Молодой австралийский биолог из Института медицинских исследований Гарвана (Garvan Institute of Medical Research) подобрал нужный элемент к паззлу, который ученые складывают уже более 50 лет. Он открыл неизвестное ранее звено в механизме действия инсулина – объяснил, как именно действует инсулин, помогая клеткам усваивать глюкозу. Мишенью для действия инсулина оказался белок Myo1c.
«Начиная с 1920 года, когда открыли инсулин, ученые не прекращают дискуссии относительно того, как именно он работает, — комментирует работу профессор Дэвид Джеймс, руководитель Гарванской программы по диабету. – Но Фредди Йип (Freddy Yip) предложил новый механизм действия инсулина, который объясняет его фундаментальную роль в усвоении клетками глюкозы».
Усвоение клетками глюкозы нарушено при диабете II типа. Для этого типа диабета характерна, особенно на ранних стадиях заболевания, нормальная выработка инсулина клетками поджелудочной железы. Но действие инсулина ослаблено, и поэтому глюкоза в мышечные или, например, жировые клетки не поступает.
Роль инсулина в усвоении глюкозы клеткой ученые выясняли поэтапно. Сначала открыли существование белков, которые транспортируют глюкозу через клеточную мембрану. Затем в мае 2008 года американские биологи при участии российского исследователя Вадима Фролова открыли, как работает один из таких белков — GLUT 4. Он накапливается в пузырьках – везикулах — внутри клетки. Пузырьки движутся к клеточной мембране, как по рельсам, по специальным белкам-микротубулинам. Достигнув мембраны, они высвобождают белок GLUT 4, который и выполняет свою роль – переносит молекулу глюкозы в клетку. Правда, инсулин в этом механизме не участвует, и почему он так важен, оставалось непонятным.
Именно этот ключевой вопрос и выяснил Фредди Йип. Он обратил внимание на другой клеточный белок — Myo1c, относящийся к специфическим моторным белкам. «В клетке есть несколько моторных белков, которые способны передвигать молекулы от одного места к другому вдоль внутриклеточного тракта, — объясняет исследователь. – Мы открыли, что инсулин активирует один из таких моторных белков под названием Myo1c, который очень важен для транспорта глюкозы в клетку».
Схема такова. Инсулин активирует Myo1c. Тот, в свою очередь, действует на белок-транспортер глюкозы GLUT 4, и только затем последний переносит глюкозу через клеточную мембрану. Чтобы глюкоза усваивалась клетками, все звенья этой цепочки должны работать.
У здорового человека после еды около 80% белка-транспортера глюкозы мигрирует в контейнерах-везикулах по направлению к клеточной мембране, чтобы принять свежую порцию глюкозы. У человека, страдающего диабетом II типа, в процессе участвует только 10% белка-транспортера. По мнению автора работы, теперь причину сбоя можно обозначить чётко: заблокирован сигнал от инсулина к Myo1c. Поэтому белок-транспортер не поступает к мембране и не может выполнять свою функцию.
Фредди Йип считает, что его открытие может привести к новому пути лечения диабета II типа: «Если ключевое звено цепи действительно в связи инсулина с белком Myo1c, то можно попытаться воссоединить ее при помощи лекарств».
Результаты работы опубликованы в последнем номере журнала Cell Metabolism.
