Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 8–14 апреля
Новости ко Дню космонавтики; разработка вакцины против вируса Эпштейна-Барр; секвенирование изолята холерного вибриона времен Первой мировой войны; горизонтальный перенос генов между бактериями в организме человека; закрытие исследований, связанных с Toxoplasma gondii, прогресс в лечении прогрессивной мультифокальной лейкоэнцефалопатии и многое другое.

Художник:
Саша Кук
Космос
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Science отзывает статью по репарации ДНК. Расследование пришло к выводу, что за фальсификацию данных ответственен первый автор, Абдеррахман Каиди из Кембриджского университета.