ЖУРНАЛ SCIENCE
ФЕВРАЛЬ 2021: ГЛАВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
17/02/2021
Иммунная память к COVID-19, машинное обучение на защите сердца, микрофлора кишечника против рака.

Источники: Science, Биомолекула
Отдельные люди по-разному влияют на распространение COVID-19 — это новый вызов с точки зрения эволюции вируса. Новое исследование показало, что в 90% случаев после заражения COVID-19, иммунная память сохраняется в течение пяти месяцев, что приближает к пониманию возможных рисков новой инфекции и анализу эффективности вакцин.

Представлена первая фаза клинических исследований микрофлоры кишечника, которые позволят увеличить эффективность лечения рака; инфламмасома CARD8 может распознавать активность протеазы ВИЧ-1, что может быть полезно в разработке новых методов избавления от вируса; с помощью машинного обучения ученым удалось произвести скрининг малых молекул, способных починить нарушенные регуляторные цепочки генов при некоторых болезнях сердца; предпринята попытка воссоздать мозг неандертальца с помощью внедрения архаичной формы гена NOVA1 в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека.
PHOTO: Science. Специальный номер Science посвящен геному человека:
прошло почти двадцать лет с тех пор, как были опубликованы первые «черновики» нашего генома
Генетика, COVID-19
Отдельные люди, заболевшие COVID-19, по-разному влияют на распространение инфекции. Некоторые из них никого не заражают, а другие могут стать «суперраспространителями», передав вирус большому числу людей. Суперраспространители сильно влияют на ход эпидемии, но идентифицировать их не так просто. В новой работе были исследованы данные, полученные во время начала эпидемии COVID-19 в Бостоне. С помощью филогенетического анализа авторы выявили несколько случаев суперраспространения. Одним из них было быстрое распространение вируса в больнице, а другим — международная бизнес-конференция. В статье сравниваются последствия этих случаев с точки зрения эволюции вируса и его дальнейшего распространения. — Phylogenetic analysis of SARS-CoV-2 in Boston highlights the impact of superspreading events
Иммунология, COVID-19
Информация об иммунной памяти для защиты от повторного заражения SARS-CoV-2 очень важна для понимания возможных рисков новой инфекции и для анализа эффективности вакцин. В новой статье было проанализировано 188 случаев COVID-19 различной тяжести. Исследователи изучили, как меняется уровень B-клеток и T-клеток в течение полугода после инфекции. Несмотря на значительную однородность среди разных людей, в 90% случаев иммунная память сохранялась в течении более чем пяти месяцев. — Immunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection
Микробиология, рак
Микрофлора кишечника влияет на эффективность иммунотерапии, основанной на ингибиторах PD-1 (programmed cell death 1). Но возможность влиять на микрофлору кишечника у больных раком не была изучена в клинических исследованиях. В новой работе представлена первая фаза клинических исследований, в которой изучалась возможность трансплантации фекальной микробиоты (ТФМ) с целью увеличить эффективность лечения. Из десяти случаев рака, плохо поддающегося лечению с помощью ингибиторов PD-1, в трех наблюдалась положительная реакция. У этих пациентов наблюдались положительные изменения в уровнях иммунных клеток и в экспрессии генов в микроокружении опухоли. — Fecal microbiota transplant promotes response in immunotherapy-refractory melanoma patients
Молекулярная биология
Вирус ВИЧ-1 быстро мутирует, что позволяет ему избежать уничтожения иммунной системой. Чтобы полностью избавиться от инфекции, необходимы методы лечения, которые используют неизменные компоненты ВИЧ-1 в качестве мишеней. Одним из таких компонентов является протеаза вируса. В новом исследовании описано, что инфламмасома CARD8 может распознавать активность протеазы ВИЧ-1. Но вирус успешно «прячется» от инфламмасомы, так как протеаза остается неактивной вплоть до этапа почкования. Преждевременная активация протеазы помогает инфламмасомам обнаружить протеазу и запустить процесс уничтожения зараженных клеток. Эти результаты могут быть полезны в разработке новых методов избавления от ВИЧ-1. — CARD8 is an inflammasome sensor for HIV-1 protease activity
Нейробиология
Дифференцировка клеток обычно проходит в одном направлении: плюрипотентные клетки становятся более специализированными и приобретают ограниченные функции в одном из зародышевых листков. Из нового исследования можно узнать о клетках в черепном отделе нервного гребня, которые имеют гораздо более широкие возможности дифференцировки. В работе описаны молекулярные механизмы этой особенности. — Reactivation of the pluripotency program precedes formation of the cranial neural crest.
Биомедицина
В новом исследовании американских ученых, выполненном при участии российской исследовательницы Анны Малашичевой, с помощью машинного обучения производился скрининг малых молекул, способных починить нарушенные регуляторные цепочки генов при болезнях сердца, связанных с нарушениями в работе аортального клапана. Болезнь была смоделирована на индуцированных плюрипотентных стволовых клетках. Вещество, оказавшееся наиболее перспективным по результатам скрининга, позволило наладить экспрессию генов в клетках аортального клапана, полученных от реальных пациентов, а также предотвращало развитие болезней клапанов сердца у модельных мышей. — Network-based screen in iPSC-derived cells reveals therapeutic candidate for heart valve disease
Нейробиология
Коллектив учёных из США, Великобритании и Бразилии предпринял дерзкую попытку воссоздать мозг неандертальца. Проведя сравнительный анализ геномов современного человека и неандертальца, авторы работы выделили ген NOVA1 как наиболее подходящий для функционального анализа и внедрили его архаичную неандертальскую форму в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека, из которых потом получили мозг-органоид. Эти органоиды отличались от мозга человека как по экспрессии генов и сплайсингу, так и по морфологии и архитектуре синапсов. Авторы работы заключают, что аналогичным образом можно понять, чем варианты человеческих генов функционально отличаются от вариантов этих же генов у неандертальцев и других древних людей.
Физиология
Циркадные ритмы управляют работой многих органов и тканей, функционирование которых зависит от чередования тёмного и светлого времени суток, а также от некоторых внешних воздействий, например, приёма пищи. В новом обзоре рассматривается, как циркадные ритмы сохраняют свою синхронность в различных системах органов и анатомических структурах. Авторы описывают, каким образом центральные регуляторы циркадных ритмов в мозге и периферические регуляторы в других органах совместно или независимо поддерживают циркадные ритмы. — Communicating clocks shape circadian homeostasis