Причина тошноты беременных и другие новости недели

Молекулярная биология

1. У мелких грызунов в состав комплексов, осуществляющих сплайсинг пре-мРНК, входит уникальная малая РНК — 4.5SH. На уровне клеток эта РНК выявляется в ядерных спеклах. Японские ученые получили мышей, лишенных 4.5SH РНК, и с их помощью изучили функции этой РНК. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Cell. Нокаут 4.5SH РНК оказался эмбриональной леталью. Кроме того, дополнительный анализ с помощью секвенирования РНК показал, что 4.5SH РНК защищает транскриптом от внедрения в экзоны антисмысловых вставок ретротранспозона SINE B1 (asB1), поэтому в отсутствие этой РНК возникают преждевременные стоп-кодоны и сдвиги рамки считывания.

2. Бактериальная защитная система SIR2-HerA не дает вирусу распространиться по популяции, вызывая гибель инфицированной клетки через деплецию внутриклеточного пула NAD⁺. Авторы статьи в Molecular Biology детально разобрались в механизме работы системы. HerA является АТФазой и при связывании с SIR2 формирует гексамер, который превращает SIR2 из нуклеазы в NAD⁺-гидролазу. Интересно, что работу комплекса можно подавить высокой концентрацией АТФ. Исследователи получили структуры упомянутых комплексов с помощью криоэлектронной микроскопии.

Паразитология

3. Стадии развития токсоплазмы Toxoplasma gondii внутри кошки — окончательного хозяина, в котором происходит размножение паразита, — изучены плохо из-за этических трудностей с использованием кошек как модельных организмов. Авторы новой работы, опубликованной в Nature, изучили стадии развития токсоплазмы, протекающие в кошках, in vitro. Они показали, что транскрипционные факторы AP2XII-1 и AP2XI-2 активны во время стадии тахизоита, которая соответствует острому токсоплазмозу, и выключают гены, активные у мерозоитов — предшественников гамет. Если одновременно добиться инактивации этих транскрипционных факторов, все тахизоиты превратятся в мерозоиты. Мерозоиты имеют уникальные белковые маркеры и подвергаются циклам типичного бесполого деления. Успешное производство мерозоитов in vitro открывает путь к исследованиям полового развития токсоплазмы без необходимости заражать кошек.

Онкология

4. Природа агрессивного мезенхимального колоректального рака остается в значительной степени неизвестной. Некоторые случаи обусловлены мутациями в BRAF, однако в целом такие опухоли с трудом поддаются диагностике, хирургическому удалению и лечению. Международный коллектив ученых показал, что повлиять на развитие зубчатых образований в кишечнике, предшествующих колоректальному раку, можно с помощью лекарств, снижающих уровень холестерина. Дело в том, что метаплазия в этом случае запускается повышением уровня экспрессии SREBP2 (главного регулятора биосинтеза холестерина) и продукцией холестерина. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.

5. Авторы статьи в Npj Precision Oncology разработали метод выявления рака по хроматиновой организации мононуклеарных клеток периферической крови (PBMC) с использованием искусственного интеллекта. Идея исследования основана на том, что PBMC реагируют на секретом опухоли изменениями в экспрессии генов. В исследовании участвовали десятки пациентов. Анализ данных о хроматиновой организации PBMC, выделенных из жидких биопсий, с помощью машинного обучения позволил отличать здоровых от онкобольных, классифицировать типы опухолей. Метод различал три типа опухолей с точностью до 89%, а также давал возможность наблюдать за ходом лечения.

Психиатрические заболевания

6. Ученые из Дании, США, Австралии и Швеции исследовали, как содержание компонентов комплемента C3 и C4 у новорожденных связано с риском развития шизофрении в дальнейшей жизни. Концентрации C3 и C4, измеренные у 68 768 младенцев, с помощью GWAS были сопоставлены с риском шести психических расстройств. В целом уровни C3 и C4 у новорожденных не связаны с риском развития психических патологий. Однако повышенная концентрация C3 снижает риск шизофрении у женщин.

Физиология репродукции

7. Многие женщины во время беременности страдают от тошноты и рвоты, крайняя форма проявления таких симптомов известна как гиперемезис беременных. Как сообщается в Nature, причиной такой физиологической реакции может быть GDF15 – гормон, активный в стволе мозга. Продукция плодом GDF15 и чувствительность материнского организма к нему вносят вклад в повышение риска гиперемезиса. Высокие уровни GDF15 в крови матери ассоциированы с рвотой, тошнотой и гиперемезисом. Более того, низкие уровни GDF15 у небеременных женщин повышают риск развития гиперемезиса, а у женщин с бета-талассемией, у которых уровень GDF15 в крови постоянно высок, при беременности почти не бывает тошноты и рвоты.

Микробиом

8. Бактерии, входящие в состав микробиома пищеварительного тракта тараканов, могут обладать антибиотикорезистентностью. Авторы статьи в mSystems изучали распространение антибиотикорезистентных бактерий от одного таракана вида к другому, используя тараканов как модель. С помощью метагеномики ученые оценивали влияние на этот процесс антимикробных препаратов. Они показали, что обработка тараканов тетрациклином снижает разнообразие бактерий в кишке и повышает количество генов устойчивости к тетрациклину. Гены устойчивости к тетрациклину в то же время появились и у необработанных тараканов, что свидетельствует о передаче антибиотикорезистентности.

9. Британские ученые описали новый механизм, с помощью которого кишечный микробиом защищает организм от патогенов. Как сообщается в Science, кишечные бактерии, главным образом Escherichia coli, поглощают питательные вещества, необходимые патогенам для колонизации кишечника. Максимальная устойчивость достигается при определенном составе микробиома. Большее разнообразие обеспечивает лучшую защиту; отдельные виды сами по себе обладают небольшой протективностью. Уровень устойчивости, обеспечиваемый кишечными бактериями, можно предсказать: чем больше кишечные бактерии экспрессируют белков, схожих или идентичных белкам патогенов, тем более высокий уровень защиты они дадут.

Подробнее — на PCR.NEWS

Иммунология

10. Известно, что вирус Эпштейна – Барр участвует в патогенезе рассеянного склероза, так как антитела, специфичные к EBV EBNA_386–405, обладают кросс-реактивностью по отношению к эпитопу GlialCAM_370–389, специфичному для ЦНС. Тем не менее по неизвестной причине только у некоторых людей, имеющий высокий титр этих аутоантител, развивается рассеянный склероз. Как показало исследование, опубликованное в Cell, аутореактивные клетки элиминируются при помощи разных механизмов, в том числе при участии особой группы NK-клеток. Цитотоксические NKG2C⁺ и NKG2D⁺ NK-клетки, а также вирусспецифичный T-клеточный ответ обеспечивают уничтожение аутореактивных GlialCAM_370–389-специфичных клеток. Этот результат может помочь идентифицировать группу риска по рассеянному склерозу среди пациентов, а возможно, и разработать терапию.

11. Интерлейкин-1β (IL-1β), один из основных регуляторов раннего воспаления, локализуется в одном топологически-ассоциированном домене хроматина (ТАД) с противовоспалительным цитокином IL-37, который ему противодействует. Как сообщается в статье нидерландских исследователей, опубликованной в Nature Genetics, в том же ТАД находится ген длинной некодирующей РНК, известной как AMANZI. Она подавляет экспрессию IL-1β и индуцирует транскрипцию гена IL37. Авторы исследования установили, что активация экспрессии гена IL37 достигается через формирование динамических дальнодействующих хроматиновых контактов, что временно задерживает противовоспалительный ответ. Широко распространенный вариант rs16944 в последовательности AMANZI предрасполагает к усиленному воспалению или иммуносупрессии.

Нейробиология

12. Получена самая полная пространственная и транскриптомная карта типов клеток мозга мыши, сообщает Nature. Для создания карты использованы данные секвенирования РНК для примерно семи миллионов профилированных клеток. Атлас организован иерархически с четырьмя вложенными уровнями и включает 34 класса, 338 подкласса, 1201 супертипа и 5322 кластера. Получить доступ к атласу можно через онлайн-платформу Allen Brain Cell Atlas.

13. Хотя общий план устройства сетчатки одинаков у позвоночных, детали могут различаться у разных видов в соответствии со спецификой их нужд. Авторы статьи в Nature исследовали эволюцию сетчатки у позвоночных на основании транскриптомных данных одиночных клеток у 17 видов: человека, двух нечеловекообразных приматов, четырех грызунов, трех копытных, опоссума, хорька, трех землероек, птицы, рептилии, костистой рыбы и миноги. Оказалось, что шесть классов клеток сетчатки на молекулярном уровне высококонсервативны, но чем больше эволюционное расстояние между организмами, тем больше различий. Основные подклассы клеток также оказались консервативными, а в случае типов клеток уровень консервативности увеличивался в направлении от внешней стороны сетчатки (фоторецепторы) до внутренней стороны.

Болезнь Альцгеймера

14. Биогенез комплекса I дыхательной цепи митохондрий невозможен без комплекса MCIA (Mitochondrial Complex I Assembly). Известно, что MCIA каким-то образом связан с патогенезом болезни Альцгеймера, однако конкретный механизм был неясен. Авторы работы, опубликованной в Nature Communications, изучили на структурном уровне, как субъединицы MCIA ECSIT и ACAD9 взаимодействуют друг с другом. Связывание с ECSIT приводит к тому, что ACAD9 высвобождает FAD и из белка β-окисления жирных кислот становится фактором сборки CI. Ученые показали, что перепрограммирование биоэнергетических путей, которое запускает ECSIT, может приводить к образованию токсичных Aβ-амилоидов — характерного признака болезни Альцгеймера.