Клеточная Биология | Лаборант
34 subscribers
35 photos
35 links
Клеточная и Молекулярная Биология : обзоры мировых и отечественных научных исследований и открытий.

Проект журнала об аналитической химии Лаборант: https://t.me/laborantz
Download Telegram
Полная карта нейронов и синапсов в мозге плодовой мушки

На изображении: Ученые и группа добровольцев картировали 139 205 нейронов и более 50 миллионов синапсов в мозге взрослой плодовой мушки / Изображение предоставлено: Тайлер Слоан и Эми Стерлинг / FlyWire / Принстонский университет


Плодовые мушки являются важной моделью для исследований благодаря их доступности и изученности. Их ДНК на 60% схожа с человеческой, и многие их гены имеют аналоги у людей. Ученые в проекте FlyWire создали полную карту нейронов и синапсов мозга взрослой мушки, состоящую из 140,000 нейронов и миллионов синапсов.

Это стало возможным благодаря 21 миллиону изображений и использованию ИИ для картирования. FlyWire отличился от предыдущих проектов тем, что создал не только карту, но и метки для нейронов. Этот ресурс доступен в виде FlyWire Codex, что позволяет исследователям изучать мозг мушки без сложного ПО. Исследование показывает, что, несмотря на полмиллиарда лет эволюции, нейроны и нейротрансмиттеры у мух и людей имеют много общего.

Полная версия
Исследование эволюции эндосимбиоза между бактериями и грибами

Ученые исследуют эндосимбиоз — когда один организм живет внутри другого, обеспечивая взаимную выгоду. Исторически сложные клетки возникли благодаря такому взаимодействию, например, митохондрии появились после слияния бактерии и археи. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature, продемонстрировало, как бактерии Escherichia coli и Mycetohabitans были введены в гриб Rhizopus microsporus. Хотя E. coli не передавались будущим поколениям грибов и вызывали иммунный ответ, Mycetohabitans смогли передаваться через споры, несмотря на первоначальное снижение жизнеспособности грибов.

С течением времени и поколениями грибы адаптировались к присутствию бактерий, улучшая свое здоровье и приобретая новые способности к сбору питательных веществ и защите от хищников. Исследование показало, что начальные трудности в эндосимбиозе могут со временем стать преимуществами, если обе стороны смогут адаптироваться. Этот процесс эволюции делает возможным успешное сожительство и обмен выгодными свойствами между организмами.

Полная версия
Исследователи обнаружили способность гребневиков к слиянию

Исследователи обнаружили уникальную способность гребневиков (Mnemiopsis leidyi) к слиянию после повреждений. При травме два отдельных гребневика могут объединиться в единый организм с общей нервной системой и пищеварительным трактом.

В лабораторных экспериментах ученые наблюдали, как после повреждения лопастей и помещения двух особей рядом, они сливались в единый организм в 9 случаях из 10. Объединенные особи демонстрировали синхронные мышечные сокращения и общий пищеварительный канал.

Это открытие указывает на отсутствие у гребневиков системы аллораспознавания - способности различать "своих" и "чужих". Исследователи планируют дальнейшее изучение этого феномена, особенно в контексте регенеративной медицины.

Полная версия
Открыт новый тип клеток с потенциалом в регенеративной медицине

Ученые обнаружили новый тип клеток, названных эндотелиально-макрофагальными (EndoMac) клетками-предшественниками. Эти клетки способны дифференцироваться как в эндотелиальные клетки, так и в макрофаги, что делает их потенциально важными для регенеративной медицины.

Клетки были обнаружены во внешнем слое сердец взрослых мышей и активируются при травмах или нарушении кровотока. Их главная функция - помощь в росте кровеносных сосудов и заживлении тканей.

Особенно важно, что эти клетки не экспрессируют маркеры специфичности к организму, что делает их перспективными для трансплантации. В экспериментах на мышах с диабетом они показали значительное улучшение заживления ран.

Исследователи продолжают изучать эти клетки и их потенциальное присутствие в человеческих тканях, что может открыть новые возможности в лечении хронических ран и других заболеваний.

Полная версия
Завершено молекулярное моделирование сплайсеосомы человека

На изображении: Доктор Малгожата Рогальска изучает клеточные культуры в Центре геномной регуляции в Барселоне. Фото: Centro de Regulación Genómica.


Ученые завершили десятилетнее исследование по созданию молекулярной модели сплайсеосомы - сложного клеточного механизма, отвечающего за редактирование генетической информации. Сплайсеосома модифицирует более 90% человеческих генов и состоит из 150 белков и 5 молекул РНК.

Исследование показало, что различные части сплайсеосомы выполняют разные регуляторные функции в процессе редактирования генетических последовательностей. Одни части выбирают участки РНК для редактирования, другие обеспечивают точность разрезов, третьи регулируют работу всего комплекса. При этом все части тесно взаимосвязаны.

Новое понимание работы сплайсеосомы открывает возможности для разработки лекарств против рака и других заболеваний, связанных с нарушениями сплайсинга. Молекулярная карта сплайсеосомы теперь общедоступна для научного сообщества.

Полная версия
Ученые идентифицировали генетические факторы вирулентности холеры

На изображении: Изображение двух бактерий Vibrio cholerae, увеличенное в 22399 раз, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Фото: CDC/Дженис Хейни Карр


Ученые достигли значительного прогресса в понимании генетических факторов, влияющих на вирулентность холеры. В ходе исследования, опубликованного в Nature Communications, были проанализированы образцы Vibrio cholerae, собранные в Бангладеш с 2015 по 2021 год.

Используя геномное моделирование и другие современные методы, исследователи идентифицировали конкретные генетические изменения (SNP), связанные с более тяжелыми симптомами заболевания и повышенной способностью к распространению. Некоторые из этих генетических особенностей также связаны с метаболизмом бактерий и их способностью выживать в кишечнике человека.

Это открытие может привести к разработке более эффективных методов лечения и профилактики холеры, что особенно важно в условиях продолжающейся седьмой пандемии заболевания.

Полная версия
Эмбриональное развитие в древнем одноклеточном организме

Расширенная микроскопия выявляет мембраны (красные) и ДНК (синие) ихтиоспоридий Chromosphaera perkinsii в процессе развития / Изображение предоставлено: © О. Дудин - UNIGE


В 2017 году учёные обнаружили древний одноклеточный морской организм Chromosphaera perkinsii, возраст которого оценивается более чем в миллиард лет. Этот организм демонстрирует удивительные сходства с эмбрионами животных в процессе развития.

C. perkinsii относится к протистам - группе одноклеточных организмов, не относящихся ни к бактериям, ни к эукариотам. При достижении максимального размера эти организмы формируют многоклеточные колонии, состоящие из как минимум двух типов клеток. Структура этих колоний и генетические процессы, происходящие в них, напоминают ранние стадии эмбрионального развития животных.

Это открытие предполагает два возможных сценария: либо генетические механизмы, лежащие в основе развития животных, возникли около миллиарда лет назад, либо эти процессы развились независимо. Исследование бросает вызов современным представлениям о развитии многоклеточности и эволюции сложных форм жизни.

Полная версия
Связь между дисфункцией митохондрий и болезнью Крона

На изображении: Модель кишечного органоида с эпителиальными клетками (красный) и митохондриями (зеленый) / Автор фото: © Lehrstuhl für Ernährung und Immunologie / TUM


Исследователи обнаружили важную связь между дисфункцией митохондрий и болезнью Крона. В исследовании, опубликованном в Cell Host & Microbe, ученые продемонстрировали, что нарушение работы митохондрий может вызывать изменения в кишечном микробиоме и приводить к воспалению кишечника.

Используя органоиды и мышиную модель, исследователи показали, что редактирование гена Hsp60, важного для функционирования митохондрий, вызывает изменения в кишечном эпителии, схожие с теми, что наблюдаются при болезни Крона. Эти изменения также сопровождались значительными сдвигами всоставе кишечного микробиома.

Это открытие может привести к разработке новых методов лечения, направленных на восстановление функции митохондрий, в отличие от существующих методов, которые в основном фокусируются на снижении воспаления. По словам руководителя исследования Дирка Халлера, препараты, воздействующие на митохондриальные пути или на связь между микробиомом и митохондриями, могут стать ключом к более эффективному лечению болезни Крона.

Полная версия
Влияние недостатка витамина D на развитие аутоиммунных заболеваний

Новое исследование показало важную связь между дефицитом витамина D и риском аутоиммунных заболеваний. Хотя организм может производить витамин D при воздействии солнечного света, зимой этот процесс значительно снижается.

Ученые обнаружили, что недостаток витамина D в детстве может ускорить старение тимуса - органа, критически важного для правильной работы иммунной системы. Тимус помогает иммунным клеткам различать свои и чужие клетки. При его нарушении иммунная система может начать атаковать собственные ткани организма.

Исследование на мышах показало, что дефицит витамина D вызывает воспаление и появление аутоантител, атакующих поджелудочную железу. Это подтверждается и клиническими данными: у детей, получавших добавки витамина D, риск развития диабета 1 типа был в пять раз ниже.

Выводы исследования подчеркивают важность поддержания нормального уровня витамина D, особенно в детском возрасте, для предотвращения аутоиммунных заболеваний.

Полная версия
Адаптация летучих мышей к высокому уровню сахара в крови

На изображении: Тридцать миллионов лет назад неотропическая листоносая летучая мышь выживала исключительно за счет насекомых. С тех пор эти летучие мыши разделились на множество различных видов, меняя то, что они едят. / Кредит: Stowers Institute for Medical Research


Ученые обнаружили, что неотропические листоносые летучие мыши способны поддерживать экстремально высокий уровень сахара в крови, который был бы смертельным для других млекопитающих. Эти летучие мыши, эволюционировавшие от насекомоядных предков, сейчас питаются различной пищей, включая фрукты, мясо и кровь.

Исследование около 200 летучих мышей 29 видов показало, что разные виды развили различные механизмы регуляции уровня глюкозы. У фруктоядных летучих мышей усовершенствован инсулиновый сигнальный путь, а нектароядные могут переносить высокий уровень глюкозы без участия инсулина. У них также обнаружены анатомические адаптации, включая увеличенную длину кишечника и повышенную экспрессию генов, связанных с транспортом сахара.

Эти открытия могут помочь в разработке новых методов лечения метаболических заболеваний у людей.

Полная версия
Исследователи нашли способ естественного уничтожения раковых клеток

Исследователи разработали новый метод борьбы с раком, используя естественный механизм клеточной гибели – апоптоз. Суть метода заключается в создании "молекулярного клея", который соединяет два белка: BCL6 (связанный с развитием лимфомы) и CDK9 (способный активировать гены апоптоза).

В норме мутантный BCL6 подавляет механизмы клеточной смерти, делая раковые клетки "бессмертными". Новый подход превращает эту зависимость рака от BCL6 в механизм его уничтожения, заставляя его взаимодействовать с CDK9, что запускает программируемую гибель раковых клеток.

Метод показал эффективность при лечении диффузной В-крупноклеточной лимфомы в лабораторных условиях, при этом не вызывая серьёзных побочных эффектов у здоровых мышей. Исследователи продолжают тестирование и планируют разработать аналогичные методы для других видов рака.

Полная версия
Учёные идентифицировали 800 функциональных некодирующих РНК

Учёные обнаружили сотни важных некодирующих РНК в геноме человека, которые ранее считались "мусорной ДНК". Используя технологию CRISPR-Cas13, исследователи идентифицировали около 800 длинных некодирующих РНК (днкРНК) в различных типах клеток.

Изучив 6200 пар днкРНК и белок-кодирующих генов, они обнаружили 778 днкРНК, критически важных для нормального функционирования клеток. Из них 46 необходимы для всех типов клеток, а 732 специфичны для определённых типов клеток.

Многие из этих РНК активны во время развития организма и участвуют в контроле роста клеток, что важно как для нормального развития, так и для понимания механизмов рака. Это открытие может привести к разработке новых биомаркеров и методов лечения рака.

Полная версия
Учёные выявили роль микроглии в развитии болезни Альцгеймера

Исследователи изучили влияние гена APOE4 на развитие болезни Альцгеймера. APOE4 является одним из вариантов гена аполипопротеина E и связан с повышенным риском развития заболевания. В мозге существуют иммунные клетки (микроглия), которые обычно защищают его от повреждений, но при наличии APOE4 они начинают вызывать воспаление и способствовать образованию неправильно свёрнутых белков.

Учёные создали мышиную модель, способную производить человеческий белок APOE4, и обнаружили, что при удалении микроглии формирование патологических белков (амилоида и тау) прекращалось. Исследование показало, что около 30% клеток микроглии становятся провоспалительными при наличии APOE4, тогда как при варианте APOE3 этот показатель составляет 20%, а при отсутствии APOE - всего 8%.

Это открытие может помочь в разработке новых методов лечения болезни Альцгеймера, возможно, через воздействие на микроглию. Примерно четверть американцев имеет как минимум одну копию гена APOE4, а около 3% имеют две копии, что повышает риск заболевания в 12 раз.

Полная версия
Ученые обнаружили механизм омоложения мозга плодовых мушек

Исследователи обнаружили, что накопление белка F-актина в мозге плодовых мушек связано с нарушением процесса аутофагии (очистки клеток от ненужных веществ), что приводит к ускоренному старению мозга.

При генетическом снижении уровня F-актина в нейронах:

🟣Восстанавливалась нормальная аутофагия
🟣Продолжительность жизни мушек увеличивалась на 25-30%
🟣Улучшались показатели работы мозга
🟣Замедлялось возрастное когнитивное снижение

Исследование показало, что F-актин влияет на старение мозга именно через нарушение аутофагии, так как при блокировании аутофагии снижение F-актина не давало положительных эффектов. Хотя результаты получены на плодовых мушках, они могут помочь понять механизмы когнитивного старения у людей.

Полная версия
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Влияние кофе на микробиом кишечника

Новое исследование изучило влияние кофе на микробиом кишечника человека. Учёные проанализировали данные более 77 000 человек из разных стран, сравнивая микробиом кишечника любителей кофе и тех, кто его не пьёт.

Главным открытием стало обнаружение значительно более высокого (в 8 раз) уровня бактерий Lawsonibacter asaccharolyticus у людей, регулярно пьющих кофе. Эта закономерность наблюдалась во всех исследованных популяциях. Лабораторные эксперименты подтвердили, что кофе стимулирует рост этих бактерий.

Хотя значение этого открытия пока неясно, исследование доказало, что регулярное употребление определённого напитка может существенно влиять на состав микробиома кишечника. Также были обнаружены связи между потреблением кофе и определёнными метаболитами, включая хинную кислоту и тригонеллин.

Полная версия
Учёные обнаружили важную роль РНК в процессе восстановления ДНК

Учёные обнаружили новую важную функцию РНК – участие в восстановлении разрывов ДНК. Исследование, опубликованное в Nature Communications, показало, что РНК играет ключевую роль в репарации двухцепочечных разрывов ДНК (DSB), которые могут возникать под воздействием различных факторов, включая УФ-излучение и химиотерапию.

Профессор Франческа Сторичи и её команда обнаружили, что РНК помогает позиционировать и удерживать концы разорванных нитей ДНК, действуя как направляющая для механизма восстановления. РНК также влияет на выбор конкретного механизма репарации в зависимости от характера повреждения.

Это открытие может иметь важное значение для медицины, особенно в области лечения рака и генетических заболеваний, а также для понимания механизмов поддержания целостности генома.

Полная версия
Международный проект Human Cell Atlas публикует масштабные результаты исследований

На изображении: Изображение тонкого кишечника человека / Автор: Грейс Берджин, Нога Рогель и Моше Битон, Обсерватория клеток Клармана, Институт Брода


Международный консорциум Human Cell Atlas (HCA) опубликовал более 40 новых исследований в журнале Nature. Проект объединяет более 3600 учёных из более чем 100 стран, работающих над созданием подробного каталога всех клеток человеческого организма. На данный момент проанализировано более 100 миллионов клеток от более чем 10 000 человек.

Исследования включают анализ развития плаценты и скелета, изучение состояний кишечника и сосудистой системы, реакции дыхательной системы на COVID-19 и влияния генетических вариаций на различные заболевания. Например, в исследовании кишечника был обнаружен новый тип клеток, связанный с воспалением, что может быть важно для понимания таких заболеваний, как язвенный колит и болезнь Крона.

Проект уделяет особое внимание этическим аспектам и разнообразию исследуемых образцов, учитывая генетические, культурные и географические различия. По мнению экспертов, включая представителей ВОЗ, эти открытия уже меняют понимание здоровья и болезней, открывая путь к трансформативным достижениям в здравоохранении.

Полная версия
Генетический скрининг меняет подход к репродуктивному здоровью

Достижения в области генетических технологий существенно изменили подход к репродуктивному здравоохранению благодаря внедрению расширенного генетического скрининга носительства (ECS). Исследовательская группа под руководством профессора Мартина Делатицки продемонстрировала эффективность этого метода в выявлении пар с риском рождения детей с серьезными генетическими заболеваниями.

В отличие от традиционного подхода, основанного на этническом происхождении или семейной истории, ECS обеспечивает комплексный скрининг широкого спектра заболеваний независимо от происхождения человека. Это стало возможным благодаря развитию технологий секвенирования нового поколения.

Работа команды Делатицки подтверждает важность генетического скрининга в современном планировании семьи, позволяя парам принимать обоснованные решения относительно их репродуктивного будущего и увеличивая шансы на рождение здоровых детей.

Полная версия
Новое исследование показывает связь между инфекциями и изменением желчи

Исследователи использовали мышиную модель для изучения влияния кишечных инфекций на состав желчи. Исследование показало, что инфекции могут менять состав желчи - важной для пищеварения жидкости, вырабатываемой печенью. Эти изменения влияют на микробиом и иммунную систему.

Используя два типа бактериальных патогенов, исследователи обнаружили, что инфекции вызывают специфические изменения в метаболических соединениях желчи. Было идентифицировано 812 метаболитов, при этом изменения в их составе, вероятно, усиливают защиту организма от инфекций.

Хотя исследование проводилось на мышах, ученые полагают, что результаты применимы и к людям. Авторы отмечают, что обнаруженные метаболиты - это лишь часть возможных соединений в желчи, и дальнейшие исследования с использованием более совершенных технологий помогут выявить другие компоненты.

Полная версия
Учёные обнаружили новых симбионтов, напоминающих митохондрии по своей функции.
На изображении: Эндосимбионт 'Candidatus Azoamicus ciliaticola' и его инфузорийный хозяин, изображенные в виде композита из изображений SEM, серого и флуоресцентного изображений. Видны эндосимбионт (желтый) и бактериальная добыча в пищевых вакуолях, а также клеточное ядро ​​(синее). Кредит: Изображение © S. Ahmerkamp/Институт морской микробиологии Макса Планка

Эти бактерии живут внутри одноклеточных эукариотических организмов (инфузорий) и, подобно митохондриям, участвуют в энергетическом обмене клетки. Однако в отличие от митохондрий, использующих кислород, эти симбионты могут получать энергию как из кислорода, так и из азота благодаря особому ферменту - терминальной оксидазе.

Исследователи обнаружили такие организмы в примерно 1000 различных наборах данных со всех обитаемых континентов. Они встречаются в разнообразных средах: от пресноводных водоёмов до сточных вод. Это открытие важно для понимания эволюции эукариотических клеток и роли симбиотических отношений в природе. Кроме того, эти организмы влияют на азотный цикл в своих средах обитания и могут участвовать в производстве парниковых газов.

Полная версия
Исследователи обнаружили, что токсин CDT, вырабатываемый бактерией Campylobacter jejuni, может способствовать метастазированию колоректального рака.

Изучив образцы тканей 71 пациента с колоректальным раком, учёные обнаружили, что у пациентов с метастазами чаще присутствовала C. jejuni, и их прогноз был хуже.

Исследование на различных моделях показало, что бактериальный токсин активирует определённые ферменты и сигнальные пути в раковых клетках, связанные с метастазированием. Это открытие может помочь в разработке новых методов лечения и выявлении пациентов из группы риска.

В настоящее время проводятся клинические испытания препаратов, направленных на блокирование этого пути. Требуются дальнейшие исследования для понимания механизма миграции бактерий к опухолям и влияния токсина на биохимические процессы.

Полная версия