза орнитина, который необходим для производства полиаминов, из глутамина при участии орнитинаминотрансферазы. Результаты исследования опубликованы в Nature. У взрослых людей в большинстве тканей, в том числе в опухолях других видов, орнитин синтезируется из аргинина и далее используется в синтезе полиаминов. Синтез орнитина из глутамина происходит только у детей. При аденокарциноме панкреатических потоков аргинина в микроокружении опухоли недостаточно, и под действием мутантного KRAS опухолевые клетки переходят на синтез орнитина из глутамина. Авторы работы заявляют, что путь синтеза орнитина из глутамина может быть терапевтической мишенью для борьбы с этим видом рака.

Новости компаний

13. Компании Stilla Technologies и Atila BioSystems заявили, что они планируют совместно разработать набор для анализа жидкостной биопсии от онкопациентов с помощью цифровой ПЦР. Наборы будут предназначены только для использования в исследовательских целях. Предполагается, что они подойдут для выявления циркулирующей опухолевой ДНК в образцах пациентов, страдающих раком молочной железы, легких, простаты, меланомы, колоректального рака и других. Компании планируют продавать ПЦР-наборы, разработанные Atila BioSystems, вместе с приборами приборами Naica от Stilla Technologies, которые будут обрабатывать результаты.

14. Компания BGI Genomics сообщила о партнерском соглашении со словацкой компанией Zentya, специализирующейся на генетическом скрининге, которое позволит начать использование фекальных тестов для детекции рака толстой кишки в Словакии. Тест, названный ColoTect 1.0, предназначен для выявления аномально метилированной ДНК в фекальных образцах с помощью мультиплексной ПЦР. Он доступен более чем в 20 странах Южной и Восточной Европы.