Подтипы сетевой схожести коры выявляют молекулярные корреляты нормального и компенсаторного старения, связанные с экспрессией генов долголетия

Трансгенерационная пластичность может формировать фенотип растений и влиять на реакцию растений на изменения в окружающей среде, взаимодействуя с текущими условиями. Хотя в последнее время все больше документируется, как предыдущий стресс взаимодействует с текущими оптимальными или стрессовыми условиями в рамках одного растения, трансгенерационная пластичность остается особенно плохо изученной, особенно на уровне метаболома. В нашем исследовании мы изучали, вызывает ли термический стресс трансгенерационные метаболические и фенотипические изменения в двух последовательных клонах подантарктического водного растения Limosella australis. Мы использовали ненаправленные метаболомные подходы и измеряли морфологические и производственные характеристики, чтобы оценить как трансгенерационную пластичность метаболома, так и фенотипа. Мы обнаружили, что термический стресс изменил метаболический профиль и повлиял на стратегию поиска пищи нашего клонированного растения, и что некоторые из этих метаболических изменений сохранялись в первом клонированном поколении. Это поколение, следовательно, приняло промежуточную стратегию роста, хотя условия культивирования были оптимальными. Сравнивая дифференциально накопленные элементы между дочерними клонами от термоусиливающих матерей и от матерей без стресса, мы идентифицировали общее и специфическое накопление метаболитов в ответ на термический стресс, относящихся к различным семействам соединений. Однако мы не наблюдали никаких адаптивных преимуществ и метаболических отпечатков во время другого термического стресса, примененного ко второму клонированному поколению. Эта работа предоставляет особенно новые подсказки о том, как метаболом растений интегрирует и передает информацию о предыдущих стрессовых клонированных поколениях.

Модуляция иммунных клеток как терапевтических инструментов приобрела значительное клиническое значение в лечении рака. Среди них макрофаги представляют собой многообещающую иммунотерапевтическую платформу не только потому, что они могут поглощать опухолевый материал, но и потому, что они существенно формируют опухолевую микросреду через продукцию цитокинов, презентацию антигенов, метаболическую регуляцию и модуляцию других иммунных и стромальных популяций. Липидные наночастицы (ЛНП) позволили перевести РНК-терапии в клиническую практику и, следовательно, считаются золотым стандартом доставки генов. Однако оптимизация ЛНП для доставки РНК в макрофаги остается активной областью исследования. Здесь мы предлагаем модификацию поверхности непегилированных ЛНП с использованием подхода

Листки плазматической мембраны, созданные с помощью контролируемого механического разрушения, обеспечивают прямой доступ к цитозольной стороне плазматической мембраны при сохранении родной организации мембраноассоциированных белков и липидов. Здесь мы представляем протокол для генерации и валидации листков плазматической мембраны, полученных с использованием соникации, из культур клеток, первичных нейронов и изолированных синаптосом. Мы также описываем их применение для живой и фиксированной визуализации локализации мембранных белков, их организации, конформационной динамики и взаимодействий белков, а также количественных испытаний рекрутирования мембраноассоциированных синаптических пузырьков. Эта универсальная платформа сохраняет родную среду мембраны и одновременно позволяет проводить прямую визуализацию и количественный анализ мембраноассоциированных процессов с высоким пространственным разрешением. Протокол может быть легко адаптирован для изучения различных мембранных белков, зависимых от липидов механизмов и событий, связанных с прикреплением пузырьков, в широком круге клеточных систем.

Вирусная репликация демонстрирует значительную гетерогенность среди отдельных клеток. Хотя временные каскады экспрессии генов, как полагают, способствуют такой гетерогенности у ДНК-вирусов, остается неизвестным, регулируется ли их темп и как вариабельность между клетками влияет на результаты инфекции на уровне популяции. В данном исследовании мы разработали платформу для высокопроизводимого мониторинга живых клеток, чтобы отслеживать динамику экспрессии генов HSV-1 в отдельных клетках, и в сочетании с секвенированием РНК на уровне клетки определили кальмодулин (CaM) как регулятор темпа экспрессии генов HSV-1 в хозяине. CaM ускоряет переход от немедленного раннего к раннему и позднему фазам на уровне одной клетки, ускоряя их начало. Увеличивая долю клеток, производящих вирус, без изменения объема выброса, CaM изменяет распределение результатов инфекции, таким образом способствуя вирусной репликации на уровне популяции. Фармакологическая ингибация CaM защищает мышей от летальной инфекции, превышая эффективность ацикловира. Эти результаты подтверждают, что временной контроль, опосредуемый CaM, является ключевым фактором, определяющим вирусный выход на уровне популяции и регулирующим гетерогенность инфекции.

Болезнь Альцгеймера (БА) определяется и стадийно классифицируется на основе стереотипного, прогрессирующего накопления амилоид-бета (A{beta}) бляшек и гиперфосфорилированных тау (pTau) нейрофибриллярных клубков в различных областях мозга. Эти области существенно различаются по своей архитектуре и функциям, но в значительной степени сохраняют клеточный состав, с некоторой региональной спецификацией. Поскольку патология накапливается, определенные нейроны теряются, а не нейронные клетки переходят в состояния, ассоциированные с болезнью, но остается неясным, являются ли типы клеток, пораженные в одной области, такими же в других областях. Здесь мы расширили Атлас клеток мозга при болезни Альцгеймера в Сиэтле (SEA-AD) на десять неокортекальных и аллокортекальных областей, охватывающих кортикальную дугу канонического стадирования БА, профилируя приблизительно семь миллионов ядер от 84 доноров с помощью секвенирования РНК с одиночными ядрами, ATAC-seq и Multiome наряду с количественной нейропатологией и секвенированием всего генома. Ядра были сопоставлены с расширенной референсной таксономией Инициативы BRAIN, содержащей 207 типов клеток, иерархическая псевдо-прогрессия обеспечила непрерывные, донорные уровни оценки патологии БА в каждой области и по всему мозгу, совместно моделируя A{beta} и pTau. Изменения в клетках были как высокоспецифичными, так и поразительно последовательными: лишь около 30% типов клеток изменились в относительной частоте, но те, кто изменился, изменились в согласованном направлении в различных областях. Конкретные подмножества ингибирующих интернейронов Sst, Lamp5, Vip, Sncg и Pvalb, а также миелинизирующих олигодендроцитов были потеряны скорее всего на самых ранних стадиях у донора с минимальной патологией, наряду с первоначальным появлением ассоциированных с БА микроглией; потеря типов возбуждающих нейронов L2/3 и некоторых глубоких слоев, резкий рост микроглии и появление реактивных астроцитов последовали у доноров на более поздних стадиях. Регионально специализированные популяции также оказались уязвимыми, включая ожидаемые аллокортекальные типы, а также, неожиданно, специализированные возбуждающие нейроны слоя 4 (L4 IT) первичной зрительной коры (V1C) и смешанные ингибирующие интернейроны Sst и Pvalb. Ключевые изменения воспроизводились в трех независимых когортах, охватывающих более 700 дополнительных доноров. Мы исследовали два взаимодополняющих уязвимых населения в механистических подробностях: регионально специализированные нейроны V1C L4 IT, которые были потеряны поздно, несмотря на то, что их широко считали устойчивыми, и пан-кортикальные интернейроны Sst, которые потерялись в первые стадии болезни. Применяя многогранный ИИ-рабочий процесс, который конструировал гипотезы, основанные на литературе из дифференциального экспрессии для нейронов L4 IT, были выделены гипервозбудимость, частично опосредованная высоким уровнем экспрессии NMDA-рецепторов, как сходный фенотип уязвимости. Уязвимые интернейроны Sst сходились на гипервозбудимости через частично различные пути и обогащались экспрессией генов, приоритизированных в GWAS для БА, связывая их уязвимость с генетической архитектурой БА. Эти данные, доступные на SEA-AD.org, предоставляют многофункциональный региональный каркас для сообщества, чтобы исследовать молекулярные и клеточные изменения прогрессирования БА.

Охраняемые территории не могут остановить утрату биоразнообразия в изоляции; интеграция их с окружающими территориями, подверженными человеческому воздействию, имеет решающее значение. Однако эта интеграция осложняется значительной гетерогенностью ландшафта на их границах, что затрудняет понимание трансграничных изменений в предоставлении экосистемных услуг. Мы представляем новую структуру для характеристики этих динамических процессов путем анализа градиентов экосистемных услуг вдоль границ охраняемых территорий. Для 16 охраняемых территорий во французских Альпах мы оценили 12 экосистемных услуг, используя сочетание устоявшихся биофизических моделей и новых моделей на основе связности для подвижных видов. Эти данные были сгруппированы в три области, ориентированные на заинтересованные стороны, отражающие соответственно сельские, культурные и городские приоритеты управления. Автоматизированный полиномиальный регрессионный анализ классифицировал границы на пять типов градиентов. Наиболее распространенными были Убывающие Градиенты, представляющие собой снижение экосистемных услуг за пределами охраняемой территории, и Возрастающие Градиенты, имеющие противоположный паттерн. Наш анализ показывает, что эти закономерности обусловлены специфическими конфигурациями ландшафта, выявляя частые компромиссы между тремя приоритетами управления, когда, например, ландшафты, поддерживающие сельские приоритеты, часто ухудшают культурные и городские. Мы также выделяем ключевые возможности для синергии, определяя области, где экосистемные услуги для всех трех приоритетных областей увеличиваются одновременно за пределами охраняемой территории. Эта пространственно явная типология предоставляет мощный диагностический инструмент для проектирования целевых интервенций, таких как приоритизация восстановления местообитаний там, где экосистемные услуги снижаются, или управление сельскохозяйственными ландшафтами для смягчения конфликтов между приоритетами управления, поддерживая более эффективную интеграцию охраняемых территорий в более широкий ландшафт.