SciNat за февраль 2020 #3: транспозоны в генах, извлечение самой древней ДНК и новый метод получения транскриптомов из прокариот
21 февраля 2021, 06:07
Из выпусков этой недели вы узнаете, как устройство нашего иммунитета может помогать раку; какие белки нужно блокировать для борьбы с ожирением, а какие — нет; как ДНК готовит платформу для ремонта двухцепочечных разрывов. А также вы сможете прочесть о том, как SARS-CoV-2 борется с разработанными против него антителами и как разрабатывают антитела для борьбы с новыми вариантами коронавируса.

Nature #590 (7846) + онлайны: самая древняя ДНК, которую удалось извлечь, борьба с жиром и пища Т-лимфоцитов в раковых опухолях.

  • Клеточная биология. Ученые выяснили, что креатинкиназа B занимается тем, что в буквальном смысле сжигает жир. Этот фермент необходим для термогенеза — выработки тепла живыми организмами, которая происходит при расходовании жировых запасов. Блокировка креатинкиназы у мышей вызывала у них склонность к ожирение и нарушения в метаболизме. —  Creatine kinase B controls futile creatine cycling in thermogenic fat, "Биомолекула": " Полюби свои жировые клетки!".
  • Структурка. Еще один возможный способ борьбы с ожирением предлагает статья, рассказывающая о структуре NaCT — белка, занимающегося транспортом цитрата в печени. Цитрат регулирует синтез жирных кислот, поэтому регулировка работы NaCT может стать целью препаратов от ожирения. Криоэлектроная микроскопия показала, с какими структурами этого белка должны связываться ингибиторы, а также приблизила нас к пониманию того, какие мутации могут привести к сбою в работе мозга и развитии эпилепсии. —  Structure and inhibition mechanism of the human citrate transporter NaCT.
  • Структурка. Белки, транспортирующие молекулы глутамата внутрь клеток нервной системы, могут пропускать еще и натрий с калием; эти же самые белки независимо от глутамата могут открывать проход для ионов хлора. Криоэлектронная микроскопия в очередной раз раскрывает тайны белков-транспортеров, позволяя рассмотреть, как они справляются с такой двойной функцией благодаря паре гидрофобных "ворот". — Glutamate transporters have a chloride channel with two hydrophobic gates, "Биомолекула": " Формирование мембранного потенциала покоя".
  • Генетика. Ученым удалось извлечь ДНК из трех мамонтов; возраст двух из которых — более миллиона лет, что делает их источником самых древних образцов ДНК. Эта "ДНК из прошлого" раскрывает детали эволюции мамонтов, показывая, например, что в Восточной Сибири параллельно существовали две генетические линии мамонтов, одна из которых раньше была неизвестна. —  Million-year-old DNA sheds light on the genomic history of mammoths, "Биомолекула": " Мамонты, кости и лекарственная устойчивость: новые технологии позволяют изучать эволюцию возбудителей инфекционных заболеваний".
  • Онкология. CTLA-4 — мембранный рецептор T-лимфоцитов, который снижает активность гликолиза этих клеток. Оказалось, что блокировка CTLA-4 позволяет Т-лимфоцитам лучше проникать внутрь опухолей, особенно тех, где наблюдаются проблемы с гликолизом. Ученые предполагают, что это вызвано конкуренцией за "еду" между лимфоцитами и опухолью. —  CTLA-4 blockade drives loss of Treg stability in glycolysis-low tumours, "Биомолекула": " Т-лимфоциты: путешественники и домоседы".
  • Иммунология. Регуляторные Т-клетки подавляют иммунный ответ, устраняя развитие знаменитого цитокинового шторма и других сопутствующих проблем со стороны иммунной системы. Однако раковая опухоль — это именно то место, где иммунный ответ необходим. Новое исследование, связанное с предыдущим, рассказывает о регуляторных Т-клетках, способных сохранять свои свойства даже в микросреде раковых опухолей. Это возможно благодаря "запасному" пути метаболизма глюкозы, в ходе которого расщепляется молочная кислота — побочный продукт распада глюкозы. —  Metabolic support of tumour-infiltrating regulatory T cells by lactic acid.
  • Клеточная биология. В новой статье описывают роль топологически соединяющихся доменов для репарации двухцепочечных разрывов ДНК. Выяснилось, что существуют домены, которые формируются фосфорилированным гистоном H2AX при повреждении ДНК. Такие домены служат своеобразным центром репарации ДНК. —  Loop extrusion as a mechanism for formation of DNA damage repair foci, "Биомолекула": " Биологическая машина репарации ДНК".

Science #371 (6531) + онлайны: транспозоны в генах, метаболизм бактерий в борьбе с антибиотиками и новый метод получения транскриптомов из прокариот

  • SARS-CoV-2. Исследователи составили карту мутаций рецептор-связывающего домена SARS-CoV-2, которые помогают вирусу избегать антител при лечении болезни. Это картографирование выявило мутации всего в одном основании, благодаря чему коронавирус становится практически неуязвимым для некоторых коктейлей антител. Также в результате исследования выяснилось, что некоторые из мутаций делают уже разработанные антитела менее эффективными. —  Prospective mapping of viral mutations that escape antibodies used to treat COVID-19, "Биомолекула": SARS-CoV-2.
  • SARS-CoV-2. Было разработано несколько новых антител против коронавируса, которые способны реагировать на широкий спектр мутаций, в том числе на зоонозную форму коронавируса. Одно из антител показывает большой потенциал в связывании рецептор-связывающего домена. Результаты клинических испытаний показывают, что терапия препаратом на основе этого антитела почти полностью останавливает распространение инфекции в легких. —  Broad and potent activity against SARS-like viruses by an engineered human monoclonal antibody.
  • Структурка. С помощью метода криоэлектронной микроскопии удалось исследовать работу митохондриальной рибосомы. Выяснилось, что рибосома прикрепляется к внутренней мембране митохондрии, чтобы облегчить встраивание синтезированного белка в мембрану. Предполагается, что связь рибосомы с белком OXA1L катализирует транспорт белковой цепи. —  Mechanism of membrane-tethered mitochondrial protein synthesis, "Биомолекула": " Рибосома за работой", " Чего вы не знаете о рибосоме...".
  • Медицина, регенерация. Органоиды клеток эпителия желчных путей in vitro не обладают той же степенью дифференциации, что и органоиды других клеток нашего организма. Однако это их свойство не помешало им прижиться и окончательно дифференцироваться в желчных путях донора после трансплантации. Эту очередной шаг в понимании регенерации тканей, который найдет перспективное применение в медицине. —  Emerging cell therapy for biliary diseases, Cholangiocyte organoids can repair bile ducts after transplantation in the human liver.
  • Растения, симбиоз. Взаимодействие с микроорганизмами, например, при симбиозе, сформировало растения такими, какими мы их знаем сегодня. Однако в этом вопросе обсуждение обычно ограничивается только цветковыми растениями. Новый обзор стремится исправить этот недочет: объектом исследования стали мхи и папоротники, которых можно использовать для создания искусственных симбиозов. —  Plant evolution driven by interactions with symbiotic and pathogenic microbes, "Биомолекула": " Симбионты вокруг нас".
  • Белковая инженерия. Ученые занимались выведением новых видов протеаз — ферментов, разрушающих белки по пептидной связи — из ботулотоксина методом направленной эволюции белков. В результате удалось повысить специфичность протеаз в миллионы раз, что позволит использовать их в качестве лекарственных средств, например, против вирусов. —  Phage-assisted evolution of botulinum neurotoxin proteases with reprogrammed specificity, Re-engineering Botox.
  • Структурка. Трансмембранные бета-цилиндрические белки могут самостоятельно встраиваться в мембрану, что представляет интерес для ученых. Раньше в биоинженерии использовались в основном модифицированные белки природного происхождения. Теперь же биологи синтезировали целых 8 новых белков, не имеющих гомологов в природе, и уже опробовали их встраивание в мембраны. —  De novo design of transmembrane β barrels.
  • Антибиотикорезистентность. Метаболизм играет ведущую роль в обезвреживании ядов, но влияет ли он на выработку резистентности к антибиотикам? Ряд экспериментов с участием E.coli в условиях, при которых бактерии могли проявлять повышенную метаболическую активность, показал, что бактерии действительно могут приобретать антибиотикорезистентность за счет адаптации своего метаболизма. Необходимые для этого мутации были выявлены у ряда образцов E.coli. —  The genetic underground of antibiotic resistance, Clinically relevant mutations in core metabolic genes confer antibiotic resistance, "Биомолекула": Антибиотики.
  • Микробиология. Ученые представляют новый метод секвенирования одиночных клеток бактерий, что позволит изучать бактериальные штаммы в неоднородных популяциях — например, когда только часть бактерий в популяции экспрессирует определенные гены. —  Microbial single-cell RNA sequencing by split-pool barcoding.
  • Генетика. Изучая происхождение различных генов млекопитающих, исследователи открыли, что некоторые функциональные гены образованы слиянием экзона с транспозоном. Это доказывает, что транспозоны могут участвовать в эволюции не только за счет выключения генов, но и благодаря своему встраиванию в гены. —  Recurrent evolution of vertebrate transcription factors by transposase capture, New genes from borrowed parts, "Биомолекула": " Как транспозоны CRISPR/​Cas приручили".

biomolecula.ru
© ФГУП «ГосНИИПП», 1989-2021