#мутации

Генетики из Гарварда и Массачусетского технологического института (MIT) расшифровали механизм «транскрипционной адаптации» — способности клеток обходить последствия мутаций, усиливая работу родственных генов. Ключевым посредником оказался белок ILF3, который транспортирует фрагменты разрушенной РНК в ядро и использует их как инструкцию для запуска запасных участков ДНК. Открытие позволяет создавать лекарства, программирующие клетку на самолечение без редактирования генома.

Число устойчивых к антибиотикам инфекций растет на 15% в год, унося миллионы жизней. Схожая проблема есть в онкологии. Существующие методы лечения — комбинированная и точечная терапия — несовершенны: первая слишком токсична, а вторая теряет эффективность из-за мутаций. Перспективная альтернатива — молекулярные гибриды, атакующие болезнь сразу по нескольким направлениям. Однако их создание сдерживает фундаментальное ограничение: современные технологии не могут придать этим молекулам стабильную 3D-форму, необходимую для точного воздействия. Чтобы решить эту проблему, ученые Пермского Политеха разработали метод, который заставляет гибридную молекулу самостоятельно принимать нужную трехмерную структуру. Это позволило получить новые соединения с потенциальным противоопухолевым и противовоспалительным действием.

Американские ботаники выяснили, что ориентация растений в пространстве — результат конкуренции двух противоположных сигнальных систем, а не простого стремления расти вверх. Они описали белок SLQ1, который активно заставляет стебель расти вниз. Это открытие меняет представление о гравитропизме: оказалось, растения балансируют между сигналами «вверх» и «вниз».

Обитающий в полярных районах Северного полушария гренландский кит (Balaena mysticetus) живет более двух столетий и почти не болеет раком. Секрет его долголетия оказался скрыт в клетках соединительной ткани, ответственной за заживление ран: при пониженной температуре в них активируется особый белок, усиливающий восстановление поврежденной ДНК.

Исследователи РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина совместно с учеными Дальневосточного федерального университета впервые изучили экологическое воздействие частиц шин и автодорог на Северный Ледовитый океан. Исследования подтвердили, что продукты износа автомобильных покрышек проникают в находящиеся вдали от городов моря Арктики. Загрязнения влияют на геном морских обитателей, вызывая мутации, и могут попадать в организм человека и животных.

Команда ученых и медиков впервые в России провела масштабное генетическое исследование пациентов с легочной артериальной гипертензией. Исследователи, включая сотрудников Международной лаборатории биоинформатики факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ, изучили геномы более ста пациентов и обнаружили, что примерно у каждого десятого встречаются опасные мутации в гене BMPR2, отвечающем за рост сосудов. Три мутации были описаны впервые.

В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.

Ученые Сеченовского Университета Минздрава России разработали новый подход к анализу генома опухолей для точной диагностики и подбора персонализированной терапии. Биоинформатический метод позволит более эффективно выявлять опасные мутации, что необходимо для выбора наиболее подходящих для борьбы с опухолью препаратов.

Команда ученых Сеченовского Университета вместе с коллегами из других научных центров выяснила, что структура генов, которые регулируют экспрессию вовлеченных в многочисленные взаимодействия белков, эволюционирует значительно медленнее, чем у прочих. При этом изменения в регуляторной активности генов с числом взаимодействий не связаны. Эти данные пригодятся для создания новых методов ранней диагностики и таргетной терапии.

По последним данным ВЦИОМ, шесть из десяти россиян с разной периодичностью бывают в заведениях быстрого питания, и за 15 лет этот показатель вырос двукратно. Особым спросом фастфуд пользуется у молодежи — почти каждый третий зумер и младший миллениал употребляет вредную пищу раз в неделю и чаще. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему нашему мозгу нравится картофель фри, а гамбургер ассоциируется со «счастьем», как вредная еда портит зубы и вызывает прыщи, а газировка заставляет съедать больше, а также почему наши гены мутируют из-за жареной во фритюре еде.

За два с половиной года вирус птичьего гриппа H5N1 погубил более 100 миллионов пернатых на птицефабриках США. Его переносчиками, как оказалось, могут стать домашние кошки: результаты нового исследования показали, что мутации у этих животных значительно повышают риск «перекрестного» заражения и генетического «перемешивания» (реассортации) патогенов и могут привести к появлению новых опасных для людей штаммов.

Малярийные комары — один из самых устойчивых видов, существующих на планете уже почти 180 миллионов лет. Генетические исследования, которые проводят ученые Томского государственного университета и других научных центров во всем мире, помогают понять, за счет чего комарам удается выживать даже в самых неблагоприятных условиях. Главная причина — «полезные» мутации, которые накопились в геноме этих насекомых и распространяются под давлением отбора в максимально короткие сроки.

Понимание мутационных процессов в клетке дает ключ к изучению эволюции генома бактерий. Особенно активно мутационные процессы изучают в раковых клетках человека. Ученые из Сколтеха, Института проблем передачи информации имени А. А. Харкевича РАН и Национального центра биологических наук в Индии впервые изучили и сравнили общий спектр мутаций лабораторной и природной кишечной палочки и пришли к выводу, что они практически не отличаются.

Ученые ТюмГУ, ТОО Научно-производственного центра зернового хозяйства имени А. И. Бараева (Казахстан), ФГБУН Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН (Москва) доказали, что потенциал адаптации яровой мягкой пшеницы в экстремальных условиях Северного Зауралья можно увеличить за счет использования генетической изменчивости мутантных популяций.

Ученые из США пришли к выводу, что встраивание самокопирующегося участка ДНК в один из регионов гена ТВХТ привело к тому, что далекие предки людей и человекообразных обезьян лишились хвостов.

Ученые НИИ нейронаук Университета Лобачевского получили новую линию мышей, имеющих мутацию в генетическом локусе, которая приводит к развитию эпилепсии. На основе анализа мутантных животных исследователи создали мышиную модель эпилепсии для изучения этой патологии у человека.

Посмертное исследование тканей американца, который погиб от ПСПЭ — редкого, но опасного осложнения кори, — позволило воссоздать картину распространения вируса в головном мозге человека. Медики предупредили, что эта смертельная болезнь может участиться на фоне роста числа непривитых от кори людей.

Риск заболеть болезнью Альцгеймера сильно зависит от генетических факторов. Чаще всего мутации его повышают, но некоторые, напротив, заметно снижают. Новое исследование посвящено механизмам защитного действия так называемой мутации Крайстчерч — ученые надеются, что она поможет создать новый метод терапии нейродегенерации.

Ученые из НИЯУ МИФИ и ФИЦ Биотехнологии РАН разработали математический алгоритм, позволяющий с высокой точностью находить повторяющиеся элементы в геномах. Они протестировали новый подход на девяти видах бактерий, и в геномах каждого вида обнаружили ранее неизвестные повторы. По мнению исследователей, алгоритм поможет находить новые генетические мишени для увеличения продуктивности бактериальных штаммов или для получения новых антибиотиков.

Развитие многих типов рака сопровождается хромотрипсисом — разрушением хромосом на части, которые затем срастаются обратно, но с изменениями. Авторы новой статьи в Nature выяснили механизмы хромотрипсиса и их роль в перерождении клеток в злокачественные.

Обработка высокими температурами вызывает повреждения в ДНК клеток мяса. Такие нуклеотиды усваиваются организмом во время еды, встраиваются в его собственную ДНК и вызывают появление опасных мутаций.

Джо Кэмерон более 70 лет почти не испытывает боли и страха, зато имеет быструю регенерацию. Авторы нового исследования выяснили: причина таких удивительных «суперспособностей» — редкие мутации, в том числе в гене FAAH-OUT, который регулирует эндоканнабиноидную систему.

Участники мероприятия узнают, что становится причиной для появления мутации.

Человечество не один десяток лет уничтожает тараканов, используя их любовь к сладкому. В результате недавно у этих насекомых возникла мутация, делающая их безразличными к глюкозе. Именно это неожиданным образом повлияло на сексуальную жизнь насекомых, нарушив нормальное спаривание. Но тараканы, вместо того чтобы вымирать, придумали еще один трюк — изменили свои брачные повадки.

Растения с новыми свойствами обычно получают с помощью селекции и генетической модификации, в том числе геномного редактирования. Однако в новом проекте использован более экзотический способ — вызванный радиацией мутагенез. Исследователи отправили на околоземную орбиту семена сорго и арабидопсиса, в надежде что некоторые из них сохранят жизнеспособность, приобретут полезные мутации и окажутся более устойчивыми к неблагоприятным факторам.

Исследователи Тюмени и Москвы показали, что мутагенный эффект химического препарата фосфемида перспективен для получения полезных мутаций и увеличения генетического разнообразия растений.

Врожденное отсутствие носа, или ариния, — чрезвычайно редкая аномалия развития: за всю историю описано меньше сотни таких случаев. Новое исследование установило генетические основы аринии, а именно роль выключения гена SMCHD1 и связанной с ней активации гена DUX4.

Возможность гемоглобина крокодила связывать и удерживать кислород определяется не фосфатами, как у большинство позвоночных, а бикарбонатами. Это позволяет этим рептилиям оптимально использовать кислород и долгое время оставаться под водой. Чтобы выяснить, как появился такой белок, ученые реконструировали гемоглобин современных и древних крокодилов, а также архозавров. Оказалось, что его эффект обеспечивают не отдельные мутации, а их сложные комбинации.

Чем теплее среда, тем быстрее протекают физиологические процессы. Однако суточные колебания активности происходят равномерно, независимо от температуры. Немецкие ученые показали, что эта стабильность связана с транспортом белка, контролирующего циркадные ритмы, из ядра в цитоплазму клетки.

Доктор биологических наук Александр Марков расскажет, когда и почему нарушается постулат о полной случайности мутаций.

Ученые показали, что лабораторные эксперименты очень слабо отражают реальные эволюционные процессы, которые происходят в природе. Под воздействием простых и сильных факторов в эксперименте адаптивные мутации появляются в тех областях белков, которые в природе эволюционируют медленнее всего.

Сегодня науке известны онкогенные мутации в более чем 300 генах, и зачастую возникает необходимость ранжировать их, чтобы определить мишени для основного воздействия при лечении. Но в большинстве случаев мутации ранжируются по частоте встречаемости, что не обязательно соответствует их значимости в заболевании. Взять за основу силу мутаций предложили ученые МФТИ. С помощью биоинформатического анализа крупнейшей базы данных об онкогенных мутациях TCGA PanCanAtlas они разработали новый способ ранжировать гены-драйверы, запускающие болезнь.

Оказалось, кораллы Элкхорна (Acropora palmata) могут передавать потомству мутации, накопленные в клетках тела. Как правило, перенос мутаций возможен только через половые клетки, и ученые не до конца понимают, как кораллам удается преодолеть это ограничение. Однако такой механизм, вероятно, позволяет кораллам быстрее проверять полезность мутаций и лучше адаптироваться к меняющейся среде обитания.

Исследователи из Центра молекулярной и клеточной биологии Сколтеха сравнили, как разные методы предсказания структуры белка влияют на дальнейшую оценку его стабильности после мутации. Оказалось, что одинаковый результат дают как экспериментально полученная трехмерная структура близкого по последовательности белка, так и предсказанная искусственным интеллектом структура исследуемого белка. А вот попытка предсказать структуру интересующего ученых белка на основе известной строения его «родственника» только ухудшает предсказание. Это упростит исследователям предварительные вычисления при оценке изменения стабильности вследствие мутаций.

Ученые показали, что квантовые процессы играют роль в появлении спонтанных мутаций в процессе удвоения ДНК. Протон туннелирует вдоль водородной связи, соединяющей цепи ДНК, и при их разделении может оказаться не на той стороне. Это, в свою очередь, грозит стать причиной мутации.

В первом в своем роде исследовании ученые сравнили частоту мутаций ДНК в клетках различных видов млекопитающих — от кролика до жирафа и, конечно, человека. Результаты работы подтверждают давнюю теорию, связывающую частоту мутаций с продолжительностью жизни, старением и развитием раковых заболеваний.

Нейросети помогли изучить репарацию повреждений ДНК в беспрецедентных деталях и указали на некоторые новые важные аспекты ее работы.

Новый вариант возбудителя Covid-19, вероятно, приобрел по крайней мере одну из своих мутаций, взяв фрагмент генетического материала от другого вируса — возможно, вызывающего простуду.

Эксперименты показали, как генетическая мутация, обнаруженная у мышей и обезьян, влияет на распространение по организму ВИЧ и вируса Эбола.

Ученые показали, что существует общий отбор внутри хозяина SARS-CoV-2, который действует на бессмысленные и, возможно, синонимичные мутации. Это имеет значение для методов оценки скорости изменений вируса.

Исследование показало, что клональный мозаицизм семенников способствует передаче патогенного экзонного варианта потомству в одном из 15 случаев и из-за своей стабильности представляет пожизненную угрозу для детей.

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

Международное исследование, в котором приняли участие более 645 тысяч человек, выявило редкий вариант гена: вероятно, он обеспечивает защиту от набора лишнего веса.

Врачи описали первый случай заражения лямбда-вариантом коронавируса в южной части Бразилии. Исследователи обнаружили восемь мутаций, определяющих этот штамм, в дополнение к 19 мутациям, которые ранее выявили у других подвидов SARS-CoV-2 этой линии.

Российские ученые выяснили, что белки C/EBP, которые участвуют в работе стволовых клеток и влияют на метаболизм и продолжительность жизни человека, еще и вызывают появление мутаций в регуляторных районах генов. Это может нарушать деление клеток, менять их «жизненный путь» и приводить к серьезным заболеваниям, включая рак.

Исследователи Сколтеха и их коллеги из России и США показали наличие связи между двумя компонентами системы бактериальной защиты CRISPR-Cas: один из которых уничтожает генетически чужеродные элементы, например, вирусы, а другой сохраняет эти элементы «в памяти» бактерии, записывая фрагменты их ДНК в специальную участок бактериального генома. За счет обнаруженной авторами связи бактериям удается эффективно обновлять свою иммунную память в случае заражения мутантными вариантами вируса, которые научились обходить защиту CRISPR-Cas.

Крупнейшее в своем роде исследование не выявило доказательств того, что родители — ликвидаторы последствий аварии на ЧАЭС, а также жители города Припять и ближайших населенных пунктов, — получившие дозу радиации, передали избыточные мутации своим детям.

Неспособность кроликов-мутантов прыгать связали с нарушением работы интернейронов, через которые координируется двигательная активность тела.

Международный консорциум Telomere-to-Telomere, куда вошли ученые СПбГУ, опубликовал первую версию нового референсного генома человека. В ней впервые, при участии представителей университета, удалось расшифровать центромеры — участки ДНК с большим количеством повторов, составляющие около двух процентов всего генома. С помощью эталона ученые смогут найти больше связей между мутациями и болезнями, а значит — повысить эффективность различных видов лечения.

Группа американских исследователей изучила образцы тканей головного мозга умершего донора с ранее неизвестными нейродегенеративным заболеванием. Выяснилось, что болезнь вызвала редкая генетическая мутация, а по признакам она похожа на болезнь Альцгеймера.