На прошлой неделе в Nature publishing group
Наиболее интересные публикации в последних выпусках журналов, входящих в Nature publishing group, по версии обозревателей сайта Genomeweb.
Метагеном микробиома
Ученые создали каталог генов человеческого микробиома – видов микробов, населяющих кишечник человека. Согласно недавним оценкам (и к ужасу некоторых авторов газетных статей и их читателей :), в наших организмах сосуществуют до 100 триллионов бактериальных клеток, что на порядок превышает общее число клеток человеческого организма, а микробные геномы, в совокупности, кодируют в 100 раз больше генов, чем геном человека. Основная часть микробной массы проживает в наших кишечниках и участвует в процессах усвоения организмом человека питательных веществ. Здоровье человека в значительной степени зависит от состояния кишечной микрофлоры, а изменение ее состава может провоцировать возникновение воспалительных заболеваний кишечника и ожирение. Исследования показали, что состав кишечной микрофлоры может значительно различаться у здоровых людей, хотя у детей эти различия выражены сильнее, чем у взрослых. Изучение состава и функционирования кишечной микрофлоры позволит более точно установить взаимосвязь между ее состоянием и конкретными заболеваниями человека.
В статье A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing, опубликованной в последнем выпуске журнала Nature, международная группа ученых представила результаты секвенирования 576,7 миллиардов пар нуклеотидов ДНК, выделенных из образцов кала 124 жителей Дании и Испании, и анализа 3,3 миллионов микробных генов, входящих в состав просеквенированных последовательностей. Оказалось, что 99% просеквенированных генов принадлежат 1000-1150 видам бактерий, из которых не менее 160 наиболее распространенных видов встречаются в кишечнике каждого из обследованных. Составленный исследователями каталог кишечной микрофлоры позволит в дальнейшем определять функции, необходимые для существования бактерий в кишечнике.
Эндотелий сосудов из эмбриональных стволовых клеток: повышение производительности метода подтвердит флуоресценция
В области дифференцирования человеческих эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) в эндотелиальные существовала проблема получения стабильно растущей популяции клеток кровеносных сосудов. Способ долговременного культивирования эндотелиальных клеток, полученных из ЭСК, разработанный группой нью-йоркских ученых, описан в статье Expansion and maintenance of human embryonic stem cell–derived endothelial cells by TGFβ inhibition is Id1 dependent, опубликованной в последнем выпуске журнала Nature Biotechnology. Вызванная ингибированием трансформирующего фактора роста бета (transforming growth factor beta, TGF-beta) наработка белка Id1 (inhibitor of differentiation – ингибитор дифференцировки клеток) в эндотелиальных клетках, полученных из человеческих ЭСК, необходима для усиленной пролиферации и сохранения дифференцированного состояния этих клеток. Для определения путей дифференцировки ЭСК в клетки сосудов, а также для усиления клеточного деления исследователи проводили скрининг факторов, определяющих развитие ЭСК в эндотелиальные клетки, с помощью репортерной конструкции hVPr-GFP. В такой связке генов зеленый флуоресцирующий белок (green fluorescent protein, GFP) находится под контролем промотера гена VE-cadherin, кодирующего специфичный для эндотелиальных клеток трансмембранный белок. В результате факторы, активирующие в клетках наработку белков, специфичных для эндотелиальных клеток, одновременно активируют промотор гена VE-cadherin, повышая тем самым синтез GFP. Согласно предложенной учеными методике, ингибирование TGF-beta на 7 день от начала дифференцирования приводило к десятикратному увеличению клеток, содержащих GFP (hVPr-GFP), а повторное ингибирование вызывало 36-кратное увеличение числа эндотелиальных клеток, которые формировали гомогенные монослои в культуре и экспрессировали характерные для эндотелиальных клеток белки. С помощью аналогичной hVPr-GFP конструкции Id1-YFP, содержащей желтый флуоресцирующий белок (Yellow Fluorescent Protein, YFP), ученые обнаружили зависимость повышенной наработки белка Id1 и усиленной пролиферации эндотелиальных клеток, преобразовавшихся из ЭСК, от ингибирования TGF-beta. Разработанный учеными метод позволяет получать стабильно пролиферирующие эндотелиальные клетки из ЭСК на уровне, пригодном для клинического применения.
Целиакия и снипы: несчастливое число 13
В статье Multiple common variants for celiac disease influencing immune gene expression, опубликованной в журнале Nature Genetics, международной группе ученых удалось определить множественные распространенные варианты полиморфизма генов, влияющих на экспрессию генов иммунной системы при целиакии – наследственном аутоиммунном заболевании, проявляющимся в нарушении пищеварения, вызванного повреждением ворсинок тонкой кишки продуктами, содержащими глютен (рожь, пшеница, овес, солод). Используя методику широкомасштабного ассоциативного изучения генома (Genome-Wide Association Study, GWAS) второго поколения, позволяющую устанавливать статистически достоверную взаимосвязь между наблюдаемыми характеристиками организма (например, конкретным наследственным заболеванием) и характерным генотипом или генетическим маркером, в роли которого часто выступают снипы – последовательности ДНК, различающиеся одним нуклеотидом (single-nucleotide polymorphism, SNP), исследователи проанализировали специфические снипы 4533 больных целакией и 10750 человек, не страдающих этим заболеванием и составляющих контрольную группу. Среди изученных SNP ученые обнаружили 13 ассоциированных с целиакией участков генома, большинство которых оказались связанными с генами иммунной системы.
Дарья Червякова
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Genomeweb: This Week in Nature, March 04, 2010
10.03.2010