Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 11–17 апреля

Физиология и космос

1. Продолжительное пребывание в космосе вызывает изменения в мозге и его компартментах, заполненных спинномозговой жидкостью, а также сказывается на остроте зрения. Эта совокупность симптомов известна как ассоциированный с космическими полетами нейроокулярный синдром (spaceflight-associated neuro-ocular syndrome, SANS). Авторы исследования, опубликованного в PNAS, проанализировали с помощью МРТ, какие изменения происходят в периваскулярных пространствах у космонавтов, находившихся более шести месяцев на Международной космической станции (МКС). У них увеличился объем периваскулярного пространства в базальных ганглиях и белом веществе, а также латеральный желудочек, изменился объем субарахноидального пространства. (Подробнее на PCR.NEWS.)

Транскриптомика

2. Китайские ученые заявил о создании атласа клеточных транскриптомов для макаки-крабоеда Macaca fascicularis. Статья  опубликована в Nature. В атлас вошли транскриптомы более чем миллиона клеток из 45 тканей взрослой макаки. Таким образом, получен аннотированный набор транскриптомных данных для вида, близкого к человеку. Чтобы показать полезность атласа с практической точки зрения, ученые восстановили сеть межклеточных взаимодействий, обеспечивающих передачу по сигнальному пути Wnt, и показали, какие клетки экспрессируют рецепторы и корецепторы вирусов, поражающих человека.

Древняя ДНК

3. Самое древнее свидетельство заражения человека чумной палочкой Yersinia pestis относится к эпохе неолита. Международный коллектив исследователей на страницах PNAS сообщил о получении 17 геномов Y. pestis, возраст которых варьирует от 2500 до 5000 лет, из ископаемых останков, собранных по всей территории Евразии. Результаты исследования указывают на существование особой линии Y. pestis, не адаптированной для переноса блохами и, вероятно, вымершей, которая в течение тысячелетий существовала без значительных параллельных диверсификаций и при этом смогла быстро распространиться по континентам — возможно, из-за возросшей мобильности людей и интенсификации животноводства. Подобная эволюционная история ранее не была не известна ни для одного патогена, для которого были получены древние геномы.

Биология развития

4. Важнейшее событие раннего эмбриогенеза — активация зиготического генома: до этого момента новый организм живет только за счет белков и РНК, полученных в составе яйцеклетки, а после активации начинает производить собственные РНК и белки. Испанские ученые проанализировали на транскриптомном уровне, как этот процесс происходит у человека, мыши и коровы; статья опубликована в Science Advances. На стадии активации генома зиготы происходит больше актов пропускания экзонов при сплайсинге самых разных транскриптов, чем в любых описанных ранее клетках и тканях. Существенная доля случаев пропускания экзона приводит к появлению неканонических токсичных форм белков, однако на более поздних этапах этого не происходит. Особенно часто экзоны пропускаются в транскриптах, которые кодируют белки, участвующие в клеточном ответе на повреждения ДНК.

Болезнь Альцгеймера

5. Авторы работы, опубликованной в журнале Alzheimer’s & Dementia, предположили, что липопротеины высокой плотности (ЛПВП) могут защищать от болезни Альцгеймера. Возможно, это связано со способностью ЛПВП участвовать в обмене липидов, благодаря чему они могут влиять на липидный состав нейронных мембран, а также на функциональность сосудов и эффективность синаптической передачи. Авторы измеряли концентрации ЛПВП в спинномозговой жидкости у 180 пациентов старше 60 лет. Низкое их содержание коррелировало с когнитивными симптомами болезни Альцгеймера. Ученые также показали, что уровни ЛПВП в спинномозговой жидкости и в плазме коррелируют друг с другом.

6. Ученые из США и Канады на страницах Nature Communications рассказали о разработке нового подхода к терапии болезни Альцгеймера, мишенью которого могут быть клетки микроглии. Они показали, что активация сигнального пути NF-κB в микроглиальных клетках под действием тау-белка приводит к дальнейшему его накоплению в тканях мозга, которое обеспечивает микроглия, и токсическому воздействию на окружающую нервную ткань. Постоянная инактивация пути NF-κB в клетках микроглии предотвращает накопление и распространение тау-белка в ткани мозга у молодых мышей линии PS19, поскольку при этом клетки микроглии не высвобождают тау-белок наружу. А ингибирование NF-κB в микроглии старых мышей улучшало их память.

Структурная биология, CRISPR-Cas

7. Коллектив ученых из Австралии и США во главе с нобелевским лауреатом Дженнифер Дудной детально изучил взаимодействие между ДНК, гидовой РНК и Cas9. Результаты исследования опубликованы в Nature Structural & Molecular Biology. С помощью криоэлектронной микроскопии ученые получили структуру ДНК – РНК – Cas9. Она проливает свет на многие нюансы в работе CRISPR-Cas9, в частности, на то, как Cas9 сгибает и поворачивает ДНК, чтобы ее последовательность была доступна для прочтения.

Перепрограммирование клеток

8. Китайские ученые разработали метод перепрограммирования соматических клеток в плюрипотентные с помощью малых молекул; статья опубликована в Nature. Перепрограммирование в плюрипотентные стволовые клетки, по ключевым характеристикам аналогичные эмбриональным стволовым клеткам, включало промежуточное пластическое состояние, которое соответствовало стадии дедифференцировки клеток. Авторы работы показали, что для успешного перепрограммирования по предложенному пути необходимо предварительное ингибирование сигнального пути JNK.

Онкология

9. Витамин E повышает эффективность противораковой иммунотерапии, способствуя активации дендритных клеток в опухоли, сообщается в журнале Cancer Discovery. Просматривая электронные медицинские карты пациентов, проходивших терапию ингибиторами контрольных точек, исследователи заметили, что пациенты, принимавшие витамин E, в целом показали лучшую выживаемость. Витамин E усиливал эффект иммунотерапии и на мышиной модели, причем его действие было связано с активацией дендритных клеток. Проникая в дендритные клетки через рецептор SCARB1, витамин E увеличивал их противоопухолевую активность за счет ингибирования тирозинфосфатазы SHP1 (контрольной точки для дендритных клеток). Активированные дендритные клетки способствовали развитию противоопухолевого T-клеточного иммунитета.

10. Семейный аденоматозный полипоз — наследственное заболевание, служащее фактором предрасположенности к раку толстой кишки; его вызывают мутации в гене, кодирующем опухолевый супрессор APC. APC задействован в перестройках цитоскелета, обеспечивает поляризацию и миграцию клеток разных типов. Как показало исследование, опубликованное в Science Advances, у T-клеток пациентов с мутациями в APC нарушены адгезия и подвижность, и это связано с ролью APC в регуляции перестроек цитоскелета и интегрин-зависимой адгезии. Таким образом, мутации в APC не только напрямую повышают риск рака толстой кишки, но и нарушают T-клеточный иммунитет, что также может способствовать развитию опухоли.

11. Американские ученые разработали аллостерические ингибиторы EGFR для преодоления резистентности при раке легкого. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications. Существующие тирозинкиназные ингибиторы конкурируют с АТФ за связывание с EGFR, однако новые ингибиторы связываются с другими сайтами. Один из ингибиторов, JBJ-09-063, эффективен как в отношении форм EGFR, которые реагируют на тирозинкиназные ингибиторы, так и в отношении резистентных к ним форм. Авторы исследования полагают, что JBJ-09-063 можно будет использовать отдельно или в комплексе с тирозинкиназными ингибиторами для лечения рака легкого, обусловленного мутациями в EGFR.

Гистология

12. Авторы статьи в Science установили, что сфинголипиды контролируют гетерогенность фибробластов кожи. Сравнение липидомов и транскриптомов разных фибробластов показало, что липидный состав определяет их транскрипционную программу и функциональную специализацию. Особенно важное значение имеют сфинголипиды, которые модулируют активность сигнальных путей, включающих фактор роста фибробластов 2 (FGF2), причем одни сфинголипиды выступают в роли положительных регуляторов, а другие — в роли отрицательных. В итоге сфинголипиды определяют, в каких процессах будет участвовать фибробласт — в заживлении ран, в перестройке внеклеточного матрикса или будет вовлечен в фиброз.

Эволюция вирусов

13. Вирус Зика и вирус лихорадки денге принадлежат к числу патогенных флавивирусов, переносимых членистоногими, и во многих странах оба вируса циркулируют одновременно. Ученые из США и Мексики изучили особенности эволюции вируса Зика и сообщили о результатах в Cell Reports. Они имитировали эволюцию вируса Зика в природе, пропуская частицы вируса через культуру клеток комара и заражая ими мышей с иммунитетом к лихорадке денге или без него, затем выделяли от них вирус и повторяли все сначала. Оказалось, что в обоих случаях вирус Зика очень быстро эволюционирует и обзаводится заменой I39V в белке NS2B, которая позволяет ему уклоняться от предсуществующего иммунитета к денге. Кроме того, такие вирусы становятся гораздо более патогенными и легче передаваемыми.

Новости компаний

14. Codetta Biosciences получила дотацию в размере $15 млн на развитие платформы для пространственной цифровой ПЦР с возможностью проведения мультиплексных мультиомиксных исследований. Согласно заявлениям представителей компании, платформа предназначена для мультиомиксных количественных исследований ДНК, РНК и белков, причем будет возможным проведение до 30 исследований одновременно. Это позволит использовать меньше образцов и сильно сэкономить на обслуживании множества приборов, применяемых для мультиомики в настоящее время. Технические детали пока не разглашаются.