胰岛素的发现挽救了全世界数百万糖尿病患者的生命，但人们对胰岛素合成的第一步知之甚少。
密歇根大学的研究人员已经揭开了这个谜团的一部分。通过检测果蝇体内与胰岛素产生相关的信使rna，他们发现mRNA上的一种化学标签对于将胰岛素mRNA转化为胰岛素蛋白至关重要。这种化学标签的改变会影响胰岛素的产生。
研究人员Daniel Wilinski和Monica Dus进行的这项研究发表在《自然结构与分子生物学》杂志上。
生物体在其身体的每个细胞中都携带着dna——它的基因。基因是通过另一种叫做信使rna的分子转录成蛋白质的信息块。这些mrna是DNA的复印件——原始DNA不受影响——将蛋白质信息运送到细胞的细胞质中，在细胞质中合成蛋白质。mrna被称为“标签”的小分子修饰。这些标签可以改变rna的功能和蛋白质的产生方式。
“我喜欢把RNA想象成一棵圣诞树，”威林斯基说，他是密歇根大学分子、细胞和发育生物学系Dus实验室的博士后研究员。“在野外，圣诞树是美丽的，但当你把它们带回家，给它们戴上装饰品时，这些装饰品会让你觉得这棵树是这个季节的一部分。”RNA也是一样。RNA上的这些修饰确实增强了RNA的调节方式。”
研究人类或哺乳动物的胰岛素分泌是很困难的。人类的胰腺位于肝脏的后面。它不能很好地再生，也不能在活体中取样。但在果蝇中，它们的胰岛素细胞实际上在大脑中，像神经元一样起作用，研究人员可以从身体上接触到它们。在果蝇中，研究人员观察了一种名为RNA N-6腺苷甲基化(m6A)的标签。
为了研究m6A标签，研究人员首先确定了带有该标签的rna。然后他们用荧光分子标记胰岛素细胞，并用共聚焦显微镜观察胰岛素细胞产生了多少胰岛素。他们在两种条件下进行了实验:首先，他们敲除胰岛素细胞中负责用m6A标签修饰mRNA的m6A酶。其次，他们使用CRISPR(一种用于编辑DNA的技术)去除m6A标签，使修改后的a发生突变。
在这两种情况下，果蝇产生胰岛素的能力都大大降低。
分子、细胞和发育生物学副教授Dus说:“我们发现胰岛素DNA的复印件，这种mRNA，有一个特定的标签，当它出现时，大量的胰岛素激素就会产生。”“但如果没有这种信号，果蝇体内的胰岛素就会少得多，并出现糖尿病的症状。”
这种化学标签在鱼、老鼠和人类身上是保守的，或者说没有改变。
Wilinski说:“因此，人类体内胰岛素的产生很可能也是通过这种机制来调节的。”“肥胖和糖尿病不仅在美国流行，而且在全世界流行。我们的发现是关于这种疾病如何发生的另一个证据。”
Dus说，这一发现充实了对胰岛素生物学和能量平衡疾病生理学的理解。在2型糖尿病患者中观察到低水平的化学标签。她说，恢复这些标签的水平也可能有助于对抗糖尿病和代谢疾病。
“我们知道胰岛素是一种治疗方法已经有一百年了。我们已经发现了很多关于胰岛素是如何产生的，”Dus说。“但我们对胰岛素的基本分子生物学及其调控机制知之甚少。这就是为什么我认为这项工作很重要——它重新聚焦于胰岛素，基因和所有我们还需要发现的东西。”
