ЖУРНАЛ NATURE
ФЕВРАЛЬ 2021: ГЛАВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
18/02/2021
Ключевые темы февральского выпуска NATURE — запущен проект по секвенированию генома, РНК признана виновной во врожденных заболеваниях, а летучие мыши — в переносе коронавирусов.
Источники: Nature, Биомолекула
Ученые детально изучили взаимодействия сателлитных клеток с клетками врожденного иммунитета после повреждения; установлено, что длинная некодирующая РНК связана с врожденными пороками развития конечностей; на основании последних палеонтологических и геномных данных ученые описали эволюционную траекторию происхождения человека; впервые описана структура бактериального механочувствительного канала MscS при натяжении мембраны; американские ученые изучили кинетику взаимодействия РНК-связывающего белка DAZL со своими РНК и экспериментально определили основные кинетические параметры; запущен проект TOPMed, целью которого является изучение нарушений в работе легких, сердца, крови и сна методом полногеномного секвенирования; SARS-подобные эндогенные коронавирусы летучих мышей, существовавшие до пандемии, успешно размножаются в человеческих легких, что подтверждает возможность прямого переноса коронавирусов от летучих мышей к человеку.
PHOTO: nature
Антропология
Коллектив учёных из Великобритании и Англии опубликовал обзор, в котором на основании последних палеонтологических и геномных данных описана эволюционная траектория происхождения человека. Авторы работы выделили три ключевых этапа в эволюции человека. Последний этап включает период от 40 до 60 тысяч лет назад, во время которого происходило распространение людей по всему земному шару и их последние взаимодействия с неандертальцами и денисовцами. Второй этап пришёлся на период от 60 до 300 тысяч лет назад, когда на африканском континенте формировалось разнообразие современного человека. Наконец, самый древний этап, датируемый 0,3–1 млн лет назад, включает отделение Homo sapiens от других видов древних людей. — Origins of modern human ancestry
Биология развития
Ошибки в ходе раннего развития организма могут приводить к спорадической гибели клеток. В зрелых тканях апоптотические тельца поглощаются макрофагами, но кто удаляет останки погибших апоптозом клеток в бластуле, в которой нет макрофагов? Как показало новое исследование, выполненное на зародышах данио-рерио и мыши, в роли фагоцитов на ранних этапах развития выступают клетки поверхностного эпителия. Подлежащие поглощению тельца они распознают за счёт фосфатидилсерина — молекулярного сигнала «съешь меня». — Cooperative epithelial phagocytosis enables error correction in the early embryo.
Физиология
Регенерация мышечной ткани осуществляется за счет резидентных стволовых клеток, которые известны как сателлитные клетки и в норме находятся в состоянии покоя. К пролиферации сателлитные клетки приступают лишь при повреждении ткани. В новом исследовании ученые детально изучили взаимодействия сателлитных клеток с клетками врожденного иммунитета после повреждения в режиме реального времени на рыбках данио-рерио. Оказалось, что специфическая популяция макрофагов заползает в поврежденную область и создает нишу для пролиферации сателлитных клеток. Ведущую в роль в создании такой ниши играет цитокин никотинамидфосфорибозилтрансфераза (Nampt), продуцируемый макрофагами в области повреждения. — Macrophages provide a transient muscle stem cell niche via NAMPT secretion
Структурная биология
Клетка ощущает механическую силу, приложенную к мембране, с помощью специальных мембранных механочувствительных каналов, однако остается неизвестным, как именно эти белки реагируют на приложение механической силы. В новой работе была изучена структура бактериального механочувствительного канала MscS при разном состоянии мембраны, в том числе таком, которое соответствует натяжению мембраны вследствие приложения механической силы. Ученые детально исследовали механизм механотрансдукции и показали, что состояние открытого канала в липидном бислое динамично; кроме того, важнейшую роль в регуляции проходимости канала играют специфические липиды. — Visualization of the mechanosensitive ion channel MscS under membrane tension
Молекулярная биология
Регуляция экспрессии генов у эукариот находится под контролем тысяч числа РНК-связывающих белков и десятков тысяч РНК. Американские ученые изучили кинетику взаимодействия РНК-связывающего белка DAZL со своими РНК и экспериментально определили основные кинетические параметры. Для этого им пришлось сшить молекулы DAZL со своими РНК с помощью фемтосекундной вспышки ультрафиолетового лазера, иммунопреципитировать полученные комплексы, секвенировать последовательности связанных РНК. Они показали, что DAZL задерживается на сайтах связывания всего лишь на несколько секунд и менее. — The kinetic landscape of an RNA-binding protein in cells
Молекулярная биология
В последние годы накапливается все больше данных, свидетельствующих, что длинные некодирующие РНК могут быть напрямую связаны с развитием ряда заболеваний у человека. В недавнем исследовании было установлено, что делеция локуса, кодирующего длинную некодирующую РНК, на хромосоме 2 человека вызывает выраженные врожденные пороки развития конечностей. У пациентов, страдающих от ряда дефектов развития конечностей, выявляется гомозиготная делеция длиной 27–63 тысячи пар оснований, которая располагается на 300 тысяч пар оснований выше гена EN1. Оказалось, что с этого участка считывается длинная некодирующая РНК из 4 экзонов, получившая название Maenli. Эта РНК необходима для тонкой настройки регуляторных сетей генов, отвечающих за формирование конечностей, по дорсовентральной оси. — Non-coding deletions identify Maenli lncRNA as a limb-specific En1 regulator
Проекты по секвенированию
Огромный коллектив американских ученых сообщил о запуске проекта Trans-Omics for Precision Medicine (TOPMed), целью которого является изучение на уровне генов нарушений в работе легких, сердца, крови и сна. В новой статье члены программы описывают цели проекта, схему его работы, а также сообщают о первичных результатах, полученных из данных полногеномного секвенирования геномов 53 831 человека. — Sequencing of 53,831 diverse genomes from the NHLBI TOPMed Program
Физиология
В отличие от других внутренних органов, структура красного костного мозга, а именно его зон, где происходит дифференцировка тех или иных клеток, остается плохо изученной. Американские учёные визуализировали ниши костного мозга, в которых происходит миелопоэз, с помощью специального метода и создали атласы дифференцировки гранулоцитов, моноцитов и дендритных клеток. Образование дендритных клеток, моноцитов и гранулоцитов происходит в сосудистых структурах, известных как синусоиды. Более того, предшественники моноцитов и дендритных клеток локализуются вблизи кровеносных сосудов, клетки которых экспрессируют главный регулятор миелопоэза — колониестимулирующий фактор (Csf1). — In situ mapping identifies distinct vascular niches for myelopoiesis.
SARS-CoV-2
Все недавно появившиеся варианты человеческих коронавирусов, скорее всего, произошли от летучих мышей. В новом исследовании на мышах с легкими, имитирующими человеческие, было показано, что SARS-подобные эндогенные коронавирусы летучих мышей, существовавшие до пандемии, успешно размножаются в человеческих лёгких, что подтверждает возможность прямого переноса коронавирусов от летучих мышей к человеку. В той же работе сообщается, что противовирусный препарат EIDD-2801, в настоящее время находящийся на II–III стадиях клинических испытаний, существенно подавляет репликацию SARS-CoV-2 и потенциально может стать лекарством от COVID-19, которое можно использовать в профилактических целях. — SARS-CoV-2 infection is effectively treated and prevented by EIDD-2801.