了解胰岛素合成

胰岛素的发现挽救了数以百万计的世界各地的糖尿病患者的生命,但对胰岛素合成的第一步。

密歇根大学的研究人员发现了这个神秘的一部分。检查信使rna参与胰岛素的生产在果蝇中,他们发现一种化学标记的信使rna是至关重要的胰岛素,胰岛素mRNA翻译成蛋白质。这种化学物质标记的变更会影响胰岛素生产多少。

这项研究,由研究人员丹尼尔Wilinski和莫妮卡杜发表在《自然结构和分子生物学》期刊上。

有机体携带DNA-its——每个单元格的尸体。基因块的信息,通过另一个分子称为信使rna转录成蛋白质。这些信使rna影印DNA-leaving原始DNA untouched-that渡轮这种蛋白质信息到细胞的细胞质中,蛋白质的合成。mrna装饰着小分子被称为”标签。“这些标记可以修改rna功能和蛋白质是如何产生的。

“我喜欢认为RNA是一棵圣诞树,“Wilinski说,杜的一位博士后研究员的实验室在密歇根大学的分子、细胞和发育生物学。“在旷野圣诞树是美丽的,但当你把它们放入,把饰品,装饰是什么让你觉得树是赛季的一部分。RNA也是一样。这些装饰品在RNA真的提高RNA调控的方式。”

研究人类和哺乳动物胰岛素生产是很困难的。在人类中,背后的胰腺位于肝脏。它不会再生,不能在现场采样对象。但是在飞,他们的胰岛素细胞实际上是在他们的大脑,函数,如神经元和物理研究人员访问。在果蝇中,研究人员观察了一个标记RNA N-6腺苷酸甲基化,或m6A。

研究m6A标记,研究人员首次发现有标签的rna。然后他们标记胰岛素细胞荧光分子,和用共焦显微镜来可视化多少胰岛素产生胰岛素的细胞。他们这样做在两个条件:首先,他们淘汰m6A酶,负责装修的mRNA m6A标签,在胰岛素的细胞。其次,利用CRISPR m6A标签,技术用于编辑DNA变异的修改。

在这两种情况下,苍蝇产生胰岛素的能力大大降低。

“我们发现这对胰岛素复印的DNA,这个信使rna,有一个特定的标签,当它存在,大量的胰岛素的激素,”杜说,副教授的分子、细胞和发育生物学。“但没有信号,苍蝇没有更多的胰岛素,开发糖尿病的标志。”

这种化学物质标记conserved-or保持不变,鱼、老鼠和人类。

“所以很可能胰岛素的产生也是通过这种调节机制在人类身上,“Wilinski说。“肥胖和糖尿病的流行不只是在美国,但在世界各地。我们找到的另一个证据是关于这种疾病是如何发生的。”

杜说,发现充实了胰岛素的生物学和生理学的理解疾病的体内平衡的能量。低水平的化学标签曾被观察到在2型糖尿病患者。恢复这些标签的水平可能还有助于防治糖尿病和代谢疾病,她说。

“我们已经知道胰岛素治疗了一百年。我们发现了很多关于胰岛素是怎样制成的,”杜说。“但是我们很少了解胰岛素的非常基本的分子生物学,以及它是如何监管。这就是为什么我认为这工作是重要重新关注胰岛素基因和所有的事情我们还发现。”

参考:Wilinski D, du m . N6-adenosine甲基化控制胰岛素信使核糖核酸的翻译。《自然结构和分子生物》上。2023年。doi:10.1038 / s41594 - 023 - 01048 - x

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