Таламическая ингибирующая цепь согласует сенсорное кодирование с выученной ценностью

Обнаружение мутаций митохондриальной ДНК (мтДНК) на уровне отдельных клеток имеет значительный потенциал для определения клональных связей в масштабе, в сочетании с информацией о состоянии клеток у человека. Предыдущие методы фокусировались на мутациях с высокой гетероплазмией, которые, хотя и содержат ценные данные, редки и могут подвергаться функциональному отбору, что ограничивает информацию о родстве и потенциально вводит искажения в отслеживании. Хотя более сложно обнаружить, промежуточные и низкие мутации с гетероплазмией мтДНК имеют ценность из-за своего высокого разнообразия, обилию и меньшей предрасположенности к отбору. Для улучшения обнаружения мутаций мтДНК и содействия точному отслеживанию родословной мы разработали подход, называемый «Регуляторный мультиомикс с глубоким профилированием митохондриальных мутаций» (ReDeeM), представляющий собой интегрированную экспериментальную и вычислительную структуру. Здесь мы конкретно рассматриваем две аналитические проблемы, которые являются центральными для анализа родословной на основе мтДНК: достоверность рабочих процессов вызова вариантов и надежность филогенетического вывода. Мы демонстрируем, что, воспользовавшись ошибками поправки на основе консенсуса, вызовы мутаций мтДНК ReDeeM достигают высокой достоверности, соотносясь с настоящими мутационными сигнатурами даже для мутаций, поддерживаемых одной молекулой на клетку. Мы также разработали улучшенный подход к фильтрации после консенсуса, названный «filter2», который систематически идентифицирует и фильтрует остаточные артефакты, обогащенные краями, хотя они затрагивают лишь меньшинство вызовов мутаций. Чтобы систематически проверить ReDeeM, мы недавно провели эксперимент с лентивирусным баркодированием в человеческих гемопоэтических стволовых клетках, уникально пометив каждую клетку перед ее расширением и дифференциацией, чтобы предоставить основную правду для оценки точности отслеживания родословной. Такая валидация демонстрирует, что оригинальный аналитический подход ReDeeM (filter1) надежно восстанавливает истинную клональную структуру с высокой разрешающей способностью и отзывчивостью. Включение промежуточных и низких вариантов гетероплазмии (<10% на клетку) значительно улучшает выводы о родословной, в то время как исключение мутаций, поддерживаемых одной молекулой на клетку, удаляет истинный клональный сигнал и ухудшает восстановление истинных клонов. Оба фильтра filter1 и filter2 точно восстанавливают истинные клоны и превосходят ранее использовавшиеся подходы на основе мтДНК в отношении точности и отзывчивости, при этом filter2 обеспечивает дополнительные улучшения в производительности. Наконец, хотя ReDeeM продвигает отслеживание родословной на основе мтДНК, восстанавливая истинные клоны с высокой разрешающей способностью, количественная оценка филогенетической неопределенности от митохондриального наследования остается нерешенной. Для решения этой проблемы мы недавно разработали и проверили MitoDrift как платформу следующего поколения, учитывающую дрейф для отслеживания родословной мтДНК, которая дополнительно укрепляет филогенетический вывод и предоставляет интерпретируемые оценки неопределенности.

Мультиболезненные состояния сказываются на большинстве пожилых людей, получающих амбулаторную медико-социальную помощь (АМС), что приводит к неправильной полипрагмазии и повышенному риску негативных последствий. Хотя прекращение назначения может смягчить эти риски, фрагментация коммуникации при переходе из больницы на амбулаторное лечение остается серьезным препятствием. Это исследование изучило взгляды заинтересованных сторон на использование телемедицины для содействия прекращению назначения лекарств у пожилых людей с мультиболезненностью, получающих постострочную АМС. Мы провели полуструктурированные интервью с 44 заинтересованными сторонами из 12 штатов США, включая 14 пациентов АМС и 30 клиницистов (врачей, медсестер, фармацевтов и медсестер АМС). Рополненные социоэкологической моделью прекращения назначения, интервью изучили факторы на индивидуальном, межличностном, организационном и общественном уровнях, связанные с использованием телемедицины при прекращении назначения. Анализ следовал этапному, итеративному подходу с независимым дублирующим кодированием и консенсусом межпрофессиональной команды для обеспечения достоверности. Результаты классифицировали телемедицину как многообещающий инструмент для согласования медикаментов с "4M" (Лекарства, Настроение, Мобильность и Важные вещи) через согласованное прекращение назначения. На индивидуальном уровне заинтересованные стороны отметили, что готовность к телемедицине зависит от когнитивных способностей пациентов и цифровой грамотности. На межличностном уровне телемедицина обеспечивала многопрофильные "виртуальные встречи" в реальном времени, которые уменьшали задержки в коммуникации, но иногда могли перегружать пациентов и были логистически сложными для планирования. Организационные барьеры включали ограничения на возмещение и сложное синхронное планирование. Общественные факторы включают равный доступ для сельских или низкооплачиваемых популяций, которые могут получить наибольшую выгоду от прекращения назначения, поддерживаемого телемедициной, из-за трудностей в доступе к лечению. Заинтересованные стороны подчеркнули необходимость гибридного подхода, который сочетает виртуальные консультации с врачом с поддержкой клинициста на дому для обеспечения контекста и содействия реализации пациент-центрированного прекращения назначения. Телемедицина может поддерживать согласованное прекращение назначения во время переходов в постостройной помощи в АМС. Гибридная модель, совмещающая удаленные консультации врачей с поддержкой клинициста на дому, является предпочтительным подходом для устранения недостатков координации. Для максимизации воздействия в будущем необходимо улучшить возмещение, инфраструктуру и планирование для интеграции телемедицины в рутинные процессы прекращения назначения.

Ветераны британской программы ядерных испытаний представляют собой возрастную группу бывших военнослужащих, которые могли подвергнуться воздействию ионизирующего излучения в ходе участия в ядерных испытаниях. Настоящее исследование было направлено на сравнение соматического мутационного ландшафта когорты из 30 ветеранов ядерных испытаний с соответствующей по возрасту когорте из 30 ветеранов-контролей. Варианты были определены на основе общедоступных данных полногеномного секвенирования с использованием биообработочной схемы, разработанной в соответствии с эталонными подходами, определенными Институтом Броуда. Полученный набор сырых SNV и INDEL вариантов для каждого отдельного ветерана подвергся нескольким этапам фильтрации, чтобы уменьшить шум, возникающий от общих мутаций, прежде чем среднее количество и типы были сопоставлены для каждой когорты с использованием теста Груббинса. Геномное распределение этих вариантов также было исследовано путем оценки наличия кластеризации мутаций, характерной для воздействия радиации (SNV и/или INDEL, происходящие в пределах 10 пар оснований) с использованием скользящего окна размером 10 пар оснований, а также отдельным идентификацией мутационных сигнатур путем подгонки SNV к базе данных COSMIC Human Cancer v3.4. При сравнении когорт ветеранов ядерных испытаний и контроля мы не обнаружили статистически значимого увеличения частоты какого-либо типа вариантов или кластеров. Dominant SBS сигнатуры в обеих когортах были характерны для процесс старения. Качественная оценка функционального воздействия наиболее часто наблюдаемых вариантов в каждой когорте показала, что они также ассоциированы с возрастом. Например, в контрольной когорте были обнаружены варианты в LINC02098-ETS1 и RCL1, генах, связанных с классическими возрастными состояниями, такими как потеря волос и остеоартрит. В когорте ветеранов ядерных испытаний мы наблюдали множественные варианты, влияющие на ген CHODL примерно у 40% участников. CHODL кодирует хондролектин, белок, важный для поддержания структурной целостности и функции тканей. В заключение, отсутствие значительных генетических различий между когортами, наряду с преобладанием мутаций, связанных с возрастом, согласуется с тем, что процесс старения является одним из основных факторов наблюдаемого соматического варианта у этих ветеранов, затмевая любые потенциальные воздействия окружающей среды, включая историческое воздействие радиации.

Механочувствительные каналы большого проводимости (MscL) являются жизненно важными защитными клапанами бактерий, предотвращающими осмотическую лизу путем высвобождения солей в ответ на напряжение мембраны. Несмотря на обширные функциональные исследования Escherichia coli MscL (EcMscL), его структура в высоком разрешении оставалась неизвестной. Используя крио-электронную микроскопию, мы представляем экспериментальную структуру EcMscL, восстановленного в нано-дисках с разрешением 3.1 Å. Структура демонстрирует пентамерную сборку с узкими гидрофобными воротами на цитозольной стороне и периплазматической полостью, что соответствует канонической конфигурации MscL. Отличия от ранее опубликованных кристаллических структур MscL от других организмов находятся в менее консервативной периплазматической петле. Мы наблюдаем ранее не описанную димерную ассоциацию пентамеров EcMscL, опосредованную остатками 61-63 в периплазматической петле. Этот димерный интерфейс расположен на периплазматической стороне и предоставляет структурную основу для образования кластеров более высокого порядка. Наблюдаемая компоновка позволяет получить жидкоподобную, мозаичную упаковку каналов с центровыми расстояниями 5.9-9 нм, что соответствует биофизическим и визуализационным данным. Эти находки предоставляют структурную основу для понимания организации кластеров EcMscL, которые модулируют его активность в ответ на клеточный стресс.

Обучение словам в контексте является основным механизмом приобретения словарного запаса в детстве. У взрослых успешное понимание значения слова из контекста приносит внутреннее удовлетворение и связано с повышенной активностью в мозговых областях, отвечающих за вознаграждение. Остается неясным, поддерживают ли аналогичные механизмы вознаграждения обучение словам у детей и отличаются ли они в зависимости от уровня навыков. Мы использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для изучения нейронных реакций во время обучения словам в контексте у 25 детей в возрасте 11-13 лет с типичными читательскими навыками и у 20 сопоставимых по возрасту детей с дислексией. Нормические читатели продемонстрировали повышенную активацию в ключевых областях обработки вознаграждений, включая вентральный стриатум, когда успешно усваивали значения новых слов. В отличие от них, дети с дислексией не проявили сопоставимых реакций, связанных с вознаграждением, несмотря на выполнение той же задачи. Важно отметить, что эта разница между группами была специфической для обучения словам, поскольку не было значительных различий в реакциях вентрального стриатума во время небоярической задачи на материальное вознаграждение. Кроме того, чтобы подтвердить поведенческую значимость этих нейронных находок, мы исследовали независимую выборку детей, сопоставимую по возрасту. Мы обнаружили, что более сильные навыки чтения были связаны с большей удовлетворенностью во время успешного обучения словам. Вместе эти результаты предполагают, что взаимодействие между системами вознаграждения и языка во время обучения словам в контексте зависит от уровня чтения. Уменьшенная реакция внутреннего вознаграждения на успешное языковое обучение может способствовать различиям в развитии чтения и иметь последствия для разработки более увлекательных и эффективных интервенций для struggling readers.

Дисрегуляция фибробластов способствует патологической фиброзе и аномальному восстановлению. Новые данные свидетельствуют о том, что фибробласты накапливаются в поражениях после повреждения центральной нервной системы, но неясно, каким образом они влияют на восстановительные реакции олигодендроцитов, особенно в условиях старения. В данной работе мы сообщаем, что фибробласты накапливаются в паренхиме белого вещества спинного мозга молодыми мышами в возрасте 6–10 недель после демиелинизации, вызванной лиозолецитином. Это было впервые зафиксировано с помощью иммунофлуоресцентной микроскопии с использованием нескольких маркеров, относящихся к фибробластам, включая тромбоцитарный фактор роста-{бета}, коллаген тип 11, гладкомышечный актин, периостин и фибронектин; а также с использованием трансгенных мышей с отчетчиком TdTomato на основе тромбоцитарного фактора роста-{бета}. Одноядерная и пространственная транскриптомика поражений, вызванных лиозолецитином, установила наличие фибробластов в этих поражениях и выделила их из близкородственных перицитов. Анализ лиганды-рецепторы CellChat подчеркивает фибробласты в среде лиозолецитина как основной источник сигналов для микроглии/макрофагов и предшественников олигодендроцитов, с множеством взаимных взаимодействий. Проникновение фибробластов было стимулировано микроглией/макрофагами, как и ожидалось из их временного представления в поражениях, вызванных лиозолецитином, и из экспериментов в культуре тканей, где миграция фибробластов была усилена макрофагами. Особую значимость для спонтанных регенеративных событий при демиелинизации, вызванной лиозолецитином, имеет то, что области накопления фибробластов были свободны от предшественников олигодендроцитов. В культуре тканей предшественники олигодендроцитов не могли проникнуть в области фибробластов. Более того, накопление фибробластов после травмы, вызванной лиозолецитином, усиливается с увеличением возраста, что является известным фактором, препятствующим способности к ремиелинизации после травмы, и исключение предшественников олигодендроцитов из областей фибробластов у мышей в возрасте 48–52 недель превышает показатели у более молодых животных в возрасте 6–10 недель. Наконец, при анализе общедоступной базы данных одноядерной РНК при рассеянном склерозе мы обнаружили фибробласты на краях хронически активных и хронически неактивных поражений, а также в их центрах, но в меньшем количестве в перифокальных или нормальных белых веществах. Мы выявили несколько сетей коммуникации между фибробластами, микроглией/макрофагами и предшественниками олигодендроцитов в этих поражениях при рассеянном склерозе. Наши коллективные результаты демонстрируют роль фибробластов в невропатологии, ассоциированной с демиелинизацией, которая усугубляется старением, и подчеркивают важность регулирования фибробластов для содействия эффективному восстановлению центральной нервной системы.