Неожиданная связь между рецептором инсулина и экспрессией генов открывает новые грани для исследований заболеваний, связанных с инсулином. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell.
Открытие инсулина
За прошедшее столетие ученые подробно описали центральную роль гормона инсулина как регулятора уровня сахара в крови. Тем не менее, многие аспекты передачи сигналов инсулина остаются неясными, в частности, его долговременное воздействие на клетки. Интересно, что еще в 1970-х годах ученые обнаружили, что рецептор инсулина и другие представители того же класса рецепторов клеточной поверхности, известные как рецепторные тирозинкиназы, могут быть обнаружены в ядре клетки. Эти наблюдения оставались плохо понятыми, и процесс, стоящий за ними, полностью не описан.
Ученые были заинтересованы в изучении того, как рецепторы клеточной поверхности взаимодействуют с внутренней частью клетки, и проводили скрининг для выявления белков, связанных с рецептором инсулина.
Результаты научной работы
В новом исследовании ученые описывают механизм, с помощью которого инсулин вызывает изменения в экспрессии тысяч генов по всему геному. Их анализ показывает, что рецептор инсулина (белковый комплекс на поверхности клетки) физически транспортируется к ядру клетки после того, как он обнаруживает и связывает инсулин. Оказавшись там, он помогает инициировать экспрессию генов, участвующих в функциях и болезнях, связанных с инсулином. Этот процесс был нарушен у мышей с инсулинорезистентностью. Результаты обрисовывают в общих чертах ряд потенциальных терапевтических целей для связанных с инсулином заболеваний и устанавливают широкий диапазон будущих исследований в области передачи сигналов инсулина, включая потенциальные ключи к основным биологическим механизмам, которые дифференцируют диабет типа 1 и типа 2.
«Наши результаты открывают дверь для новой области исследования рецептора инсулина, замечательного белкового комплекса, экспрессирующегося почти во всех клетках и связанного с основными хроническими заболеваниями, которые поражают сотни миллионов людей», – говорит автор исследования Джон Фланаган (John Flanagan), сотрудник кафедры клеточной биологии в Гарвардской медицинской школе (Harvard Medical School).
«Понимание фундаментальных механизмов работы клеток может помочь нам в разработке новых лекарственных препаратов или улучшении существующих», – добавил Фланаган.
Выводы
В то время как рецептор инсулина интенсивно изучался в течение десятилетий, эти результаты представляют новый путь для сигнальной функции инсулина и проливают свет на потенциальные механизмы для долгосрочных эффектов инсулина в организме. Идентификация этого пути открывает новые возможности для исследования рецепторов инсулина и других членов того же семейства рецепторов, которые функционируют как ключевые переключатели для широкого спектра важных клеточных процессов.
«Мы были удивлены, обнаружив такие убедительные доказательства того, что весь комплекс рецепторов инсулина движется к ядру, и мы изначально были очень скептически настроены. Мы до сих пор не знаем, как именно это происходит, но мы определили детали большей части этого процесса в масштабе всего генома», – говорит Фланаган.
Авторы другого исследования утверждают, что инсулин дает дополнительный импульс иммунной системе.
