ДолголетиеbioRxivRasmussen, T., Bahner, J. I., Flegler, V. J., Hove, T. T. et al.3 мин чтенияpreprint

Структура MscL Escherichia coli и ее димерная формация в наносекундах

The Structure of Escherichia coli MscL and its dimer formation in Nanodiscs

Рубрика
Долголетие
Источник
bioRxiv
DOI
10.64898/2026.07.06.736777
Дата
07.07.2026
Автор
Rasmussen, T., Bahner, J. I., Flegler, V. J., Hove, T. T. et al.
Время чтения
3 мин

Это предварительная публикация, она не прошла научное рецензирование.

Долголетие

Аннотация

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.

Краткое резюме

Статья посвящена исследованию структуры механочувствительного канала MscL у Escherichia coli. С помощью крио-электронной микроскопии была выявлена пентамерная форма канала и установлено наличие димерных ассоциаций, что открывает новые аспекты в понимании его функционирования в условиях клеточного стресса.

Практический вывод

Данные о структуре и димеризации канала MscL могут помочь в разработке новых антибактериальных препаратов, направленных на ослабление защитных механизмов бактерий.

Ограничения

Это предварительная публикация, она не прошла научное рецензирование. Данные исследования основаны на предварительной публикации и требуют дальнейшего подтверждения в рецензируемых научных журналах. Также, исследования проводились на образцах, реconstitutes в определенных условиях, что может ограничивать универсальность полученных результатов.

Похожие исследования

Подборка учитывает рубрику, ключевые слова, аннотацию, резюме, практические выводы и источник.

Долголетие
Долголетие
67%

Дуальная ансамблевая модель функции инфралимбической коры в поведенческой гибкости

Инфралимбическая кора (ИЛ) описана как как способствующая, так и завершающая поведенческому поиску вознаграждения, однако обе функции, похоже, являются взаимоисключающими. Мы разрешаем это противоречие, предлагая дуальную ансамблевую модель: одну для предсказания действия-результата и другую для коррекции предсказания. С использованием долговременной минископической визуализации у крыс мы показываем, что в ходе обучения ансамбль предсказателей действия-результата усиливает свою активность, подавляя большинство нейронной популяции ИЛ. По мере стабилизации ситуации энтропия уменьшается, что отражает уточненную предсказательную модель. Во время угасания ансамбль коррекции предсказаний активируется в ответ на отсутствие вознаграждения. Компьютерное моделирование, основанное на этих двух ансамблях, успешно воспроизвело наши экспериментальные результаты. Эта структура объединяет конфликтующие модели, где манипуляции с ИЛ могут либо ускорять, либо полностью прекращать угасание, демонстрируя, что активность ИЛ динамически кодирует предсказательную точность. Наши результаты указывают на то, что ИЛ функционирует как предсказатель действия-результата, элегантно направляющий поведенческую гибкость.

Долголетие
Долголетие
67%

Инструментарий для 3D-геометрии мозга для анализа многосайтовой нейровизуализации

По сравнению с традиционными грубыми объемными показателями, модели, основанные на поверхности, обеспечивают большую пространственную точность для понимания изменений в мозге, связанных с развитием, неврологическими и психиатрическими расстройствах. Глобальные инициативы по исследованию мозга объединяют данные со всего мира, чтобы обнаружить и улучшить маркеры мозга, связанные с болезнями. Здесь мы представляем инструментарий для анализа 3D-геометрии мозга, направленный на решение ключевых задач, стоящих перед крупномасштабными исследованиями нейровизуализации. Наша структура включает масштабируемые методы для интеграции многосайтовых данных, коррекции специфичных для сайта искажений, ускоренного статистического моделирования, интерпретируемого машинного обучения и интерактивной визуализации результатов. Инструментарий был протестирован на данных из 21 независимой выборки, участвующей в Рабочей группе по биполярному расстройству ENIGMA (N = 3,373). По сравнению с традиционными объемными характеристиками мы показываем, как меры формы подкорковых структур могут быть объединены по сайтам исследования для выявления пространственно сложных различий между диагностическими группами и их связью с общими методами лечения. Статистическое моделирование было ускорено с использованием алгоритма быстрого и эффективного смешанного эффекта (FEMA) и достигнуто сокращение времени вычисления в 16 раз по сравнению с традиционными подходами. Модели машинного обучения показали, что характеристики формы могут обеспечить большую предсказательную эффективность по сравнению с традиционными объемными данными как для задач диагностики, так и для прогнозирования лечения, при этом интерпретируемые карты весов предоставляют информацию о локальных признаках, определяющих эффективность модели.

Долголетие
Долголетие
67%

Нанободи с высокой аффинностью к mNeonGreen: универсальные биохимические, клеточные и in vivo приложения.

mNeonGreen (mNG) является одним из самых ярких и устойчивых к фотодеградации мономерных зеленых флуоресцентных белков и широко используется для метки белков. В данной работе мы представляем sdAb(mNG), антитело единственного домена (sdAb) с высокой аффинностью, которое позволяет проводить биохимический захват, визуализацию и манипуляцию белками, мечеными mNG. Кристаллическая структура с разрешением 1,26 Å выявляет обширную поверхность взаимодействия между mNG и sdAb(mNG), что объясняет его высокую аффинность (KD = 0,39 нМ) и надежное распознавание мишеней в различных экспериментальных условиях. Это позволяет одному sdAb поддерживать приложения, которые обычно требуют нескольких специализированных инструментов. Мы демонстрируем полезность sdAb(mNG) в нескольких примерах приложений, включая высокоспецифическую иммунотерапию, прямую иммунофлуоресценцию и суперразрешающую визуализацию. Важно, что sdAb(mNG) сохраняет высокую эффективность распознавания мишеней даже в клеточных условиях. Когда он экспрессируется как интрабоди в живых млекопитающих клетках, sdAb(mNG) позволяет релокализацию белков, меченых mNG, в определенные компартменты или визуализацию транспорта синаптических пузырьков в первичных нейронах. В зебровых рыбках слияние sdAb(mNG) с деградационным доменом F-box индукцирует клеточно-автономное истощение эндогенного фактора транскрипции, меченого mNG, и приводит к явному морфологическому фенотипу. Эти результаты подтверждают, что sdAb(mNG) является универсальным и надежным аффинным реагентом, который превращает mNG из пассивного флуоресцентного репортера в многофункциональный инструмент для визуализации, протеомики и программируемой манипуляции эндогенными и инженерными белками.

Долголетие
Долголетие
67%

Влияние мобильного приложения для здоровья на цифровую трансформацию: рандомизированное клиническое испытание по укреплению цифровых навыков у пожилых женщин.

Быстрый рост цифровых технологий преобразовал повседневные деятельности, управление здоровьем и социальное взаимодействие. Однако пожилые люди продолжают сталкиваться с трудностями при принятии и использовании этих инструментов из-за ограниченного предыдущего опыта, возрастных изменений в сенсорных и когнитивных функциях, а также низкой уверенности в цифровых навыках. В Бразилии доступ к интернету среди взрослых в возрасте 60 лет и старше увеличился, но цифровое исключение сохраняется, что усугубляет различия в состоянии здоровья. Мобильные приложения для здоровья (mHealth) предлагают потенциальную стратегию для содействия цифровой инклюзии, укрепления цифровых компетенций и поддержки здорового старения. Тем не менее, исследования показывают, что адаптированные к культуре многофункциональные вмешательства для этой группы остаются редкостью и редко оцениваются с использованием как количественных, так и качественных методов. Данное исследование нацелено на оценку влияния мобильного приложения по образу жизни на улучшение цифровых навыков, а также на анализ уровня удовлетворенности и удобства использования приложения. В этом исследовании с использованием смешанных методов было проведено 14-недельное рандомизированное клиническое испытание в Рибейрау-Прето, штат Сан-Паулу, Бразилия. В исследование были вовлечены 40 пожилых женщин, которые были рандомизированы в экспериментальную группу (n=21), использовавшую мобильное приложение, и контрольную группу (n=19). Цифровые компетенции измерялись до и после вмешательства с использованием полуструктурированного вопросника на основе модели цифровых компетенций для мобильного обучения с акцентом на пожилых людей (Modelo de Competências Digitais para M-learning com foco em idosos, MCDMSénior), охватывающей 6 областей: базовое использование технологий, интернет-навигация, использование мобильных приложений, онлайн-исследование, цифровая коммуникация и использование цифровых ресурсов. Кроме того, удовлетворенность учебным контентом оценивалась с помощью оценки пригодности материалов, а удобство системы оценивалось с использованием Шкалы удобства использования системы (System Usability Scale). Качественные данные собирались с помощью полуструктурированных личных интервью, проведенных сразу после вмешательства со всеми участниками экспериментальной группы. Интервью исследовали восприятие удобства использования приложения, удовлетворенность его содержанием, барьеры и факторы, способствующие вовлечению, а также предполагаемые изменения в цифровых навыках. Все интервью были записаны на аудио, транскрибированы и тематически проанализированы двумя независимыми исследователями с использованием индуктивного подхода к кодированию. Анализ после вмешательства показал значительные различия в специфических цифровых компетенциях. Экспериментальная группа продемонстрировала умеренное улучшение навыков интернет-навигации, в то время как приросты в базовом использовании технологий и цифровой коммуникации были минимальными. Напротив, контрольная группа показала умеренное улучшение в базовых технологиях и менее выраженные изменения в онлайн-исследовании и цифровой коммуникации. В общем, удовлетворенность учебным контентом была низкой, а удобство использования оценивалось как среднее. Качественные результаты показали, что, несмотря на то, что участники ценили ясность навигации и культурную актуальность, сохранялись возрастные страхи и неуверенность в использовании цифровых технологий. Участники подчеркнули необходимость в более персонализированном руководстве, постоянной мотивационной поддержке и технических корректировках для улучшения удобства использования и вовлеченности. Приложения mHealth могут эффективно улучшить определенные цифровые компетенции у пожилых женщин, в частности в области интернет-навигации, однако необходимы улучшения в пригодности контента и удобстве использования. Улучшения в дизайне и адаптированная поддержка являются необходимыми для преодоления возрастных барьеров и содействия цифровой инклюзии.

Долголетие
Долголетие
67%

Масштабируемое определение суперархайческого интрогресса, не требующее ARG, выявляет неоднородные паттерны между популяциями

Интрогрессия от несampled гоминидных линий стала все более важным элементом истории человеческой эволюции. Недавние исследования показывают, что глубоко отличающиеся линии гоминид могли внести предковую составляющую либо непосредственно в современного человека, либо косвенно через интрогрессию от денисовцев, в то время как выводы остаются сложными из-за нехватки эталонных геномов, слабого сигнала и неопределенности в реконструкции глубоких генеалогий. Мы показываем аналитически и с помощью симуляций, что интрогрессия, опосредованная денисовцами, производит предсказуемые изменения в локальной коалиционной глубине, которые можно приблизительно оценить с помощью масштабируемых обобщенных статистик, в частности парной последовательной дивергенции, что указывает на то, что значительная информация о глубоко различающемся предке сохраняется в вариациях последовательностей без явной реконструкции генеалогий. Используя этот инсайт, мы разрабатываем DEEP (Точная оценка глубокого предка с использованием эффективных прокси), нейросетевую структуру без ARG для выявления кандидатных регионов суперархайческого предка. DEEP сохраняет обнаружимую мощность при низких уровнях ложных позитивов в широком диапазоне демографических параметров, остается масштабируемым и восстанавливает сигналы из небольших выборок. Применяя DEEP к океанийцам, тибетцам и ханьцзам, мы определяем примерно 0,4–0,6 % геномных окон с доказательствами суперархайческого предка. Кандидатные регионы показывают как значительное наложение, так и заметную неоднородность между популяциями, с повторным обогащением вблизи локуса HLA во всех популяциях, что указывает на то, что иммунные регионы повторно сохраняют глубоко различающуюся предковую составляющую.