Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 24–30 июня

Периодику изучил Илья Скляр

1. В Scientific Reports вышла статья, в которой исследователи из Хантингтона, Западная Виргиния, описывают роль сигнального цикла, связанного с натрий-калиевой АТФ-азой, в старении. В предыдущих работах эта группа уже описывала роль каскада, который они назвали натрий-калиевой АТФ-азной окислительной амплификационной петлей (Na/K-ATP-ase oxidant amplification loop, NKAL). В процессе оксидативного стресса АТФ-аза меняет конформацию и запускает сигнальный каскад, приводящий к генерации большого количества активных форм кислорода, которые наносят ущерб клетке. Оксидативный стресс и активные формы кислорода напрямую задействованы в процессах, связанных со старением. В настоящей работе исследователи разработали пептид, ингибирующий этот каскад, и подтвердили действие этого пептида на мышах и человеческих фибробластах. 

2. В Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials опубликована интересная методологическая статья о возможности создания нового типа медицинских игл, менее болезненных, нежели современные. Для этого ученые исследовали ротовой аппарат кровососущих москитов. На основе его строения они и предлагают создать иглу будущего — вибрирующую микроиголку с двумя иголками внутри. Первой — впрыскивающей лекарство или отсасывающей кровь для забора образца, пилообразной, второй — впрыскивающей обезболивающее.

3. Ученые  из Австралии, США и Великобритании при помощи криоэлектронной микроскопии воссоздали молекулярный комплекс, необходимый для проникновения малярийного плазмодия в эритроциты. В статье описана структура тройного белкового комплекса, в образовании которого участвуют PvRBP2b плазмодия, трансферриновый рецептор ретикулоцитов и трансферрин. Мутационный анализ позволил выявить эпитоп PvRBP2b, необходимый для образования такого тройного комплекса. Cтруктура эпитопа, как выяснилось, весьма консервативна и может быть использована как отправная точка для создания новой вакцины.

4. Шведские ученые из Линчёпингского университета и Эдинбургского университета открыли серьезную недоработку в методике обсчета результатов метода DIP-seq. Этот метод повсеместно применяется для эпигенетических исследований и позволяет определить степень метилирования того или иного участка генома. Суть метода состоит в создании специфических к метилированным участкам антител, с помощью которых эти участки и вытягиваются, а затем секвенируются. Исследователи выяснили, что из-за неспецифической аффинности антител IgG к коротким немодифицированным повторам ДНК в данные часто закрадывалась ошибка, показывающая якобы метилированные регионы. Ученые разработали алгоритм устранения этой ошибки.

5. Сразу две статьи, связанные с поражениями центральной нервной системы, опубликованы на этой неделе. В первой статье из журнала Journal of Experimental Medicine сотрудники Центра иммунологии мозга и глии Виргинского университета описывают иммунную функцию клеток микроглии головного мозга. Выяснилось, что именно микроглия отвечает за фагоцитоз отмерших тканей головного мозга при его повреждении. Секвенирование РНК выявило участие в процессе «уборки» протеиновых комплексов C1q и CD11b/CR3. В качестве модели исследователи использовали повреждение зрительного нерва у взрослого человека. 

В Nature Communications опубликована статья, в которой показана новая важнейшая роль серотонина. Ранее этот нейромедиатор был известен как мишень для антидепрессантов, основанных на ингибировании обратного захвата серотонина. Ученые установили, что серотонин способен влиять также и на обучаемость. В экспериментах измеряли уровень серотонина в головном мозге мышей при обучении и выяснили, что этот уровень резко поднимается, когда мыши выучивают новый способ добычи пищи. Подробнее здесь.

6. Новости молекулярной диагностики.

Сразу несколько новостей из области геномики, стремительно врывающейся в нашу жизнь, сообщает GenomeWeb. Phase Genomics получила грант на сумму $1,5 млн. от NIH на разработку принципиально нового кита, основанного на методике Hi-C для исследований микробиома. Эта методика позволяет выяснить взаиморасположение участков генома при помощи ряда последовательных рестрикций и лигирований. Сама по себе процедура сложная и долгая, кит же упростит ее и сделает более доступной для исследователей. В качестве материала предполагается использовать фекальные и другие клинические образцы.

USDA (US Department of Agriculture's National Institute of Food and Agriculture) выдал Калифорнийскому университету в Дэйвисе грант в $2,5 млн. на исследования в области геномики крупного рогатого скота. Это проект направлен на изучение всех функциональных генов коров и является частью гранта в $6 млн., состоящего из трех частей, на изучение геномики коров, свиней и куриц.

Исследователи из пяти различных микробиологических лабораторий сообщают в статье в JCM о том, что готов к выпуску и продаже тест iC-GPC для определения 5 видов бактериальных инфекций. Тест определяет грамположительные бактерии Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pneumoniae, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium и два маркера резистентности к антибиотикам. В основе теста лежит таргетная амплификация, и он работает с образцом крови пациента напрямую. Этот тест прост в обращении и поможет маленьким и небогатым лабораториям.

7. В Proceedings of the National Academy of Sciences опубликовали интересную статью об антибиотикорезистентности. Выяснилось, что временные задержки в клеточных процессах, вызванные внешними факторами (например, недостаточно богатой средой), способны пойти на пользу бактериям и спровоцировать устойчивость к антибиотикам, так как эти задержки позволяют бактерии восстановить повреждения ДНК.

8. Статья в Cell описывает способ излечения одной из форм наследственной глухоты. Она обусловлена неправильной формой белка REST и прогрессирует со временем. Исследователи выяснили, что мутация в одном из экзонов меняет белок так, что он выключает многие гены, необходимые для выживания клеток внутреннего уха. Эти клетки погибают, и экспериментальная мышь глохнет. Белок REST подавляет экспрессию генов посредством деацетилирования гистонов. Исследователи смогли ингибировать это деацетилирование и восстановить слух у мыши.

9. Американские и шведские исследователи в статье в The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism (JCEM) предупреждают о новых проблемах, с которыми предстоит встретиться медицинской науке. По статистике почти половина людей, переживших рак в детском возрасте, имеет эндокринные заболевания. Уже в 2020 году в только США будет более полумиллиона таких людей. Статья по сути является гайдлайном для того чтобы подготовиться к новым вызовам в медицине.