Синдром Ларона и другие новости недели

Бактериология и вирусология

1. Авторы нового исследования, опубликованного в PNAS Nexus, изучили сообщества микроорганизмов, обитающих глубоко под пустыней Атакама. В предыдущих исследованиях рассматривали микроорганизмы, обитающие на поверхности пустынь, а авторы новой работы сфокусировали внимание на жителях глубоких слоев пустынного грунта. Они секвенировали 16S рРНК из образцов грунта пустыни Атакама. Оказалось, что жизнеспособные организмы присутствуют даже на глубине 4,2 метра, а в первых 80 см доминировали бактерии типа Firmicutes. Авторы отмечают, что снижение численности микроорганизмов в глубоких слоях пустынного грунта может быть связано с повышенной концентрацией растворимых солей.

2. В Cell Host & Microbe опубликованы результаты исследования, показывающие, что кишечные бактерии способны эффективно метаболизировать аминокислоты. Чтобы определить необходимые для этого гены, ученые провели метаболомный скрининг 104 комменсальных бактерий, которые потенциально могли бы расщеплять аминокислоты. Оказалось, что у филогенетически далеких бактерий есть гены, вовлеченные в катаболизм аминокислот, причем, как было показано в дальнейшем, они регулируют доступность аминокислот как в кишечнике, так и в крови. Авторы отмечают, что микробные гены, отвечающие за расщепление разветвленных аминокислот и триптофана, опосредованно влияют на уровень глюкозы в крови через периферический серотонин.

Подробнее — на PCR.NEWS. 

3. По сообщению американских исследователей, литические бактериофаги могут активировать секрецию противовирусных и провоспалительных цитокинов эпителиальных клеток, выстилающих дыхательные пути человека. Результаты работы опубликованы в PLOS BIOLOGY. Авторы использовали эпителиальные клетки, взятые у пациента с муковисцидозом, и исследовали, как они будут взаимодействовать с фагами, действующими на синегнойную палочку (Pseudomonas aeruginosa). Оказалось, что характер взаимодействия зависит как от свойств самого фага, так и от физикохимических свойств микросреды. Под действием фага клетки дыхательного эпителия меняют свой транскрипционный профиль и секретируют противовирусные и провоспалительные цитокины, причем какие именно, определяется фагом. Возможно, фаги смогут помочь при локальных инфекциях дыхательных путей и усиливать фаговую терапию.

Генетика

4. Как сообщили исследователи из Принстонского университета, приспособление сумчатых летяг к планирующему полету связано с геном Emx2. Статья недавно была опубликована в Nature. Ученые провели сравнительный анализ 15 геномов сумчатых, приспособленных и не приспособленных к планированию, и установили, что у сумчатых, которые освоили планирующий полет, Emx2 подвергся ускоренной эволюции. Дальнейшие исследования показали, что Emx2 играет ключевую роль в развитии перепонок между лапами у ряда сумчатых животных. Авторы заключают, что способность к планирующему полету появилась у сумчатых конвергентно за счет активации Emx2.

5. Финские ученые идентифицировали факторы, связывающие риск развития депрессии и сердечно-сосудистых заболеваний. Статья с результатами исследования была опубликована в Frontiers in Psychiatry. Авторы исследовали транскриптомы клеток крови, чтобы выявить генные модули, то есть связанные гены, изменения в экспрессии которых характерны для пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и депрессией по шкале Бека (BDI-II). В обоих случаях пациентов, чьи транскриптомы брали для анализа, детально обследовали на наличие разных симптомов. Так, оценивались характеристики и симптомы депрессии, а у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями — несколько метрик в соответствии с рекомендациями Американской кардиологической ассоциации. Было показано, что по транскриптомным данным депрессию и сердечно-сосудистые заболевания связывают 256 генов, причем наиболее сильная связь наблюдалась в случае генов YOD1, RBX1 и LEPR.

6. Синдром Ларона представляет собой вид карликовости, при котором снижено количество рецепторов к гормону роста. У людей с этим синдромом ниже риск развития инсулинорезистентности, диабета и рака. Чтобы определить, какова частота сердечно-сосудистых заболеваний у людей с синдромом Ларона, международный коллектив ученых детально исследовал когорту из 44 человек. Результаты представлены в журнале Med. Было показано, что у участников с синдромом Ларона по сравнению с людьми без симптома в крови понижен уровень глюкозы, инсулина, снижено кровяное давление, меньше размеры сердца и присутствуют другие факторы, указывающие на средний или сниженный риск развития сердечно-сосудистых заболеваний даже по сравнению с их родственниками.

Синтетическая биология

7. Американские исследователи еще приблизились к созданию искусственной клетки и получили способный к самосборке цитоскелет. Результаты исследования опубликованы в Nature Chemistry. Идеей для исследования стали актинсвязывающие белки. Связывая актиновые фибриллы, они могут изменять структуру и механические свойства актинового цитоскелета. Обратимое связывание белков с актиновыми фибриллами позволяет соединять их в сети и пучки. В системе, разработанной авторами, в роли «связывающих белков» выступает ДНК, которая за счет гибридизации объединяет связанные с ней пептиды в сети. Эта система функционирует и в капле воды в масле, моделирующей живую клетку.

Генная терапия

8. При синдроме Гетчинсона — Гилфорда (прогерии), который характеризуется преждевременным старением, главной причиной гибели является атеросклероз. В основе самого синдрома лежит экспрессия мутантного белка прогерина. Как сообщается в новой работе, опубликованной в PNAS, на мышах было показано, что развитие атеросклероза при прогерии можно остановить, если предотвратить экспрессию прогерина в гладких мышцах сосудов. В то же время уровень экспрессии прогерина в эндотелиальных клетках никак не сказывался на развитии атеросклероза.

Подробнее — на PCR.NEWS.

Патофизиология

9. Повреждения спинного мозга в том числе повышают риск кардиометаболических расстройств и могут вызывать патологическое разрастание жировой ткани. Кроме того, может происходить эктопическое накопление липидов в органах, связанных с метаболизмом глюкозы и инсулина. Авторы новой работы, опубликованной в Cell Reports Medicine, установили механизм, лежащий в основе изменения липидного метаболизма в результате повреждения спинного мозга. Было показано, что повреждение вызывает липолиз белой жировой ткани в придатках яичек. В ответ на это нейроны, проецирующиеся на указанную зону и входящие в состав дорсальных корешков ганглия, увеличивают уровень экспрессии субъединицы α2δ1 потенциалзависимых кальциевых каналов. Условная делеция гена, кодирующего α2δ1, нормализует липолиз в придатках яичек, что препятствует эктопическому накоплению липидов в печени. Такого же результата можно добиться фармакологически, в частности, блокируя α2δ1 с помощью габапентина.

Неврология

10. Болезнь Альцгеймера сопровождается серьезными нарушениями в нервной ткани, в частности, как было недавно показано, при таупатии нейроны накапливают капли липидов. Результаты исследования представлены в Cell Metabolism. Кроме того, капли липидов выявляются и в клетках микроглии мышей с выраженной таупатией. Таупатические нейроны секретируют ненасыщенные липиды, которые и поглощаются клетками микроглии. Накопление липидных капель в микроглии изменяет ее функции: она приобретают провоспалительный фенотип и демонстрирует нарушения в фагоцитозе. В то же время нейрональная АМФ-активируемая протеинкиназа (AMPK) подавляет липогенез и способствует расщеплению жиров в нейронах, что, в свою очередь, предотвращает накопление липидов в микроглии.

11. Китайские исследователи установили, что возобновление клеточного цикла у нейронов, наблюдаемое во время нейродегенерации, приводит к их сенесценции и гибели. Результаты исследования представлены в PLOS BIOLOGY. С помощью транскриптомики ядер единичных клеток ученые выделили редкую популяцию нейронов, способную к делению. Оказалось, что активация клеточного цикла происходит преимущественно в возбуждающих нейронах. При нормальном старении мозга количество способных к делению нейронов снижалось, однако при болезни Альцгеймера, напротив, их число росло. Анализ таких нейронов в мозге, подверженном нейродегенерации, показал, что они имеют провоспалительный фенотип и имеют серьезные нарушения в метаболизме. Нейроны, в которых реактивируется клеточный цикл, выявляются и при болезни Паркинсона.

Подробнее — на PCR.NEWS.

12. В новой работе, опубликованной в Annals of Immunology, исследуется риск развития деменции у людей с эссенциальным тремором. У 177 пациентов оценивали состояние в начале исследования и через 18, 36, 54 и 72 месяца: легкие когнитивные нарушения, умеренные когнитивные нарушения или деменция. В качестве контроля были выбраны здоровые люди и пациенты с болезнью Паркинсона. В итоге было установлено, что у пациентов с эссенциальным тремором встречаемость умеренных когнитивных нарушений вдвое выше, чем в среднем по популяции, но ниже, чем у пациентов, страдающих от болезни Паркинсона.

Иммунология

13. Иммунным клеткам необходимо постоянно «быть начеку», чтобы всегда быть готовыми отразить атаку патогенов. Как сообщается в новой работе, опубликованной в Nature Immunology, поддержанием иммунных клеток «в форме» занимаются клетки здоровых тканей. Главным сигнальным путем, который регулирует гомеостаз иммунных клеток, является путь JAK-STAT. Авторы работы исследовали JAK-STAT-зависимую транскрипцию и доступность хроматина у 12 мышиных моделей с нокаутами всех транскрипционных факторов группы STAT, а также тирозинкиназы TYK2. Фоновая активность пути JAK-STAT выявлялась в CD8+ T-клетках и макрофагах у мышей дикого типа, но не мышей с нокаутами. Авторы заключают, что для поддержания базовой активности пути JAK-STAT в иммунных клетках необходимо, чтобы они находились в естественной для себя среде и контактировали со здоровыми клетками, которые поддерживают активность JAK-STAT.

Регенерация

14. Японские ученые показали на обезьянах, что подсадка в сердечную мышцу сфероидов из кардиомиоцитов может способствовать ее успешной регенерации. Результаты работы опубликованы в Circulation. Авторы создали сфероиды, которые состоят из кардиомиоцитов, происходящих из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Далее эти сфероиды вводились в сердце обезьянам, предварительно перенесшим инфаркт, и через 12 недель после трансплантации животных подвергали эвтаназии для гистологического анализа. За время жизни после трансплантации отслеживались нарушения в работе сердца, такие как аритмия. Оказалось, что у обезьян, которые получили повышенное количество сфероидов, наблюдалась успешная регенерация сердечной ткани с восстановлением сократимости, хотя и с чуть повышенным риском аритмии.