24 ژوئیه 2023 - کشف انسولین جان میلیون‌ها نفر از افراد مبتلا به دیابت را در سراسر جهان نجات داده است، اما اطلاعات کمی در مورد اولین مرحله سنتز انسولین وجود دارد.

محققان دانشگاه میشیگان بخشی از این راز را کشف کرده اند. آنها با بررسیRNA های پیام رسان دخیل در تولید انسولین در مگس سرکه دریافتند که یک برچسب شیمیایی رویmRNA ، برای ترجمهmRNA  انسولین به پروتئین انسولین بسیار مهم است. تغییر این برچسب شیمیایی می تواند بر میزان تولید انسولین تأثیر بگذارد.

این مطالعه که توسط محققین Daniel Wilinski و Monica Dus انجام شد و در مجلهNature Structural and Molecular Biology  منتشر گردید.

هر سلول از بدن یک ارگانیسم حامل DNA ژن های خود است. ژن ها بلوک هایی از اطلاعات هستند که از طریق مولکول دیگری به نامRNA های پیام رسان رونویسی و در داخل سیتوپلاسم به پروتئین ها ترجمه می شوند. اینmRNA ها فتوکپی هایی از DNA هستند- DNA اصلی را دست نخورده باقی می گذارند - و این کدها را به سیتوپلاسم سلول ها منتقل می کنند، جایی که پروتئین از روی این اطلاعات کدشده سنتز می شود.mRNA ها با مولکول های کوچکی به نام تگ(tags) تزئین شده اند. این برچسب ها می توانند نحوه عملکردRNA ها و نحوه تولید پروتئین ها را تغییر دهند.

دکتر ویلینسکی، محقق فوق دکتری در آزمایشگاه دکتر Dus،در بخش زیست شناسی مولکولی، سلولی و تکاملی U-M گفت: این برچسب های روی RNA واقعاً نحوه تنظیم RNA را بهبود می بخشند.

مطالعه تولید انسولین در انسان یا پستانداران دشوار است. در انسان، پانکراس در پشت کبد قرار دارد. به خوبی بازسازی نمی شود و نمی توان از آن در افراد زنده نمونه برداری کرد. اما در مگس‌ها، سلول‌های انسولین ساز در واقع در مغز آن‌ها هستند، مانند نورون‌ها عمل می‌کنند و از نظر فیزیکی در دسترس محققان هستند. در مگس سرکه، محققان برچسبی به نام متیلاسیونRNA N-6 adenosine یا m6A را بررسی کردند.

برای مطالعه برچسب m6A، محققان ابتداRNA هایی را که دارای این برچسب بودند، شناسایی کردند. سپس سلول های انسولین ساز را با یک مولکول فلورسنت برچسب گذاری کرده و از میکروسکوپ کانفوکال برای تجسم میزان تولید انسولین توسط این سلولها استفاده کردند. آنها این کار را تحت دو شرط انجام دادند: اول، آنزیم  m6A را که مسئول تزئین mRNA با برچسب‌های m6A در سلول‌های انسولین ساز بود، از بین بردند. دوم، آنها برچسب‌های m6A را با استفاده از CRISPR، یک فناوری که برای ویرایش DNA استفاده می‌شود، برای جهش در As اصلاح‌شده حذف کردند.

در هر دو مورد، توانایی مگس ها برای تولید انسولین بسیار کاهش یافت.

دکتر Dus، دانشیار زیست شناسی مولکولی، سلولی و تکوینی، گفت: ما دریافتیم که این  mRNAکه یک فتوکپی از DNA انسولین است، یک برچسب خاص دارد که در صورت وجود آن، یک تن هورمون انسولین ساخته می شود. اما بدون این برچسب، مگس‌ها انسولین بسیار کمتری داشتند و علائم دیابت در آنها ایجاد می شود.

این برچسب شیمیایی در ماهی‌ها، موش‌ها و انسان‌ها حفظ شده یا بدون تغییر مانده است.

دکتر ویلینسکی گفت: بنابراین احتمالاً تولید انسولین نیز از طریق این نوع مکانیسم در انسان تنظیم می شود. اپیدمی چاقی و دیابت نه تنها در ایالات متحده، بلکه در سراسر جهان وجود دارد. یافته های ما شواهد دیگری در مورد چگونگی وقوع این بیماری ارائه می دهد.

دکتر Dus، گفت: این کشف به درک بیولوژی تولید انسولین و فیزیولوژی بیماری های مرتبط با هموستازی انرژی کمک می کند. سطوح پایین برچسب های شیمیایی در افراد مبتلا به دیابت نوع 2 مشاهده شده است.

او افزود: بازگرداندن سطوح این برچسب ها به مقدار طبیعی ممکن است به مبارزه با دیابت و بیماری های متابولیک نیز کمک کند.ما صد سال است که انسولین را به عنوان یک درمان می شناسیم. ما چیزهای زیادی در مورد چگونگی ساخت انسولین کشف کرده ایم. اما ما در مورد بیولوژی مولکولی اساسی تولید انسولین و نحوه تنظیم آن اطلاعات کمی داریم. به همین دلیل است که من فکر می‌کنم این تحقیق بسیار مهم است زیرا تمرکز آن بر انسولین، ژن و همه چیزهایی است که هنوز باید درباره آنها اطلاعات بیشتری را کشف کنیم.

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230724122634.htm