Традиционно старение изучали преимущественно через активность генов: какие из них включаются, а какие со временем «замолкают». Однако между ДНК и готовым белком существует еще один важнейший этап — трансляция, когда клеточные «фабрики» — рибосомы — считывают молекулы РНК и собирают белки. Последние выполняют почти всю работу внутри клетки: образуют структуры, передают сигналы, запускают воспаление и ремонтируют повреждения.
Этот процесс имеет огромное значение для стволовых клеток кожи, которые постоянно обновляют эпидермис и помогают тканям восстанавливаться после повреждений. Ученым давно известно, что молодые стволовые клетки обычно работают в экономном режиме, синтезируя сравнительно мало белков. Это, как считается, помогает им сохранять молодость и способность к регенерации. Правда, проследить, как меняется производство белков в отдельных клетках стареющей ткани до сих пор не представлялось возможным.
Теперь ученые из Университета Цюриха (Швейцария) разработали технологию, которая позволяет наблюдать за работой рибосом в отдельных клетках кожи мышей. Метод получил название in-vivo single-cell ribosome profiling. Он основан на быстром «замораживании» процесса синтеза с помощью вещества, останавливающего движение рибосом по РНК. Последующий анализ молекул РНК позволил создать подробную «карту» синтеза белков.
[shesht-info-block number=1]
Проанализировав почти две тысячи клеток эпидермиса, включая стволовые, клетки волосяных фолликулов и иммунные клетки, исследователи обнаружили, что разные типы клеток кожи используют систему синтеза белков по-разному. При этом у пожилых животных некоторые механизмы работы стволовых клеток заметно менялись.
Самыми неожиданными стали изменения в старых стволовых клетках. Выяснилось, что с возрастом резко усиливается синтез группы белков AP-1 — молекул, участвующих в реакции на стресс, воспаление и повреждение тканей. При этом уровень соответствующих молекул РНК почти не менялся. То есть клетки не производили больше генетических инструкций, а активнее использовали уже существующие для сборки белков. Значит, старение может регулироваться в том числе на уровне самой системы синтеза белка.
Внимание ученых также привлек белок JUN — один из ключевых компонентов AP-1. В старой коже его количество заметно возрастало именно в ядрах стволовых клеток. Аналогичная связь наблюдалась и в данных по коже человека: уровень JUN также возрастал с возрастом. Это, по мнению авторов научной работы, может означать, что стареющие клетки переходят в состояние хронического стресса и готовности к воспалительным процессам.
[shesht-info-block number=2]
Исследователи также выявили обратный процесс: некоторые важные для нормальной работы кожи белки синтезировались хуже. Среди них оказался E-cadherin — молекула, помогающая клеткам прочно соединяться друг с другом. Ослабление ее синтеза потенциально может объяснить, почему кожа у пожилых хуже восстанавливается после повреждений.
Новый метод поможет изучать старение и другие процессы, связанные с нарушением синтеза белков, включая рак и нейродегенеративные заболевания. В будущем умение управлять этими механизмами может привести к созданию способов поддержания нормальной работы стареющих тканей. Результаты научной работы опубликованы в журнале Molecular Cell.
Биологи в реальном времени увидели, как стареют стволовые клетки кожи
Первые ископаемые остатки K. аustralis нашли в 2018 году в формации Чоррильо, вблизи городка Эль-Калафате в аргентинской провинции Санта-Крус, у самой границы ледового поля Южной Патагонии. Это были зубы и кости пальцев ног, однако по ним оказалось невозможным идентифицировать вид динозавра.
Только после находки в 2024 году шейного позвонка ученые признали, что это новый вид из семейства уненлагиид. Это тероподовые (передвигавшиеся на задних конечностях, часто покрытые перьями) динозавры небольшого и среднего размера. Кости уненлагиид находят в отложениях позднего мелового периода (примерно 94-70 миллионов лет тому назад) в Южной Америке, Антарктиде, Австралии и на Мадагаскаре.
Аргентинские палеонтологи описали новый вид в статье, опубликованной в издании Journal of Vertebrate Paleontology.
Как объяснил ведущий автор статьи Матиас Мотта, свое имя Kank australis получил в честь гигантского нанду (нелетающей южноамериканской птицы) из мифологии теуэльче, коренного народа Патагонии. Согласно легендам, созвездие Южный Крест — отпечатки мощных лап бегущего по небу нанду по имени Канк.
Однако, судя по строению шейного позвонка, Kank australis напоминал не нанду, а, скорее, цаплю. Шейный позвонок этого динозавра имел хорошо развитые боковые костные отростки. К ним крепились мышцы, а также они защищали кровеносные сосуды шеи.
Кроме того, шейный позвонок Kank australis был пневматическим, то есть в нем имелись заполненные воздухом внутренние полости. Такая структура обеспечивает повышенную гибкость и подвижность шеи, позволяя совершать сложные движения, которые, например, совершает цапля при ловле рыбы. Это позволило ученым предположить, что Kank australis мог быть активным рыболовом.
Среди других анатомических особенностей Kank australis — увеличенный «хищный» коготь на втором пальце стопы и зубы с острыми продольными гребнями.
На основе сравнения с другим уненлагиидом, Neuquenraptor argentinus, обитавшим в Северной Патагонии 90 миллионов лет назад, исследователи предположили, что взрослые особи K. australis, вероятно, достигали в длину около 2,5-3 метров.
Но они все же были меньше и изящнее других уненлагиидов конца мелового периода, например таких как Austroraptor cabazai, гигантский (около пяти метров в длину) уненлагиид из Северной Патагонии.
Основываясь на анализе древних образцов почвы и окаменелых остатков растений, ученые пришли к выводу, что 70 миллионов лет назад климат в Южной Патагонии был умеренным и влажным, с сезонными осадками.
K. australis, по-видимому, обитал в местности, богатой извилистыми реками и ручьями с сезонными прудами и заводями, населенными водными растениями, такими как кувшинки, и животными, включая рыб, насекомых и различных моллюсков.
Палеонтологи не исключили, что кроме рыбы, динозавр охотился на других животных, обитавших в той же экосистеме, включая лягушек, ящериц, черепах и даже млекопитающих, таких как Patagorhynchus pascuali, полуводное однопроходное животное, родственное современным ехиднам и утконосам.
Открытие K. australis дополнило растущее число свидетельств того, что уненлагииды были рыбоядными динозаврами. Их удлиненные морды, многочисленные зубы и длинные, гибкие шеи хорошо приспособлены для ловли рыбы, отметили исследователи.
В Аргентине нашли кости трехметровой «цапли» из мелового периода
Энанциорнисовые — самая многочисленная и разнообразная группа ископаемых птиц мелового периода. Они жили 130-120 миллионов лет назад и населяли все континенты, кроме Антарктиды. Известно более 100 родов энанциорнисовых, все они внешне были очень похожи на современных птиц, однако в большинстве случаев не имели привычных сегодня веерообразных хвостов с рулевыми перьями. В области хвоста у них росли либо обычные перья, либо пары удлиненных декоративных перьев с широким стержнем.
Новый вид энанциорнисовых назвали Plumadraco bankoorum, что в переводе с латинского языка означает «пернатый дракон Банко». Это имя дали виду в честь американских орнитологов Уинстона и Пола Банко. По размеру пернатый дракон напоминал современных воробьев или дроздов — весил около 115 граммов, а тело было покрыто короткими перьями и достигало примерно 15 сантиметров в длину.
Интересная особенность нового вида — самые длинные из когда-либо описанных у ископаемых птиц хвостовые перья, расширяющиеся книзу наподобие ракеток. Эти перья не выполняли аэродинамических функций и могли служить для брачных демонстраций.
Пол ископаемого животного определить сложно, поскольку мягкие ткани половых органов сохраняются редко. Однако длина хвостовых перьев Plumadraco bankoorum указала на то, что окаменелые останки, вероятно, принадлежали самцу. Жесткие шипы в центре хвостовых перьев и их форма «ракеток» позволили предположить, что самцы поднимали хвостовые перья, а их кончики двигались вперед и назад.
Подобные особенности встречаются и у современных лесных птиц, которым хвостовые перья служат для привлечения внимания сородичей, особенно в лесистой местности, где нужно выделяться на фоне растительности. Из этого следует, что древние птицы могли также издавать заметные сигналы для внутривидовой коммуникации или брачных игр.
Команда ученых провела анализ элементного состава окаменелости и пришла к выводу, что перья «дракона», вероятно, были темно-коричневыми или черными, а их концы могли переливаться синим цветом.
Обнаружен новый вид ископаемых птиц с чрезвычайно длинными хвостовыми перьями