Представительная геометрия как метрическая мера достоверности для сетей, ограниченных коннектомом: доказательства из зрительной системы Drosophila

Правильное управление поведением стволовых клеток имеет решающее значение для поддержания гомеостаза тканей. В организме Drosophila белки, связанные с гладкими септатными юнкциями (sSJ), играют ключевую роль в регулировании пролиферации кишечных стволовых клеток (ISC) через активность атипичного PKC (aPKC). В данном исследовании мы исследуем основные механизмы этого процесса. Мы обнаружили, что уровень aPKC в апикальной коре уменьшается в процессе дифференцировки энтеробластов, что соответствует апикальному накоплению белков sSJ. В условиях недостатка белков sSJ aPKC оставался в апикальной коре энтеробластов, что сопровождалось избыточной пролиферацией ISC. Манипуляции с Kibra, активатором пути Hippo, который связывается с aPKC, повлияли на избыточную пролиферацию ISC, вызванную дефицитом белков sSJ, в зависимости от домена связывания с aPKC, что выявляет связь между aPKC и путями Hippo и/или Misshapen-Yorkie в пролиферации ISC. Это исследование предоставляет новые идеи о механизме регуляции стволовых клеток, в котором участвует антагонистическое взаимодействие между aPKC и юнктинными белками в дифференцирующихся предшественниках.

Протяженные структуры тела развивались многократно у животных, однако механизмы, лежащие в основе развертывания таких органов, часто остаются неизвестными. Личинки мух-эриталин (мух с длинным хвостом) обладают чрезмерно удлинёнными задними дыхательными сифонами, однако механизм их продления не был экспериментально исследован. В этом исследовании, используя пойманные в дикой природе личинки Helophilus virgatus, мы показали, что продление заднего сифона достигается через механизм складывания и раскладывания, выявленный с помощью флуоресцентной маркировки. Окрашивание фаллоидином также показало, что, в отличие от Episyrphus sp. и Drosophila melanogaster, H. virgatus обладает плотной сетью поперечно ориентированных мышечных волокон в заднем сифоне. Поведенческий анализ также продемонстрировал, что задний сифон функционирует не только в дыхании, но и как пропульсивный орган для движения у поверхности с помощью ассиметричного гребка. В целом, наши результаты определяют структурные и кинематические основы развертывания заднего сифона и демонстрируют, как специализированный дыхательный орган может эволюционировать в многофункциональный придаток, который поддерживает как дыхание, так и локомоцию.

В данной работе обсуждается, как выделение активных форм кислорода (ROS) глиальными клетками, индуцированное белком Duox, способствует процессам регенерации в мозге Drosophila. Это исследование подчеркивает важность глиальных клеток не только в поддержании гомеостаза, но и в регенеративных ответах нервной системы после повреждения.

Сопоставление наноразмерной архитектуры тканей с необъективным молекулярным составом в одном и том же образце остается важной задачей в пространственной биологии. Современные методы пространственной протеомики либо не обладают разрешением изображения, необходимым для различения наноразмерной архитектуры тканей, либо обеспечивают лишь ограниченное покрытие протеома, а нецелевая протеомика, способная на глубокую идентификацию белков, еще не была интегрирована с суперразрешающим изображением в рамках одного рабочего процесса. Здесь мы представляем microProteomEx, интегрированную платформу, которая сочетает расширение тканей с помощью гидрогеля с флуоресцентной имиджингом, совместимым с масс-спектрометрией, лазерной микроиссечением и протеомикой с нижним входом для достижения одновременного трехмерного суперразрешающего изображения (эффективное боковое разрешение до ~47 нм на обычных микроскопах с ограничением дифракции) и пространственно разрешенной протеомики при масштабируемом боковом разрешении 29-100 мкм (0.02-0.28 нл объемного разрешения). Оптимизируя фиксацию, якорение белков и вторичную стратегию повторного встраивания, мы расширяем метод до механически стойких тканей, включая почки и сердце мыши, а также до клинических образцов, зафиксированных формальдегидом и обработанных парафином. Мы демонстрируем протеомику однослойного клубочка и отдельной бляшки (450-1000 белков на структуру), выявляем протеомные различия между злокачественной меланомой и гигантской врожденной меланоцитарной невусом в редком педиатрическом случае, а также характеризуем морфологически разрешенную молекулярную гетерогенность корковой и диффузной бляшек амилоид-бета в мышином модели болезни Альцгеймера на двух стадиях болезни. MicroProteomEx устанавливает широко доступную основу для коррелирования ультраструктуры тканей с глубокой пространственной протеомикой, с прямыми последствиями для биологии заболеваний, открытия биомаркеров и персонализированной медицины.

Соленость почвы ограничивает продуктивность пшеницы, нарушая водопоглощение, гомеостаз Na⁺/K⁺, фотосинтез, репродуктивное развитие и заполнение зерна. Хотя об устойчивости пшеницы к солености часто говорят в терминах отдельных черт, таких как исключение Na⁺, антиоксидантная защита, накопление осмолитов или сигнальная система абсцизовой кислоты, эти реакции функционируют как взаимосвязанные сигнальные сети. В этом обзоре адаптация пшеницы к солености пересматривается как процесс, управляемый взаимодействием, связывающий раннее восприятие корней с акклиматизацией всего растения и результатами, связанными с урожаем. На интерфейсе корень-почва соленость быстро снижает внешний водяной потенциал, изменяет мембранный потенциал, нарушает ионные потоки и вызывает ранние сигналы Ca²⁺, активных форм кислорода (ROS), pH, оксида азота, электрические сигналы и сигналы фосфорилирования. Сенсоры и декодеры Ca²⁺, включая CaM/CMLы, CDPKи и модули CBL-CIPK, связывают эти ранние сигналы с регуляцией ROS, активностью ионных транспортёров, каскадами киназ и транскрипционной перестройкой. ABA интегрирует осмотический стресс с закрытием устиц, гидравлической настройкой, накоплением совместимых солей и регуляцией использования воды, в то время как дополнительные гормональные и метаболические сигналы формируют архитектуру корней, сдерживание роста, старение, баланс источник-резервуар и защиту репродукции. Доказательства, специфичные для пшеницы, настоятельно подтверждают важность опосредованного извлечения Na⁺, регулирования ионов, подобного SOS, удержания K⁺, антиоксидантной способности, регулирования воды, связанного с ABA, осмотической корректировки и генотипически зависимых транскрипционных реакций. Тем не менее, несколько важных модельных сигнальных схем, включая точные сигнатуры Ca²⁺, динамику обратной связи Ca²⁺-ROS в реальном времени, сигналы устиц ABA-ROS-Ca²⁺, системные волны Ca²⁺/ROS и специфическое для солености редокс-гормональное управление заполнением зерна, остаются неполностью проверенными в пшенице. Разделяя механизмы, поддерживаемые пшеницей, и сохранённые модели растений, этот обзор идентифицирует ключевые сигнальные хабы и физиологические компромиссы, которые могут направить селекцию, редактирование генома, подготовку и агрономические стратегии для улучшения производительности пшеницы в условиях соли.

Высокопатогенный вирус птичьего гриппа A H5N1 недавно расширил свой спектр млекопитающих; в 2024 году в молочных коровах США появился генотип B3.13 с выраженной тро́пностью к молочной железе. В прошлом иммунология вируса гриппа A в основном изучалась на моделях респираторных инфекций, тогда как данное исследование описывает иммунные реакции после интра-молочной инфекции. После интра-молочной атаки H5N1 на коров породы Джерси в ранний период доения была проведена интегрированная характеристика дозо- и компартмент-специфических (альвеолы против соскового резервуара) профилей цитокинов и хемокинов в сочетании с динамикой переферических лейкоцитов и ответом антител против H5 или N1. Результаты показывают, что индуцированные инфекцией, ограниченные по четверти, монофазные воспалительные сети достигают максимума на 3-7 день после инфекции, сопровождаясь координированным расширением миелоидов в периферии и активацией лимфоцитов, способных к продукции IFN-γ, а также ростом титров антител в четвертях.