Обо всех новых успехах в структурной биологии, гормонах материнства, устаревании понятия «раса» и крупном скандале, связанном с фабрикацией данных, читайте в новом обзоре научной литературы от InScience.News.
Nature
Обложка выпуска метафорически иллюстрирует нашу белковую сущность. Именно эти молекулы управляют всеми процессами, происходящими в живых организмах, а нарушения в их синтезе ответственны за большинство заболеваний. Функции белков, то есть катализ реакций, транспорт молекул, рецепторная, в большинстве случаев основаны на изменении структуры белка. Оно происходит при присоединении к нему специфичной молекулы. Очень упрощенно белок можно сравнить с замком, а эту молекулу — с ключом. Изучение трехмерной структуры белка позволяет лучше понять его функционирование. На сегодняшний день структуры только 17% всех белков человека были экспериментально установлены. На прошлой неделе о других успешных работах в этой области рассказывал журнал Science. В Nature на этой неделе разработчики DeepMind, лондонской дочерней компании Google, представляют последнюю версию своей нейронной сети AlphaFold, делающую предсказания с точностью, близкой к экспериментальной. В прошлом году AlphaFold стала лидером в соревновании CASP по фолдингу белков. Команда разработчиков применила AlphaFold для предсказания структур 20 296 белков, что составляет 98,5% протеома человека. DeepMind совместно с Европейским институтом биоинформатики уже создали открытую базу данных, содержащую 350 тысяч трехмерных белковых структур, предсказанных не только для человека, но и для 20 модельных организмов.
Редакционная статья — снова о глобальном потеплении. На этот раз обсуждается контроль за выбросом метана. Когда речь идет об изменении климата, большая часть внимания достается диоксиду углерода, но не стоит забывать о других парниковых газах. Последний отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) подчеркивает, что выбросы метана поспособствовали потеплению на 0,5 °С, уступая только углекислому газу. Хоть содержание метана в атмосфере меньше в 200 раз по сравнению с углекислым газом, его парниковый эффект в 80 раз сильнее в первые 20 лет. При этом он гораздо быстрее разрушается, поэтому сокращение выбросов метана может стать эффективным решением в краткосрочной перспективе, пока правительства и предприятия обсуждают переход от ископаемого топлива к чистой энергии. Животноводство является крупнейшим источником метана, на него приходится 31% от общемирового показателя. Второе место занимает нефтегазовый сектор с показателем 26%. Другие источники включают свалки, угольные шахты, рисовые поля и водоочистные сооружения. Уже сейчас около 70 производителей нефти и газа, в том числе такие гиганты, как Shell и BP, взяли на себя обязательство установить четкие цели по сокращению выбросов и составить отчет о выбросах в рамках инициативы, возглавляемой Climate & Clean Air Coalition, международным объединением с участием правительств, некоммерческих организаций и бизнеса.
Материал в рубрике World View — об опасности использования расовых ярлыков в генетических исследованиях. Автор статьи считает, что «белый», «азиат», «латиноамериканец» или «черный африканец» — это слишком абстрактные понятия, не учитывающие реального генетического разнообразия. Так, китайская и индийская диаспора США часто объединяются как «азиатская». «Белые» внутри группы могут отличаться друг от друга сильнее, чем от других рас. Само понятие расы, возможно, устарело. А его применение в генетических исследованиях может принести вред, особенно в поиске признаков, связанных со здоровьем. Ведь на их основе затем составляются клинические рекомендации, из-за которых врач может не разглядеть важную информацию, скрывающуюся за «расой» пациента. Безусловно, разные признаки распространены с разной частотой в зависимости от происхождения человека. Но происхождение многих людей сложнее, чем просто одно слово, поэтому автор хотела бы видеть формы для сбора данных с открытыми вопросами, а не те, которые заставляют делать фиксированный выбор или сводят всю генетическую историю к окну с надписью «другое».
Исследовательские статьи:
Загадочный радиовсплеск FRB 20180916, повторяющийся каждые 16,3 дня, может быть излучением от еще не открытого магнетара. Так называют звезды, которые прошли стадию сверхновой и имеют исключительно сильное магнитное поле.
Физики впервые заставили фотоны взаимодействовать с атомами. Работа стала крупным прорывом в области квантовой электродинамики резонатора (КЭД) и поможет в разработке квантовых технологий.
С помощью нового метода температуру одиночного протона понизили на 85% относительно температуры окружения. Новый метод применим и для многозарядных и молекулярных ионов.
Биологи извлекли ДНК из окаменелой кости молодой женщины из культуры охотников-собирателей. Она была захоронена 7,3–7,2 тыс. лет назад в известняковой пещере Лианг Паннинге в Южном Сулавеси, Индонезия. Генетический анализ показал, что ее геном со следами контактов с денисовцами имеет много сходства с современными папуасскими и коренными австралийскими группами, но относится к ранее неизвестной ветви, возникшей при их разделении.
Бездетные мыши начали проявлять материнское поведение под действием окситоцина.
Африканские тропические леса содержат на две трети больше углерода, чем думали ранее.
Science
На обложке: искусственный интеллект отбирает РНК с необходимой трехмерной структурой. И снова выпуск посвящен структурной биологии. Но на этот раз не белков, а РНК. Эта уникальная молекула обладает способностью как кодировать информацию, передаваемую в ее последовательности, так и образовывать сложные трехмерные структуры, которые могут выполнять каталитические и регуляторные роли. Все больше данных подтверждают гипотезу о том, что функциональные структуры РНК распространены повсеместно в организмах, от РНК-вирусов и бактерий до людей. Но если информационная функция хорошо изучена, то остальные — область загадок и неизвестности.
Разработка и проверка гипотез о роли структуры РНК были затруднены из-за невозможности моделировать эти структуры. Ученые из Стэнфордского университета представили метод машинного обучения, который значительно улучшает предсказание структур РНК. Большинство других недавних разработок в области глубокого обучения требовали огромного количества данных для обучения. Новый алгоритм использует только атомные координаты, то есть минимум информации, и был натренирован всего лишь на 18 структурах РНК.
Редакционная статья посвящена вопросу введения обязательной вакцинации в университетах США. В конце июня восемь студентов подали иск против Университета Индианы, утверждая, что требование о вакцинации нарушает их конституционные права. Федеральный судья решительно отклонил этот аргумент на том основании, что у учащихся действительно есть выбор: они могут пройти вакцинацию, подать заявление на освобождение от занятий или выбрать другую школу. Все больше университетов считают, что ситуация достаточно серьезна, чтобы требовать обязательной вакцинации. Автор материала считает, что политические разногласия не должны вредить общественному здоровью и безопасности.
В рубрике In Depth отметим статью-разоблачение. Американский психолог-бихевиорист Дэн Ариэли, автор книги «Вся правда о неправде» и соавтор крупной статьи на эту же тему, сам оказался уличен в фабрикации данных. Один из главных выводов исследования Ариэли: если испытуемых попросить подтвердить правдивость информации до того, как они ее предоставят, а не после, то шанс получить правдивые сведения будет выше. 17 августа 2021 года Лейф Нельсон, Джо Симмонс и Ури Симонсон, ведущие Data Colada, опубликовали пост, в котором рассказали о признаках использования генератора случайных чисел в работе Ариэли. Одно из них — каждая последняя цифра в отчетах о пробеге от нуля до девяти — представлено с одинаковой частотой. Такие числа выглядят неправдоподобно, ведь люди склонны округлять числа, поэтому мы бы ожидали увидеть числа с нулем на конце. Сам Дэн Ариэли утверждает, что данные не подделывал и даже готов пройти тест на полиграфе.
Исследовательские статьи
Пренатальная инфекция у беременных способствует тканеспецифическому иммунитету и воспалению у взрослого потомства. Исследование проведено на мышах.
Цилиарные киназы необходимы для образования и функционирования ресничек, использующихся для движения или в качестве рецепторов. Не ясно, как их активность регулируется in vivo. Авторы обнаружили, что гиперактивация фермента киназы заставляет РНК-аденозиндезаминазу редактировать киназную РНК, нарушая тем самым сплайсинг и трансляцию, то есть подавляя цилиарные киназы.
мРНК-вакцины, кодирующие химерный спайковый белок, защищают мышей от эпидемических и пандемических коронавирусов, подобных SARS. А также — от коронавирусов летучих мышей, которые могут передаваться человеку.
Фотокатализ может облегчить синтез циклических аминов с заданным положением атома азота. Эти соединения лежат в основе многих лекарств и веществ, используемых в сельском хозяйстве.
Микробиом кишечника сильно влияет на исход лечения пациентов с онкологическими заболеваниями. В своем исследовании авторы показали, что бактерии рода Enterococcus улучшают иммунотерапию ингибиторами контрольных точек — особых белков, с помощью которых раковые клетки скрываются от иммунной системы.
The Lancet
Центральная тема выпуска — терапия карциномы пищевода на поздних стадиях моноклональным антителом пембролизумабом, ингибитором PD-1. Эта опухоль включает два гистологических подтипа: плоскоклеточный рак пищевода и аденокарциному пищевода. Каждый гистологический подтип имеет свою собственную биологическую сигнатуру, каждая из них имеет важные отличительные молекулярные различия, и между этими двумя подтипами существуют отличия в этиологии и распространенности. Плоскоклеточные карциномы пищевода имеют много общих генетических особенностей с плоскоклеточными карциномами головы и шеи, тогда как аденокарциномы содержат молекулярные изменения, аналогичные таковым при раке желудка. Несмотря на различия между этими видами рака, прогноз метастатического заболевания одинаково плохой для плоскоклеточного рака пищевода и аденокарциномы пищевода. При этом общая выживаемость обоих видов составляет менее 5% через 5 лет после постановки диагноза. До сих пор стандартное лечение первой линии при метастатическом раке пищевода (HER2-отрицательная аденокарцинома) представляло собой комбинацию фторпиримидина и химиотерапии, чаще всего оксалиплатином или цисплатином, что приводило к средней общей выживаемости 8–10 месяцев. В 2019 году на основе результатов двух клинических испытаний (KEYNOTE-180 и KEYNOTE-181) FDA одобрило использование иммунотерапии пембролизумабом для пациентов с раком пищевода на поздних стадиях или метастатическим раком пищевода.
Редакционная статья рассказывает о проблеме «длительного COVID». Этот термин обычно используется для описания признаков и симптомов, которые продолжаются или развиваются после острого COVID-19. Такие симптомы, как стойкая усталость, одышка, затуманенность сознания и депрессия, могут истощить многие миллионы людей во всем мире. Насколько длительный COVID отличается от других поствирусных синдромов? Не существует четких лабораторных данных, помогающих в диагностике. При отсутствии методов лечения или даже рекомендаций по реабилитации длительный период COVID влияет на способность людей вернуться к нормальной жизни и на их трудоспособность.
Исследовательские статьи
Исследование разных подходов к терапии рака пищевода на поздних стадиях: пембролизумаб + химиотерапия против только химиотерапии. Авторы исследования считают, что их результаты должны привести к изменению стратегии терапии карциномы пищевода на поздних стадиях, комбинация пембролизумаба и химиотерапии должна стать новым стандартом.
Китайские исследователи сообщают о результатах 12-месячного исследования последствий COVID-19 у взрослых до 57 лет. Усталость или мышечная слабость были наиболее частыми симптомами как в течение 6 месяцев, так и 12, в то время как почти половина пациентов сообщили о наличии хотя бы одного симптома, такого как проблемы со сном, сердцебиение, боль в суставах или боль в груди, после 12 месяцев. Исследование показывает, что для многих пациентов полное выздоровление от COVID-19 может занимать более 1 года, и поднимает важные вопросы для систем здравоохранения и исследователей.
Оценка различных факторов, влияющих на уровень выкидышей в 195 странах на протяжении 19 лет с 2000 года. Прогресс в сокращении числа смертности плодов на поздних сроках продвигается гораздо медленнее по сравнению со снижением уровня смертности детей младше 5 лет. Наиболее высокий уровень смертности — в Африке к югу от Сахары. Понимание глобальных и региональных причин большого количества смертей — ключ к принятию мер против этого.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
