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Gli scienziati scoprono il nuovo meccanismo biologico della segnalazione dell'insulina

In una scoperta che può avanzare la comprensione del diabete e della longevità umana, gli scienziati a Scripps ricercano hanno trovato un nuovo meccanismo biologico della segnalazione dell'insulina. Il loro studio, comprendente i elegans dell'ascaride C., rivela che un ricevitore “dell'esca„ è sul lavoro in associazione alle molecole dell'insulina e nella conservazione loro dall'invio dei segnali per produzione aumentata dell'insulina.

Lo studio compare nel eLife del giornale. Descrive un nuovo giocatore nel sistema di segnalazione dell'insulina, uno che può offrire le comprensioni in insulino-resistenza, una funzionalità del diabete di tipo 2. Gli scienziati ora stanno valutando se una simile esca esiste in esseri umani. In caso affermativo, potrebbe presentare un nuovo obiettivo per il trattamento del diabete e la ricerca di prevenzione.

Ciò tronca, “l'esca„ ricevitore che abbiamo trovato aggiunge ancora un altro livello di complessità alla nostra comprensione della segnalazione dell'insulina.„

Branchia di Matthew, PhD, autore principale, professore associato nel dipartimento di medicina molecolare a ricerca di Scripps in Florida

In un commento associato, il Murphy di Coleen del genetista di Princeton University, PhD, scrive che le scosse di scoperta, date la segnalazione come-studiata dell'insulina è.

“Sarebbe duro esagerare l'importanza di un ricevitore chiamato DAF-2 alla nostra comprensione dell'invecchiamento e la longevità,„ Murphy scrive. “Domande degli aumenti di scoperta… le nuove e cambieranno come pensiamo al ruolo di DAF-2 nel regolamento di segnalazione dell'insulina di invecchiamento e della longevità.„

L'insulina è un ormone di importanza antica e fondamentale agli animali e le proteine del tipo di insulina sono trovate anche negli organismi più semplici quali i batteri, i funghi ed i vermi. In esseri umani, funge da segnale impostare i tipi delle cellule, dirigente li per tirare dentro il glucosio dal sangue. Ciò contribuisce a mantenere le memorie di energia cellulare e tiene lo zucchero di sangue all'interno di un intervallo sicuro. Il diabete di tipo 2, che sono stimati per pregiudicare più di 30 milione di persone negli Stati Uniti, caratterizza un'omissione della segnalazione dell'insulina di diminuire i livelli del glucosio di sangue.

Dai ricercatori degli anni 90 hanno riconosciuto che la segnalazione dell'insulina è egualmente un regolatore importante della longevità. Per esempio, le mutazioni nel gene che codifica il ricevitore DAF-2 dell'insulina dei elegans del C. possono la durata della vita del verme più doppio.

Branchia ed i suoi colleghi messi a fuoco su un modulo variabile del ricevitore dei elegans del C. conosciuto come DAF-2B. È una versione tronca che contiene la sede del legame usuale per insulina, ma non risponde come la versione normale inviando un segnale cellulare iniziare la produzione dell'insulina.

Il gruppo ha confermato che il gene per DAF-2B è attivo durante la durata della vita del verme ed hanno usato la tecnologia gene-modificante di CRISPR per etichettare il ricevitore con una molecola fluorescente e per tenere la carreggiata così la sua posizione nell'organismo del verme. Da questi esperimenti è diventato evidente che DAF-2B è secernuto dalle celle che lo producono nello spazio che circonda i tessuti del verme, fungenti da un'esca per catturare le molecole dell'insulina e quindi per diminuire la segnalazione dell'insulina.

“Normalmente le molecole dell'insulina fluttuano intorno ed interagiscono con i ricevitori dell'insulina per creare i segnali dell'insulina, ma quando legano a questi ricevitori dell'esca, non generano segnale, in modo da produrre queste esche sembra essere un modo modulare la segnalazione dell'insulina,„ la branchia dice.

Gli scienziati hanno trovato che quello DAF-2B overproducing potrebbe fornire di punta i vermi in uno stato semi-dormiente che accade normalmente quando l'alimento è insufficiente e segnalazione dell'insulina è bassa. Sovrapproduzione della durata della vita del verme aumentata DAF-2B pure.

Sebbene la scoperta di questo meccanismo per la segnalazione di regolamentazione dell'insulina sia un avanzamento significativo di di base-scienza, egualmente suggerisce un nuovo modo di pensare circa il diabete e perfino invecchiare. Le cause precise dell'insulino-resistenza che è alla base del diabete ed inoltre è veduto in parte con invecchiamento normale completamente non sono state illuminate mai.

“Una possibilità è che l'insulino-resistenza è causato dalla sovrapproduzione anormale di un tronco di, “esca„ ricevitore dell'insulina come quello che abbiamo trovato,„ branchia dice.

DAF-2B è prodotto dallo stesso gene del ricevitore DAF-2 e dei risultati quando la trascrizione del RNA che è ricopiata dal gene è affettata e ri-impiombata in un modulo alternativo. Questo trattamento di splicing alternativo è conosciuto per accadere per molti geni, ma la branchia nota che dysregulated spesso con invecchiamento o determinati generi di malattia.

“Potete immaginare che nella perfezione di vita, impiombare e l'espressione di questa isoforma tronca, DAF-2B, siano regolamentate strettamente, ma d'altra parte con un più vasto cambiamento nel sistema d'impionbatura dovuto la malattia o l'invecchiamento è dysregulated e piombo ad insulino-resistenza,„ la branchia dice.

In caso affermativo e se gli esseri umani egualmente hanno un ricevitore dell'insulina dell'esca come DAF-2B, quindi l'inversione del suo dysregulation nella gente che ha insulino-resistenza potrebbe essere una nuova strategia per migliore salubrità metabolica.

Source:
Journal reference:

Martinez, B.A., et al. (2020) An alternatively spliced, non-signaling insulin receptor modulates insulin sensitivity via insulin peptide sequestration in C. elegans. eLife. doi.org/10.7554/eLife.49917.