Обзор научной периодики за 20–26 августа

Журналы читала Надежда Кузнецова

1. В журнале Nature представлены результаты работы международной команды палеогенетиков по секвенированию древней ДНК человека из фрагмента кости, обнаруженного в Денисовой пещере на Алтае. Оказалось, что обломок кости принадлежал ребенку неандертальской женщины и мужчины-денисовца (подробнее на PCR.ru). Это позволяет предположить, что скрещивание между группами поздних плейстоценовых гоминин было обычным явлением.

Статья в Nature Communications проливает свет на истоки поздней халколитической культуры в Леванте, существовавшей 6 000–7 000 лет назад. Ученые из Израиля и США провели полногеномное секвенирование ДНК из останков 22 человек, извлеченных из пещеры Пеки’ин (Peqi'in Cave) на севере Израиля. Анализ полученных данных показал, что все эти люди были членами однородной популяции, причем генетический вклад в нее групп местного левантского неолита оценивается в 57%, групп халколита Ирана в 17% и групп анатолийского неолита — в 26%. Эти результаты коррелируют с данными археологов о том, что материальная культура позднего халколита в южном Леванте (4500–3900/3800 г. до н.э.) качественно отличается как от предыдущего, так и последующих периодов. Авторы статьи делают вывод, что волны миграции населения из Анатолии и гор Загрос (территория современных Турции и Ирана) в Левант как раз и повлияла на историю развития халколитической культуры.

Работа исследователей Бристольского университета, опубликованная в Nature Ecology and Evolution, посвящена еще более отдаленным временам. Авторы предлагают свою временную шкалу для эволюции жизни на Земле, комбинируя новые филогенетические древа, построенные на основе изучения генов, с палеонтологическими данными, которые могут служить калибраторами для «молекулярных часов», привязывать их к реальному времени. Они исследовали 29 универсальных кодирующих генов, в основном рибосомных, у 102 видов, чтобы отследить различия, накопившиеся в них с тех пор, как виды отделились от общего предка. Ученые установили, что последний универсальный общий предок всех клеточных организмов появился на Земле более 3,9 миллиарда лет назад — таким образом, по сравнению с другими оценками это событие отодвигается в прошлое на 100 тысяч миллионов лет. По их оценкам, эубактерии и архебактерии появились 3,4 млрд. лет назад, а современные эукариоты — не ранее 1,84 млрд. лет назад, то есть существенно позднее «кислородной революции».

2. В прошлом году генная терапия рака и наследственной слепоты была одобрена Управлением по контролю продуктов и лекарственных препаратов США (FDA). Тем не менее эффективных методов терапии аутосомно-доминантного пигментного ретинита, вызванного мутациями в гене родопсина (RHO), до сих пор нет. Как сообщает PNAS, исследователи из Школы ветеринарной медицины Пенна, Медицинской школы Перельмана и Университета Флориды показали, что гибель фоторецепторных клеток и слепоту при этом заболевании может предотвратить инъекция аденоассоциированного вирусного вектора, содержащего малую РНК со шпилькой (small hairpin RNA, shRNA), которая вызывает нокдаун мутантного гена RNO независимо от типа мутации, а также кДНК дикого типа RHO, устойчивого к РНК-интерференции. В качестве модели человеческого заболевания авторы использовали собак с такой мутацией. Субретинальные инъекции вектора приводили к почти полному подавлению эндогенной мутантной РНК, дегенерация фоторецепторов при этом останавливалась.

3. События в мире микро- и нанотехнологий. Статья ученых из Университета Бристоля в Nature Chemistry посвящена протоклеткам — объектам, имитирующим свойства живых клеток (например, подвижность). Авторы разработали новый тип протоклеток, используя самосборку ДНК и органоглину. Внутри протоклеток (по сути, полупроницаемых микрокапсул) находятся два фермента — каталаза и глюкозооксидаза, которые работают как химические двигатели: каталаза синтезирует кислород, и протоклетки всплывают за счет избыточной плавучести, а когда глюкозооксидаза потребляет кислород, они погружаются. Подвижные протоклетки способны транспортировать катализатор в активную зону и перемещать макроскопические объекты.

В Nature Nanotechnology вышла статья японских исследователей, которые сконструировали «генный наночип» для нужд синтетической биологии. Наночип, созданный на основе ДНК-оригами, содержит фермент РНК-полимеразу Т7 и множество генов-мишеней. Устройство транскрибирует свои гены, при этом оригами-структура позволяет регулировать экспрессию за счет изменения расстояния между ферментом и геном-мишенью. Авторы провели ряд экспериментов с искусственными клетками, которые продуцировали желаемую РНК и белок на наночипе. Эта работа открывает перспективы использования подобных наноустройств для терапии и профилактики широкого спектра заболеваний.

4. Журнал Annals of Oncology опубликовал систему классификации молекулярных изменений (биомаркеров), которые могут быть обнаружены у онкологических пациентов. Разработку системы инициировало Европейское общество медицинских онкологов. Была создана международная группа экспертов, которая и предложила критерии оценки значимости биомаркеров, а также систему их классификации. Система базируется на клинических данных — она сопоставляет опухолевые аберрации со средствами терапии, что дает возможность клиницистам найти общий язык, а также позволяет проще объяснять пациентам преимущества выбранной терапии.

Исследование, представленное в Cancer Cell, — часть проекта Pediatric Cancer Genome Университета Вашингтона и Исследовательского детского госпиталя Святого Иуды. Авторы провели комплексный анализ образцов рабдомиосаркомы, который включал транскриптомные, эпигенетические, протеомные и фосфопротеомные данные. В результате было обнаружено несколько внутриклеточных сигнальных путей, дерегуляция которых играет ключевую роль в развитии заболевания. Кроме того, доклиническое испытание показало, что киназа WEE1 является многообещающей мишенью для терапии рабдомиосаркомы высокого риска.

Как сообщает Science Translational Medicine, международная группа исследователей идентифицировала аберрации, лежащее в основе агрессивной формы рака кожи. Чтобы понять генетические нарушения, свойственные плоскоклеточной карциноме, авторы провели анализ генома, экзома и транскриптома 27 образцов опухолей от пациентов с рецессивным дистрофическим буллезным эпидермолизом (лица с этим наследственным заболеванием имеют предрасположенность к развитию агрессивной плоскоклеточной карциномы кожи). Оказалось, что в клетках опухоли доминировали эндогенные мутационные процессы, связанные с APOBEC-дезаминазами, в отличие от других карцином, возникновение которых ассоциируют с курением или действием ультрафиолета. Эти результаты выявляют потенциальные возможности для таргетной терапии онкологических заболеваний у этой группы пациентов.

Идентифицирован ген, активации которого достаточно для развития миелодиспластического синдрома (МДС) у модельных животных. Им оказался фактор 1-альфа, индуцируемый гипоксией (HIF1A). Этот фактор транскрипции является одним из главных регуляторов кроветворных гемопоэтических стволовых клеток костного мозга. Вопреки названию, индуцируется он не только гипоксией; кислород-независимая активация его сигнального пути и вызывает МДС, а ингибирование, напротив, устраняет его симптомы у мышей. Это делает HIF1A потенциальной мишенью для лечения широкого спектра пациентов с миелодиспластическими синдромами. Исследование опубликовано в журнале Cancer Discovery.

Как сообщает Nature Communications, американские и австралийские исследователи обнаружили ранее не известную причину резистентности меланомы к терапии. Используя технологию CRISPR-Cas9, они выяснили, что устойчивость опухоли к ингибиторам киназ MAPK связана с гистондезацетилазой SIRT6, которая регулирует экспрессию IGFBP2 (активатора рецептора IGF-1). Авторы работы предлагают использовать IGFBP2 в качестве биомаркера устойчивости к ингибиторам MAPK и при обнаружении такого биомаркера назначать комбинаторную терапию ингибиторами BRAF и MAPK.

5. Два хорошие новости о вакцинах. Согласно исследованиям, опубликованным в Pediatrics, вакцинация против папилломавируса человека, дифтерии и менингококковой инфекции, не повышает риск развития первичной овариальной недостаточности. (Такая связь овариальной недостаточности с вакциной против ВПЧ предполагалась ранее.) В исследовании приняло участие около 200 000 женщин.

Журнал Nature Communications сообщает об успешном тестировании кандидатной универсальной вакцины против гриппа. Препарат содержит очищенную мРНК полноразмерного гемагглютинина вируса гриппа с модифицированными нуклеозидами, инкапсулированную в липидных наночастицах. Эффективность вакцины была продемонстрирована в экспериментах на мышах, кроликах и хорьках.

6. Шведские ученые исследовали, как меняется иммунная система ребенка в первые месяцы после рождения. Исследование стало возможным благодаря использованию новых методов анализа иммунных клеток — масс-цитометрии в сочетании с обширным анализом белков плазмы. В рамках лонгитюдного исследования у 100 новорожденных детей (рожденных как в срок, так и ранее срока) отбирали образцы крови в первую, четвертую и двенадцатую неделю после рождения. На один тест нужно было всего 100 микролитров крови. Разница показателей первой недели у детей, рожденных в срок и раньше срока, уменьшалась к двенадцатой неделе жизни. Эти результаты важны для лучшего понимания развития иммунной системы новорожденных и их восприимчивости к инфекциям. Статья опубликована в Cell.

7. А немецким ученым удалось идентифицировать биомаркеры дистальной сенсомоторной полинейропатии (наиболее частое осложнение диабета) — шесть белков, уровень которых был высоким в сыворотке крови пациентов. Три из этих белков — CCL7, CXCL9 и CXCL10 — являются хемокинами, а другие три — DNER, CD40, TNFRSF9 — растворимыми формами трансмембранных рецепторов. Работа опубликована в журнале Diabetes. Обнаруженная в ней связь между маркерами воспаления и полинейропатией указывает влияние врожденного и адаптивного иммунного ответа на патогенез заболевания.

8. Cell сообщает о новом исследовании международной группы биологов, которое описывает уникальные характеристики белка Dps (DNA-binding protein from starved cells). Этот белок — основной компонент нуклеоида Escherichia coli, находящихся в стационарной фазе. Оказалось, что Dps уплотняет ДНК, тем самым защищая его от повреждений эндонуклеазами, но не влияет на активность РНК-полимеразы (RNAP). Результаты работы могут быть полезны для разработки лекарственных препаратов против инфекционных заболеваний, пищевых отравлений и болезни Крона.

9. Вспышка африканской чумы свиней (АЧС) в Китае вызывает беспокойство ветеринарных врачей в Европе и Америке. В журнале Transboundary and Emerging Diseases на прошлой неделе опубликованы результаты типирования вируса, циркулирующего на территории Китая. Анализ показал близкое родство со штаммами из России, а также штаммами, выделенными во время вспышек в Грузии 2007 года и Эстонии 2014 года.

Другая статья в том же журнале посвящена оценке риска завоза вирусов африканской и классической чумы свиней (КЧС) в США с продуктами, содержащими свинину, которые авиапассажиры провозят в багаже. Как пишут авторы, риск завоза КЧС в США в семь раз выше, чем для АЧС. Это объясняется близостью Доминиканской республики, самолеты из которой прибывают в 31 аэропорт США.

10. Напоследок некоторые новости о молекулярно-диагностических компаниях. Bruker заявил о приобретении 80% акций немецкой компании по молекулярной диагностике заболеваний Hain Lifescience. Exact Sciences и Pfizer заключили соглашение о совместном продвижении скринингового теста Cologuard от Exact на колоректальный рак, в результате акции компании-производителя поднялись на 22%. А Veritas, стартап Гарвардской медицинской школы, одним из соучредителей которого является Джордж Черч, объявил о планах полногеномного секвенирования людей с разнообразными необычными способностями, а также долгожителей.