Органоиды раскрыли новый аспект болезни Хантингтона
Ученые использовали мозговые органоиды для изучения болезни Хантингтона, генетического заболевания, вызывающего нейродегенерацию. Мутации в гене HTT вызывают это заболевание, но теперь выяснилось, что они также снижают экспрессию гена CHCHD2. Этот ген поддерживает здоровье митохондрий и может стать новой мишенью для терапии.
Исследователи создали органоиды с мутациями в HTT, обнаружив, что низкий уровень CHCHD2 замедляет метаболизм нейронов. Восстановление функции CHCHD2 нормализовало метаболизм, что указывает на возможные новые подходы к лечению.
Исследование также показало, что мутации в HTT нарушают развитие мозга задолго до появления симптомов, подчеркивая важность ранней диагностики. Дефекты в нейрональных предшественниках возникают до образования токсических агрегатов, что может изменить подходы к лечению на более ранних стадиях.
Геномное редактирование и увеличение экспрессии CHCHD2 рассматриваются как перспективные методы терапии. Эти открытия могут иметь значение и для других нейродегенеративных заболеваний, связанных с митохондриальными дефектами.
Полная версия статьи
Ученые использовали мозговые органоиды для изучения болезни Хантингтона, генетического заболевания, вызывающего нейродегенерацию. Мутации в гене HTT вызывают это заболевание, но теперь выяснилось, что они также снижают экспрессию гена CHCHD2. Этот ген поддерживает здоровье митохондрий и может стать новой мишенью для терапии.
Исследователи создали органоиды с мутациями в HTT, обнаружив, что низкий уровень CHCHD2 замедляет метаболизм нейронов. Восстановление функции CHCHD2 нормализовало метаболизм, что указывает на возможные новые подходы к лечению.
Исследование также показало, что мутации в HTT нарушают развитие мозга задолго до появления симптомов, подчеркивая важность ранней диагностики. Дефекты в нейрональных предшественниках возникают до образования токсических агрегатов, что может изменить подходы к лечению на более ранних стадиях.
Геномное редактирование и увеличение экспрессии CHCHD2 рассматриваются как перспективные методы терапии. Эти открытия могут иметь значение и для других нейродегенеративных заболеваний, связанных с митохондриальными дефектами.
Описание изображения: Органоиды, моделирующие болезнь Хантингтона (справа), имеют мало нейрональных предшественников (красные) и дефектную клеточную полярность (желтые), что является ранее описанной характеристикой болезни Хантингтона. / Источник: Селена Ликфетт, Университет Генриха Гейне в Дюссельдорфе, Вернер Дайкстра, Центр молекулярной медицины Макса Дельбрюка
Полная версия статьи
Микробный патоген и электрические сигналы в кишечнике
Исследователи из UC Davis обнаружили, что патогенные бактерии Salmonella используют биоэлектрические сигналы для проникновения в кишечник, что помогает им обходить защитные микробы и иммунные механизмы. Это открытие было опубликовано в Nature Microbiology.
Salmonella вызывает около 1.35 миллионов заболеваний и 420 смертей в США ежегодно. Для изучения механизма заражения исследователи сравнили движение Salmonella Typhimurium и непатогенных E. coli в модели мыши. Электрические сигналы в кишечнике позволяют Salmonella находить участки для проникновения, тогда как E. coli не реагируют на эти сигналы таким же образом.
Эти результаты могут пролить свет на механизмы таких хронических заболеваний, как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), и открывают новые возможности для профилактики и лечения бактериальных инфекций.
Полная версия
Исследователи из UC Davis обнаружили, что патогенные бактерии Salmonella используют биоэлектрические сигналы для проникновения в кишечник, что помогает им обходить защитные микробы и иммунные механизмы. Это открытие было опубликовано в Nature Microbiology.
Salmonella вызывает около 1.35 миллионов заболеваний и 420 смертей в США ежегодно. Для изучения механизма заражения исследователи сравнили движение Salmonella Typhimurium и непатогенных E. coli в модели мыши. Электрические сигналы в кишечнике позволяют Salmonella находить участки для проникновения, тогда как E. coli не реагируют на эти сигналы таким же образом.
Эти результаты могут пролить свет на механизмы таких хронических заболеваний, как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), и открывают новые возможности для профилактики и лечения бактериальных инфекций.
Полная версия
Редкий вид деления клеток у микроорганизмов ротовой полости человека
Исследователи обнаружили редкий тип клеточного деления у бактерий в ротовой полости человека. Corynebacterium matruchotii, живущая в зубном налете, делится на множество дочерних клеток одновременно, а не на две, как обычно. Этот процесс, называемый множественным делением, позволяет одной материнской клетке делиться на целых четырнадцать дочерних клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.
Используя специализированную микроскопию, ученые наблюдали, как эти клетки растут на одном конце нити в процессе, известном как удлинение кончика, вырастая до половины миллиметра в день. Несмотря на тщательную чистку зубов, эти бактерии продолжают расти в ротовой полости.
Отличаясь от видов Corynebacterium на коже и в носовой полости, которые не используют множественное деление или удлинение кончика, C. matruchotii не передвигаются, так как у них отсутствуют жгутики. Вероятно, их уникальные способы роста помогают бактериям исследовать свою среду.
Исследователи предполагают, что плотная, конкурентная среда зубного налета способствовала эволюции этих уникальных способов роста, что позволяет бактериям формировать плотные сети в биопленках. Понимание этой стратегии может помочь в изучении влияния на здоровье ротовой полости и всего организма.
Полная версия
Описание изображения: Колония Corynebacterium matruchotii, одной из самых распространенных бактерий в зубном налете. Фото: Скотт Чимилески, Морская биологическая лаборатория. / Чимилески и др., PNAS, 2024.
Исследователи обнаружили редкий тип клеточного деления у бактерий в ротовой полости человека. Corynebacterium matruchotii, живущая в зубном налете, делится на множество дочерних клеток одновременно, а не на две, как обычно. Этот процесс, называемый множественным делением, позволяет одной материнской клетке делиться на целых четырнадцать дочерних клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.
Используя специализированную микроскопию, ученые наблюдали, как эти клетки растут на одном конце нити в процессе, известном как удлинение кончика, вырастая до половины миллиметра в день. Несмотря на тщательную чистку зубов, эти бактерии продолжают расти в ротовой полости.
Отличаясь от видов Corynebacterium на коже и в носовой полости, которые не используют множественное деление или удлинение кончика, C. matruchotii не передвигаются, так как у них отсутствуют жгутики. Вероятно, их уникальные способы роста помогают бактериям исследовать свою среду.
Исследователи предполагают, что плотная, конкурентная среда зубного налета способствовала эволюции этих уникальных способов роста, что позволяет бактериям формировать плотные сети в биопленках. Понимание этой стратегии может помочь в изучении влияния на здоровье ротовой полости и всего организма.
Полная версия
Детализация карты малого кишечника человека
Малый кишечник играет ключевую роль во всасывании питательных веществ и витаминов. Новый исследовательский проект, опубликованный в Nature, впервые создал детализированную карту этого органа, используя здоровые ткани, полученные в ходе операций Виппла. Используя пространственную транскриптомику, исследователи выявили важные функции ворсинок кишечника, включая:
1. Жировой обмен: Жиры из пищи обрабатываются и транспортируются через лимфатическую систему, задерживаясь на срок до двух дней для предотвращения скачков уровня жира в крови.
2. Регуляция железа: Железо всасывается в криптах ворсинок и либо высвобождается в кровь, либо удерживается до гибели клеток.
3. Иммунная защита: Вершины ворсинок выделяют антимикробные пептиды и содержат иммунные клетки, способные вызывать воспаление.
Исследование также показало, что поверхностная площадь кишечника увеличивается за счёт здорового ветвления ворсинок, что улучшает всасывание. Теперь учёные смогут сравнивать эти данные с образцами, полученными при заболеваниях, что обещает новые открытия в области патологий кишечника.
Полная версия статьи
Малый кишечник играет ключевую роль во всасывании питательных веществ и витаминов. Новый исследовательский проект, опубликованный в Nature, впервые создал детализированную карту этого органа, используя здоровые ткани, полученные в ходе операций Виппла. Используя пространственную транскриптомику, исследователи выявили важные функции ворсинок кишечника, включая:
1. Жировой обмен: Жиры из пищи обрабатываются и транспортируются через лимфатическую систему, задерживаясь на срок до двух дней для предотвращения скачков уровня жира в крови.
2. Регуляция железа: Железо всасывается в криптах ворсинок и либо высвобождается в кровь, либо удерживается до гибели клеток.
3. Иммунная защита: Вершины ворсинок выделяют антимикробные пептиды и содержат иммунные клетки, способные вызывать воспаление.
Исследование также показало, что поверхностная площадь кишечника увеличивается за счёт здорового ветвления ворсинок, что улучшает всасывание. Теперь учёные смогут сравнивать эти данные с образцами, полученными при заболеваниях, что обещает новые открытия в области патологий кишечника.
Полная версия статьи
Применение флуоресцентных технологий
Современные биологические тесты делятся на три категории: колориметрические, люминометрические и флуорометрические. Колориметрические тесты измеряют поглощение света репортерным соединением, люминометрические - излучение света люминесцентными соединениями, а флуорометрические - излучение света при облучении вторичным источником света.
Флуоресценция заключается в поглощении энергии веществом и последующем излучении света при возвращении в основное состояние. У GFP, одного из первых применений флуоресценции, пики возбуждения и излучения составляют 475 нм и 510 нм соответственно, что сделало его популярным инструментом для клеточных исследований.
Жизнеспособность клеток
Определение жизнеспособности клеток - одна из важных задач биологических исследований. Колориметрические тесты имеют свои ограничения, тогда как флуорометрические технологии предлагают тесты, которые одновременно количественно оценивают жизнеспособные и нежизнеспособные клетки. Тесты на живые и мертвые клетки используют два флуорометрических реагента: кальцеин ам для обнаружения живых клеток и йодид пропидия для нежизнеспособных.
Клеточная визуализация
Многопараметрический анализ важен для клеточной визуализации, где используются флуорофоры для маркировки различных клеточных компонентов. Разработаны красители для ядра, цитоскелета, лизосом и митохондрий. Флуоресцентные тесты позволяют изучать функциональные процессы в клетках, такие как кальциевые реакции, важные для разработки лекарств.
Обнаружение макромолекул
Флуоресцентные биотесты позволяют исследовать клетки благодаря разнообразию доступных флуорофоров и целей, к которым они могут быть конъюгированы. Олигонуклеотиды можно маркировать для использования в FISH или анализе реального времени ПЦР. Новые методологии, такие как XdU тесты, обходят зависимость от антител, что улучшает точность и эффективность исследований.
Флуорометрические методы продолжают развиваться, предлагая новые возможности для глубоких и проницательных исследований в биологии.
Полная версия статьи
Современные биологические тесты делятся на три категории: колориметрические, люминометрические и флуорометрические. Колориметрические тесты измеряют поглощение света репортерным соединением, люминометрические - излучение света люминесцентными соединениями, а флуорометрические - излучение света при облучении вторичным источником света.
Флуоресценция заключается в поглощении энергии веществом и последующем излучении света при возвращении в основное состояние. У GFP, одного из первых применений флуоресценции, пики возбуждения и излучения составляют 475 нм и 510 нм соответственно, что сделало его популярным инструментом для клеточных исследований.
Жизнеспособность клеток
Определение жизнеспособности клеток - одна из важных задач биологических исследований. Колориметрические тесты имеют свои ограничения, тогда как флуорометрические технологии предлагают тесты, которые одновременно количественно оценивают жизнеспособные и нежизнеспособные клетки. Тесты на живые и мертвые клетки используют два флуорометрических реагента: кальцеин ам для обнаружения живых клеток и йодид пропидия для нежизнеспособных.
Клеточная визуализация
Многопараметрический анализ важен для клеточной визуализации, где используются флуорофоры для маркировки различных клеточных компонентов. Разработаны красители для ядра, цитоскелета, лизосом и митохондрий. Флуоресцентные тесты позволяют изучать функциональные процессы в клетках, такие как кальциевые реакции, важные для разработки лекарств.
Обнаружение макромолекул
Флуоресцентные биотесты позволяют исследовать клетки благодаря разнообразию доступных флуорофоров и целей, к которым они могут быть конъюгированы. Олигонуклеотиды можно маркировать для использования в FISH или анализе реального времени ПЦР. Новые методологии, такие как XdU тесты, обходят зависимость от антител, что улучшает точность и эффективность исследований.
Флуорометрические методы продолжают развиваться, предлагая новые возможности для глубоких и проницательных исследований в биологии.
Полная версия статьи
Борьба с патогенными грибами
Недавние исследования поднимают вопросы о борьбе с грибковыми инфекциями, которые трудно лечить. В одном из них, опубликованном в The Journal of Physical Chemistry Letters, изучены клеточные мембраны грибов с использованием нейтронных методов, что выявило уникальные свойства эргостерола — потенциальной мишени для новых лекарств.
В другом исследовании, опубликованном в Communications Biology, обнаружены гены сиртуины, необходимые для вирулентности Aspergillus fumigatus. Деактивация гена sirE у этого гриба снизила его инфекционную способность, что открывает возможности для создания эффективных лекарств. Оба исследования предлагают новые подходы в разработке противогрибковых препаратов.
Полная версия
На изображении: Фотомикрография гриба Aspergillus fumigatus. / Источник: CDC
Недавние исследования поднимают вопросы о борьбе с грибковыми инфекциями, которые трудно лечить. В одном из них, опубликованном в The Journal of Physical Chemistry Letters, изучены клеточные мембраны грибов с использованием нейтронных методов, что выявило уникальные свойства эргостерола — потенциальной мишени для новых лекарств.
В другом исследовании, опубликованном в Communications Biology, обнаружены гены сиртуины, необходимые для вирулентности Aspergillus fumigatus. Деактивация гена sirE у этого гриба снизила его инфекционную способность, что открывает возможности для создания эффективных лекарств. Оба исследования предлагают новые подходы в разработке противогрибковых препаратов.
Полная версия
Новая система доставки материалов в клетки
Ученые разработали VitelloTag, инновационную систему доставки материалов в клетки и эмбрионы, что представляет собой важное достижение в области молекулярной биологии. Традиционно для введения реагентов, таких как CRISPR-Cas9, использовались микроинъекции с тонкими иглами, которые часто ломались, особенно если оболочки яиц были прочными. VitelloTag использует часть белка вителлогенина, естественным образом поглощаемого яйцеклетками.
Это позволяет доставлять материалы без использования игл, просто добавляя их в чашку Петри с яйцами. Хотя эффективность проникновения с VitelloTag составляет около 30% по сравнению с 90% при микроинъекциях, его простота и способность обрабатывать большое количество яиц одновременно делают его ценным инструментом, особенно для труднодоступных видов, таких как желудочный червь. VitelloTag уже успешно применен на морской звезде и желудочном черве и может быть адаптирован для других видов благодаря консервативной природе вителлогенина.
Полная версия
Ученые разработали VitelloTag, инновационную систему доставки материалов в клетки и эмбрионы, что представляет собой важное достижение в области молекулярной биологии. Традиционно для введения реагентов, таких как CRISPR-Cas9, использовались микроинъекции с тонкими иглами, которые часто ломались, особенно если оболочки яиц были прочными. VitelloTag использует часть белка вителлогенина, естественным образом поглощаемого яйцеклетками.
Это позволяет доставлять материалы без использования игл, просто добавляя их в чашку Петри с яйцами. Хотя эффективность проникновения с VitelloTag составляет около 30% по сравнению с 90% при микроинъекциях, его простота и способность обрабатывать большое количество яиц одновременно делают его ценным инструментом, особенно для труднодоступных видов, таких как желудочный червь. VitelloTag уже успешно применен на морской звезде и желудочном черве и может быть адаптирован для других видов благодаря консервативной природе вителлогенина.
На изображени: Ооцит морской звезды (Patiria miniata) с флуоресцентным вителлогенином-GFP. / Фото: Д. Натанэль Кларк
Полная версия
👍1
Исследователи выявили аномальные белки, вызывающие волчанку
Иммунная система человека сложна и требует точного баланса между игнорированием собственных клеток и реакцией на патогены. Нарушение этого баланса может привести к аутоиммунным заболеваниям, таким как волчанка, характеризующейся воспалением, усталостью и болью в суставах.
Недавние исследования, опубликованные в журнале Cell, показали, что в организме существуют аномальные белки с неправильной структурой, которые могут активировать Т-клетки иммунной системы, вызывая воспалительные процессы и развитие волчанки. Эти белки, называемые неособственными антигенами (neoself-antigens), возникают из-за дефекта в основном комплексе гистосовместимости II (MHC-II), когда отсутствует инвариантная цепочка (Ii).
Учёные обнаружили, что у пациентов с волчанкой Т-клетки реагируют на неособственные антигены, что приводит к аутоиммунной реакции. В модели мышей с дефицитом Ii появление неособственных антигенов вызывало состояние, аналогичное волчанке.
Дополнительно исследование показало, что инфекция вирусом Эпштейна–Барра (EBV), связанная с повышенным риском развития волчанки, увеличивает презентацию неособственных антигенов и снижает экспрессию Ii. Это способствует активации Т-клеток против собственных тканей организма.
Полученные данные демонстрируют, как нарушение распознавания собственных и неособственных антигенов Т-клетками может привести к аутоиммунности. Эти открытия открывают перспективы для разработки более эффективных методов лечения волчанки, направленных на предотвращение самоуничтожения иммунной системой собственных клеток.
Полная версия
Иммунная система человека сложна и требует точного баланса между игнорированием собственных клеток и реакцией на патогены. Нарушение этого баланса может привести к аутоиммунным заболеваниям, таким как волчанка, характеризующейся воспалением, усталостью и болью в суставах.
Недавние исследования, опубликованные в журнале Cell, показали, что в организме существуют аномальные белки с неправильной структурой, которые могут активировать Т-клетки иммунной системы, вызывая воспалительные процессы и развитие волчанки. Эти белки, называемые неособственными антигенами (neoself-antigens), возникают из-за дефекта в основном комплексе гистосовместимости II (MHC-II), когда отсутствует инвариантная цепочка (Ii).
Учёные обнаружили, что у пациентов с волчанкой Т-клетки реагируют на неособственные антигены, что приводит к аутоиммунной реакции. В модели мышей с дефицитом Ii появление неособственных антигенов вызывало состояние, аналогичное волчанке.
Дополнительно исследование показало, что инфекция вирусом Эпштейна–Барра (EBV), связанная с повышенным риском развития волчанки, увеличивает презентацию неособственных антигенов и снижает экспрессию Ii. Это способствует активации Т-клеток против собственных тканей организма.
Полученные данные демонстрируют, как нарушение распознавания собственных и неособственных антигенов Т-клетками может привести к аутоиммунности. Эти открытия открывают перспективы для разработки более эффективных методов лечения волчанки, направленных на предотвращение самоуничтожения иммунной системой собственных клеток.
Полная версия
Почему одни органы стареют быстрее других?
Исследования показывают, что старение может происходить с разной скоростью в различных органах у одного человека. Ученые обнаружили, что генетические мутации в не кодирующей ДНК, которые могут накапливаться в тканях, таких как печень и почки, могут оставаться незамеченными и нарушать клеточное деление. Эти мутации чаще всего встречаются в органах, которые регенерируют медленнее, чем такие ткани, как кишечник или кожа, которые обновляются чаще и эффективнее.
Клетки, которые перестают делиться (сенесцентные клетки), могут терять функциональность и больше влиять на органы, такие как печень и почки. В исследовании на мышах было показано, что места начала репликации ДНК в клетках печени находятся в не кодирующих областях генома, и репликация происходит более эффективно у молодых мышей. У старых мышей накопленные ошибки препятствуют репликации.
Это исследование предполагает, что повреждения в не кодирующей ДНК могут быть причиной более быстрого старения органов, которые не обновляются так часто. Исправление таких повреждений до начала репликации может помочь избежать некоторых аспектов старения.
Полная версия
Исследования показывают, что старение может происходить с разной скоростью в различных органах у одного человека. Ученые обнаружили, что генетические мутации в не кодирующей ДНК, которые могут накапливаться в тканях, таких как печень и почки, могут оставаться незамеченными и нарушать клеточное деление. Эти мутации чаще всего встречаются в органах, которые регенерируют медленнее, чем такие ткани, как кишечник или кожа, которые обновляются чаще и эффективнее.
Клетки, которые перестают делиться (сенесцентные клетки), могут терять функциональность и больше влиять на органы, такие как печень и почки. В исследовании на мышах было показано, что места начала репликации ДНК в клетках печени находятся в не кодирующих областях генома, и репликация происходит более эффективно у молодых мышей. У старых мышей накопленные ошибки препятствуют репликации.
Это исследование предполагает, что повреждения в не кодирующей ДНК могут быть причиной более быстрого старения органов, которые не обновляются так часто. Исправление таких повреждений до начала репликации может помочь избежать некоторых аспектов старения.
Полная версия
Новая модель исследования кожи раскрывает загадки старения.
Исследование, опубликованное в Nature Communications, использовало новую модель для изучения механизма образования морщин в тканях. Эти морщины появляются не только на коже, но и в других органах, играя роль в контроле клеточного роста и функций.
Используя человеческие эпителиальные клетки и внеклеточный матрикс (ВКМ), ученые воссоздали морщины, наблюдаемые в тканях при различных сжимающих усилиях. Оказалось, что факторы, такие как обезвоживание и сжимающая сила, тесно связаны с образованием морщин.
Платформа, разработанная учеными, позволяет изучать морщины без тестов на животных, что имеет потенциал для применения в эмбриологии, биомедицине и косметологии.
Полная версия
На изображении: Изображение морщинистого эпителия на слое гидрогеля ВКМ в ответ на сжатие
Исследование, опубликованное в Nature Communications, использовало новую модель для изучения механизма образования морщин в тканях. Эти морщины появляются не только на коже, но и в других органах, играя роль в контроле клеточного роста и функций.
Используя человеческие эпителиальные клетки и внеклеточный матрикс (ВКМ), ученые воссоздали морщины, наблюдаемые в тканях при различных сжимающих усилиях. Оказалось, что факторы, такие как обезвоживание и сжимающая сила, тесно связаны с образованием морщин.
Платформа, разработанная учеными, позволяет изучать морщины без тестов на животных, что имеет потенциал для применения в эмбриологии, биомедицине и косметологии.
Полная версия