Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 8–14 апреля

Космос

1. В День космонавтики в Science было опубликовано исследование о влиянии длительного пребывания в космосе на физиологию человека. В течение года сравнивали показатели двух монозиготных близнецов-астронавтов, Скотта и Марка Келли; Скотт провел 340 дней на МКС, а Марк оставался на Земле. Космический полет вначале не оказал существенного влияния на биологические функции, в том числе иммунный ответ, однако с увеличением длительности пребывания в космосе наблюдались значительные изменения. Секвенирование компонентов цельной крови показало, что длина теломер существенно изменилась во время космического полета и после возвращения на Землю. Но в итоге большинство показателей вернулись в предполетное состояние. На сегодня в космосе побывали более 550 человек, но годичные космические миссии пока редкость. Однако продолжительные миссии запланированы на будущее, поэтому изучение предполагаемых рисков для здоровья человека во время длительного полета — важная задача.
2. Менее эффектны, но тоже полезны эксперименты in vitro на орбите. Ученые Первого Московского государственного медицинского университета имени Сеченова разрабатывают биореактор, который можно будет использовать для выращивания различных типов клеток в условиях микрогравитации. Научный руководитель проекта, заведующий отделом передовых клеточных технологий университета Алексей Люндуп объясняет: «Мы планируем изучать влияние факторов космического полета на выживание культур разных эукариотических клеток: сначала пойдут самые простые клетки, неприхотливые к условиям культивирования, а потом перейдем к самым сложным, человеческим клеткам, различным их комбинациям». Конечная цель экспериментов — найти способ выращивания в невесомости стволовых клеток костного мозга, которые космонавты (или жители будущих колоний) смогут использовать для заживления ран, ожогов, сращивания костей после переломов.

3. Пока одни ученые задумываются о будущих космических полетах, другие обращают взор в прошлое. На этой неделе в Proceedings of the Royal Society B вышла статья с описанием характеристик генома непандемического изолята Vibrio cholerae, выделенного в 1916 году от солдата британской армии, выздоравливающего в Египте. Шестая глобальная пандемия холеры продолжалась с 1899 по 1923 год. Авторы секвенировали геном 102-летнего изолята Vibrio cholerae (NCTC 30), который на сегодня является старейшим из доступных живых изолятов холерного вибриона. Этот штамм непандемический, не кодирует токсин холеры, однако содержит ген фермента бета-лактамазы. Подробнее в новости на PCR.news.
   

4. О прогрессе на пути создания вакцины против вируса Эпштейна-Барр (EBV) сообщает статья в журнале Immunity. Ежегодно во всем мире регистрируется около 200 000 случаев рака, связанного с EBV, 140 тысяч из них заканчиваются смертью. Вакцины против EBV на сегодня не существует. Предыдущие разработки были направлены на вирусный белок gp350, который вирус использует для проникновения в B-клетки. Однако EBV заражает не только B-клетки, но и эпителиальные клетки во рту и верхней части горла. Авторы статьи обнаружили, что антитела к комплексу гликопротеинов вируса gH/gL способны нейтрализовать инфицирование и эпителиальных, и B-клеток, а антитела к gp42 нейтрализуют инфицирование B-клеток. Они апробировали два варианта предполагаемой вакцины, содержащей антитела к gH/gL и антитела к gH/gL плюс gp42 в серии экспериментов на мышах и обезьянах. Вакцина, содержащая gp42, оказалась более эффективной, оба варианта обеспечивали защиту независимо от типа клеток.
   
5. Исследование, опубликованное в Nature Communications, показало, что некоторые стран с низким и средним уровнем дохода, особенно в Африке, нуждаются в более эффективных стратегиях по вакцинации детей. Уровни вакцинации против дифтерии, столбняка и коклюша в Нигерии, Конго, Эфиопии, Мозамбике и Камбодже менее 80%. Это означает, что вероятность распространения и вспышки заболеваний в этих странах остается высокой, и существующие стратегии не способны полностью устранить угрозу. Авторы показали, что необходимы дополнительные кампании по иммунизации населения, особенно в районах с недостаточным охватом плановой вакцинацией.
   

6. Бактерии в организме человека обмениваются генами с большей скоростью, чем это обычно наблюдается в природе. О горизонтальном переносе генов в ассоциированных с человеком микроорганизмах можно почитать на этой неделе в Scientific Reports. Геномы микроорганизмов, выделенных от человека в рамках проекта NIH Human Microbiome Project сравнивали с геномами контрольной группы из различных природных сред. Бактерии брали из кишечника, кожи, полости рта, крови, мочеполовой системы и дыхательных путей. Перенос генов чаще встречался между близкородственными бактериями, независимо от того, занимали ли они одни и те же или разные ниши организма; обмен генами между «близкими родственниками» в разных участках тела происходит с большей скоростью, чем между неродственными микроорганизмами, пусть и живущими в одном и том же месте организма. Ученые выявили несколько широко распространенных генов, наименее подверженных влиянию горизонтального переноса: эти гены могли бы стать маркерами для построения филогенетических деревьев.
   
7. Интерактивное аннотированное бактериальное филогенетическое дерево AnnoTree описали ученые из Канады и Австралии в Nucleic Acids Research. AnnoTree — это веб-инструмент для визуализации аннотаций генома на больших филогенетических деревьях. Версия 1.1 включает аннотации для более чем 27000 бактериальных геномов и 1500 геномов архей. Филогенетическая и таксономическая информация получена из базы данных Genome Taxonomy Database (версия 03-RS86). AnnoTree находится в свободном доступе и является ценным ресурсом для изучения истории прокариотических генов и эволюционных гипотез.
   
8. На прошлой неделе в Nucleic Acids Research опубликована информация об обновлении последней версии бесплатного онлайн-инструмента для визуализации, аннотирования и анализа филогенетических деревьев Interactive Tree Of Life (iTOL) v4.
   

9. Прогрессирующая мультифокальная лейкоэнцефалопатия (ПМЛ) — оппортунистическая инфекция, вызываемой вирусом JC, часто со смертельным исходом. Оказалось, что противораковое лекарственное средство пембролизумаб способно замедлять и даже останавливать развитие ПМЛ. Пембролизумаб индуцировал подавление экспрессии белка клеточной гибели 1 (PD-1) в лимфоцитах периферической крови и спинномозговой жидкости у всех восьми пациентов, которым вводили пембролизумаб. У пяти пациентов наблюдалось клиническое улучшение или стабилизация ПМЛ, сопровождаемое снижением нагрузки вируса JC в спинномозговой жидкости. МРТ головного мозга показала уменьшение поражений, связанных с инфекцией. Это небольшое, но перспективное исследование, так как до этого попытки лечения ПМЛ были неудачными.
   
10. О прогрессе в альтернативном лечении бактериального менингита (без антибиотиков) сообщает Nature Communications. В случаях, когда формирование нейтрофильной внеклеточной ловушки (NET) доминирует над другими механизмами уничтожения пневмококков, микроорганизмы могут получить преимущество, прячась и размножаясь в структуре ДНК, из которой в основном состоит ловушка. В данном исследовании крысам, инфицированным бактериями пневмококка, вводили ДНКазу, и количество бактерий значительно сократилось без применения антибиотиков. Планируется провести крупное международное клиническое исследование, чтобы выяснить, насколько перспективно использование ДНКазы для лечения бактериального менингита.
    
11. Белок р38гамма (p38γ), возможно, станет новой терапевтической мишенью при раке печени. Ученые впервые показали, что p38γ регулирует деление клеток. Отсутствие p38γ или лечение ингибитором p38γ — пирфенидоном защищает от химически индуцированного образования опухоли печени. Результаты биопсии гепатоцеллюлярной карциномы человека показывают высокую экспрессию p38γ, подтверждая, что p38γ может быть терапевтической мишенью.
    
12. В журнале American Society of Nephrology опубликованы результаты исследования по поиску новых генетических факторов риска, связанных с мочекаменной болезнью. Работа проводилась в Японии. Предыдущие полногеномные исследования ассоциаций идентифицировали только шесть генетических локусов. В этой работе авторы использовали данные о 11 130 случаях заболевания и 187 639 контрольных образцов. Найдено 14 генетических локусов, ассоциированных с мочекаменной болезнью, из которых 9 являются новыми. Эти результаты могут быть полезны как для прогнозирования риска развития камней в почках, так и для определения новых целей профилактики и лечения заболевания.
    

13. Биотехнологическая компания 22nd Century  объявила на этой неделе о начале сотрудничества с голландской фирмой KeyGene. Botanical Genetics, дочерняя компания 22nd Century, обладает конкурентным преимуществом в разработке медицинской марихуаны и промышленной конопли благодаря лицензии на биосинтез каннабиноидов. Состав, концентрация и характеристики каннабиноидов широко варьируются и могут быть оптимизированы с помощью молекулярных методов и других современных технологий. Планируются совместные работы по получению растений конопли с новыми профилями каннабиноидов для медицинского и других применений. Работа над программой будет проходить в США и Нидерландах.
    
14. А в Science обсуждают неожиданное решение Министерства сельского хозяйства США о закрытии лаборатории, занимающейся исследованиями, связанными с Toxoplasma gondii. Исследовательская программа стоимостью 625 000 долларов была направлена на изучение биологии паразита, предотвращение его передачи через пищу и разработку вакцины. Правозащитная группа White Coat Waste Project протестовала против необходимого для научных целей умерщвления кошек в лаборатории. 2 апреля, после нескольких месяцев протестов со стороны активистов по защите животных, программа была закрыта. Токсоплазмоз занимает 3-5-е место в структуре оппортунистических заболеваний у пациентов с ВИЧ-инфекцией во всем мире и 1-2-е место среди инфекционных заболеваний центральной нервной системы. По оценкам, более трети населения в мире инвазировано Toxoplasma gondii.
    
15. Близится пик активности клещей, в связи с чем Роспотребнадзор опубликовал рекомендации по неспецифической и специфической профилактике клещевого вирусного энцефалита. Чуть ранее на этой неделе опубликованы рекомендации по профилактике кори.
    
16. Science отзывает статью по репарации ДНК. Расследование пришло к выводу, что за фальсификацию данных ответственен первый автор, Абдеррахман Каиди из Кембриджского университета.