Согласно новому исследованию японских ученых, ключевую роль в регулировании уровня глюкозы играет белок, получивший название CNOT3. Он заставляет замолчать набор генов, которые в противном случае вызывали бы нарушение работы инсулин-продуцирующих клеток, что связано с развитием диабета, сообщает пресс-служба Института Науки и Технологии при Университете Окинавы. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Biology.
Диабет – распространенное заболевание, при котором сильно повышается уровень глюкозы в крови. Если его не лечить, диабет может привести к серьезным проблемам со здоровьем, таким как почечная недостаточность, болезни сердца и потеря зрения. Это расстройство возникает, когда в организме недостаточно инсулина или когда инсулино-индуцированные реакции ослаблены. Инсулин обычно пропускает глюкозу в клетки, чтобы высвободить энергию, поэтому без него глюкоза накапливается в крови. Недостаток инсулина часто возникает из-за того, что бета-клетки поджелудочной железы, которые обычно выделяют инсулин, перестают правильно функционировать.
В новой работе ученые выяснили, что нормальную работу бета-клеток поддерживает белок CNOT3. CNOT3 – мастер на все руки. Его экспрессируют многие органы по всему телу, и он регулирует разные гены в разных тканях. Но его деятельность имеет общую основу – он помогает поддерживать клетки живыми, здоровыми, помогает им функционировать без сбоев.
Исследователи изучили функцию этого белка в островковых клетках ткани поджелудочной железы мышей. Именно в этих клетках, которые занимают от одного до двух процентов поджелудочной железы, расположены бета-клетки. Сначала они выяснили, отличается ли экспрессия CNOT3 у мышей с диабетом от мышей без диабета. Изучая островковые клетки, ученые обнаружили, что в «островках» у мышей-диабетиков намного меньше CNOT3, чем у здоровых мышей.
Далее авторы работы заблокировали его производство в бета-клетках здоровых мышей. В течение четырех недель метаболизм животных функционировал нормально, но к восьмой неделе у них развилась непереносимость глюкозы, а к 12-й неделе – диабет.
Исследователи обнаружили, что без CNOT3 некоторые гены, которые обычно отключены в бета-клетках, включаются и начинают производить белки. В нормальных условиях эти гены заглушаются, потому что иначе они вызывают всевозможные проблемы для бета-клеток, например, не дают им производить инсулин в ответ на глюкозу.
Кроме того, ученые открыли связь между CNOT3 и информационной РНК генов, которые обычно выключены. Информационная РНК (мРНК) представляет собой одноцепочечную молекулу, которая соответствует генетической последовательности гена и необходима для синтеза белков.
В нормальных условиях мРНК этих генов практически не экспрессируется. Но как только CNOT3 был удален, исследователи обнаружили, что мРНК стала намного стабильнее. Фактически, белок был произведен из стабилизированной мРНК, которая оказывает неблагоприятное воздействие на нормальную функцию тканей. Это говорит о том, что, по крайней мере, один из способов выключения этих генов – это дестабилизировать их мРНК, управляемую CNOT3.
[Иллюстрация: OIST]
