Коротко

Микробиом может регулировать метаболизм и поглощение нутриентов, а на дрозофилах было показано, что он влияет также на репродукцию. Так, он повышает плодовитость в условиях дефицита нутриентов. В Communications Biology вышла статья, посвященная механизму этого воздействия.

У самок дрозофил микроорганизмы стимулируют пролиферацию стволовых клеток зародышевой линии, а также созревание яйцеклетки. Это достигается ускоренным делением клеток яичников и подавлением апоптоза. При этом инсулиновый сигналиг не влияет на процесс. Исследователи показали важную роль экдизонов — гормонов, регулирующих процессы линьки и метаморфоза у насекомых, — и ювенильных гормонов при воздействии микробиоты на репродукцию.

Исследователи считают, что это взаимодействие может открыть новые пути улучшения репродуктивного здоровья, например, с помощью пробиотиков.

Резистом — резервуар генов антибиотикорезистентности — имеет огромное значение для здоровья человека, однако то, как он реагирует на терапию антибиотиками в разном возрасте, пока изучено слабо. Этот пробел решили восполнить ученые из Дании. Они провели метагеномное исследование образцов стула младенцев и взрослых людей и показали, что типичный профиль резистома отличается между возрастными группами.

По сравнению с младенцами, доля, количество и численность генов антибиотикорезистентности в кишечнике взрослых были ниже. Исследователи связали это со снижением уровня клинически значимых бактерий, содержащих большое количество генов устойчивости, таких как E. coli и Shigella flexneri. Однако преобладающие гены устойчивости к антибиотикам были одинаковы.

Ученые также выяснили, что бактерии кишечника младенцев содержали большее количество плазмид. Это наблюдение подразумевает высокую частоту горизонтального переноса генов, что может обеспечить преимущество для распространения генов антибиотикорезистентности даже в отсутствие антибиотиков. Однако по сравнению со взрослыми микробиом кишечника младенцев быстрее восстанавливался после антибиотикотерапии. Это может объясняться тем, что микробиом кишечника младенцев очень динамичен и менее разнообразен, чем у взрослых. Кроме того, отмечают авторы, на восстановление микробиома влияют классы и дозировки используемых препаратов, а в исследуемой популяции они отличаются в зависимости от возраста.

Российские ученые проанализировали эффективность различных способов неспецифической защиты от геморрагических лихорадок, вызываемых аренавирусами. К ним относятся, например, лихорадка Ласса и бразильская геморрагическая лихорадка.

Авторы публикации рассмотрели различные мишени для неспецифических средств медицинской защиты и проанализировали препараты, ингибирующие размножение аренавирусов на различных стадиях. Они пришли к выводу, что наиболее эффективным противовирусным препаратом в отношении аренавирусных геморрагических лихорадок следует считать фавипиравир. Этот препарат подавляет синтез вирусной РНК и обладает широким спектром активности против различных РНК-содержащих вирусов. Еще одно направление борьбы с вирусными инфекциями — применение антисмысловых РНК — пока развито недостаточно, несмотря на наличие библиотек антисмысловых РНК к другим патогенным вирусам.

Исследователи также отметили, что уровень разработки неспецифических средств защиты для профилактики и лечения аренавирусных инфекций ниже, чем для филовирусных (к последним относится, например, вирус лихорадки Эбола). Это может быть связано с тем, что в отношении большинства аренавирусных геморрагических лихорадок описан профилактический эффект рибавирина. Однако, отмечают авторы, он токсичен для человека и может вызывать такие нежелательные явления, как тромбоцитоз и анемия. Кроме того, против аргентинской геморрагической лихорадки уже давно получен эффективный вакцинный штамм.

Синтез хромосом de novo — длительный и затратный процесс, что ограничивает его применение в научных исследованиях и биотехнологии. Коллектив из Южно-Калифорнийского университета предложил альтернативу — создание синтетических хромосом дрожжей из природных фрагментов. Метод получил название  CReATiNG (от Cloning, Reprogramming, and Assembling Tiled Natural Genomic DNA).

Первый этап CReATiNG — клонирование сегментов природных хромосом. На этом шаге к концам сегментов добавляют уникальные адаптерные последовательности, определяющие, как молекулы будут рекомбинировать друг с другом в ходе дальнейшей сборки. Второй этап — совместная трансформация клонированных сегментов в клетки и их сборка путем гомологичной рекомбинации in vivo. Такой подход значительно дешевле и быстрее, чем сборка из синтезированных de novo фрагментов. Например, некоторые синтетические хромосомы, созданные авторами статьи, прошли путь от разработки in silico до тестирования in vivo в течение месяца, а их производство обошлось менее чем в пятьсот долларов.

Ученые показали, что CReATiNG можно использовать для создания синтетических хромосом со сложным дизайном, включающим более десяти сегментов. Кроме того, подход можно комбинировать с синтезом хромосом de novo. Например, хромосомы со свойственной дрожжам архитектурой, но с последовательностями из других видов, могут быть синтезированы de novo, а затем рекомбинированы с хромосомами дрожжей — это упростило бы изучение генетических основ репродуктивной изоляции и различий в признаках между филогенетически далекими организмами. Также с помощью CReATiNG можно собирать единые модули из генов, относящихся к одним и тем же сигнальным путям и клеточным процессам, что важно для их исследования.

Шерстинки белого медведя состоят из пористого ядра и плотной оболочки. Этим обусловлены их термоизоляционные свойства, а также прочности и гибкость. Китайские исследователи использовали схожий принцип для создания полимерного волокна из аэрогеля, заключенного в тонкую растяжимую оболочку. Связанный из такого волокна свитер в пять раз тоньше пуховика, а защищает от холода даже лучше. Изделие из таких волокон можно стирать в машинке и красить.

Аэрогели давно используют для термоизоляции, но создавать из них одежду до этого не удавалось, так как они недостаточно прочные и плохо тянутся. Стирать их в машинке нельзя, а при высокой влажности и намокании они быстро теряют способность сохранять тепло. Поэтому в новой работе аэрогель из хитозана (пористость 90%) заключили в оболочку из полиуретана. Производить такое волокно в промышленных масштабах пока не получится — оно прядется со скоростью 20 м/мин, что намного медленнее, чем традиционное прядение (200–5000 м/мин в зависимости от способа). Есть и другие препятствия. Однако исследователи видят большой потенциал изобретения.

Способно ли владение домашним животным замедлить снижение когнитивных способностей у пожилых людей? На этот вопрос попытались ответить ученые из Китая.

Результаты когортного исследования, которое включало 7945 участников в возрасте 50 лет и старше, показали: у одиноких владельцев домашних животных медленнее снижались когнитивные функции, связанные с речью. Так, наличие питомца было ассоциировано с более медленными темпами ухудшения вербального восприятия, вербальной памяти и беглости речи. Этот эффект, однако, не распространялся на тех пожилых, кто проживал с другими людьми.

Авторы работы отмечают: одиночество может выступать фактором развития деменции у пожилых людей, и домашние животные, по-видимому, способны сгладить его эффект.

Новые пандемии неизбежны, поэтому необходимо создавать меры и технологии для их сдерживания. Авторы статьи в журнале «Генетика» пишут: одним из подходов может стать разработка универсальных вакцин, которые опираются на неспецифическую антипатогенную активность врожденного иммунитета. Универсальные вакцины можно было бы использовать для обеспечения частичной защиты на тот период, пока ведется разработка и производство специфичной вакцины.

Важную роль в создании универсальных вакцин играет тренированный (обученный) иммунитет — способность иммунной системы хранить память о прошлых инфекциях и использовать ее для защиты против новых. В качестве примера авторы работы приводят БЦЖ, а также вакцины против кори и полиомиелита. Сообщалось, что эти вакцины способны защищать от гетерологичных (вызываемых неродственными патогенами) инфекций. Такой эффект наблюдали в странах с низким уровнем жизни, хотя исследования в странах с высоким уровнем жизни давали противоречивый результат. Тем не менее, отмечают ученые, вакцинацию БЦЖ уже предлагали в качестве защиты от Staphylococcus aureus и от лейшманиоза. Она обладает внутренней адъювантной активностью, и в опытах на мышах снижала инфекционную нагрузку, действуя против таких патогенов, как вирус гриппа А и вирус простого герпеса 2 типа. Однако для широкой и всесторонней оценки воздействия БЦЖ на тренированный иммунитет необходимы дополнительные исследования.

Авторы публикации заключают: пандемия COVID-19 демонстрирует необходимость создания универсальных вакцин, а тренированный иммунитет может стать их основой.

В Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова (МГНЦ) обратилась семья с девочкой в возрасте 14 месяцев с жалобами на судороги. В четыре месяца она могла держать голову высоко, улыбаться и взаимодействовать с предметами. Однако в возрасте пяти месяцев у девочки начались эпилептические приступы без каких-либо очевидных провоцирующих факторов. Произошла утрата приобретенных навыков.

Геном девочки секвенировали на базе Центра коллективного пользования «Геном» МГНЦ и выявили новый, ранее не описанный патогенный вариант c.170+1G>A в гене TRA2B. Анализ мРНК подтвердил его патогенность — происходит делеция экзона 2 и сдвиг рамки считывания (p.Glu13Valfs*2). Анализ геномов родителей показал, что вариант в гене TRA2B возник у ребенка de novo. 

Это второе исследование в мире, которое показало связь между эпилепсией, нарушением нейрогенеза и патогенными вариантами в гене TRA2B. В предыдущем исследовании было описано 11 семей с патогенными или вероятно патогенными вариантами данного гена. 

В современном мире многие люди недосыпают, а ведь потеря сна связана не только с усталостью. Американская психологическая ассоциация опубликовала в Psychological Bulletin системный анализ и метаанализ, в которые вошли 154 исследований, проведенных в течение 50 лет. В них приняли участие 5 715 человек. Авторы показали, что недосып повышает риск тревожности и нарушает эмоциональную регуляцию, в частности, подавляет положительные эмоции.

В ходе исследований экспериментаторы нарушали сон добровольцев в течение одной и более ночей. Некоторые участники не спали долгое время, другие спали в течение непродолжительных интервалов, третьих периодически будили в течение ночи. После периода нарушенного сна их спрашивали о настроении, измеряли ответ на эмоциональные стимулы, о также регистрировали симптомы беспокойства и депрессии.

Во всех трех случаях люди испытывали меньше положительных эмоций, таких как радость, счастье и удовлетворенность. У них чаще проявлялись симптомы тревожности, такие как учащенное сердцебиение и беспокойство. А ответ на эмоциональные стимулы был притуплен. Симптомы депрессии, чувство печали и стресс тоже регистрировали, но не постоянно. Авторы отмечают слабую сторону работы — в ней участвовали в основном люди молодого возраста. Они также подчеркивают важность исследования, ведь недосыпает более 30% взрослых и 90% подростков.

Диагностика спинальной мышечной атрофии (СМА) происходит в несколько этапов. Региональный этап позволяет сформировать группу риска. Затем образцы новорожденных, попавших в нее, поступают в Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова (МГНЦ) для окончательного подтверждения диагноза и определения генотипа локуса SMN, что необходимо для правильного подбора терапии. Согласно пресс-релизу МГНЦ, декабрю 2023 года в Центр поступило 225 таких образцов. Около 50% из них оказались ложноположительными. По словам ведущего научного сотрудника лаборатории ДНК-диагностики МГНЦ, к.м.н. Ольги Щагиной, это хороший показатель: «Лучше лишний раз перепроверить сомнительный образец, чем пропустить ребенка с диагнозом. К сожалению, к концу года также появилась информация и об единичных ложноотрицательных результатах скрининга. Поэтому врачи-неонатологи и педиатры по-прежнему должны сохранять настороженность в отношении СМА у детей даже при отрицательных результатах скрининга».

Первый год массового скрининга на СМА показал, что частота встречаемости этого заболевания варьирует в различных регионах России. Ранняя диагностика позволила чаще выявлять пациентов с двумя копиями гена SMN2 с самыми тяжелыми формами болезни. До внедрения программы массового неонатального скрининга на СМА такие пациенты в некоторых случаях не доживали до постановки диагноза. Также скрининг позволил чаще выявлять людей с большим количеством копий SMN2 (4–5 копий), у которых СМА обычно проявляется во взрослом возрасте.

По данным Фонда «Круг добра», из выявленных 100 детей со СМА 16 детям врачи назначили препарат рисдиплам (Эврисди), 27 — нусинерсен (Спинраза), 51 — препарат однократного введения онасемноген абепарвовек (Золгенсма). Еще в нескольких случаях родители отказались от терапии или ребенок не был гражданином РФ, на одного недавно выявленного ребенка Фонд ожидает назначения препарата и заявку на обеспечение терапии.