Цивилизация
О новом международном исследовании, посвященном борьбе с диабетом и опубликованном в престижном научном журнале PNAS, «Газете.Ru» рассказал один из его авторов — Яннис Калайдзидис, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ, сотрудник Института молекулярной клеточной биологии и генетики Общества Макса Планка в Дрездене.
— В чем состоит главный вывод работы? В чем новизна?
— Работа посвящена исследованию старения секреторных гранул инсулина (СГ) в бета-клетках.
Бета-клетки синтезируют СГ и транспортируют их к клеточной мембране. В норме при стимуляции (глюкозой) гранулы сливаются с клеточной мембраной и секретируют инсулин. Если стимуляции не произошло, то старые гранулы транспортируются в лизосомы на деградацию.
Известно, что молодые (<12 часов) гранулы более подвижны и чаще секретируют инсулин при стимуляции, чем старые (>24 часов).
Исследование поведения секреторных гранул имеет прикладное значение при исследовании механизма диабета второго рода, который связан с нарушением стимулирования секреции инсулина гранулами.
При диабете поведение гранул делается более «старым». Однако детальное описание разницы между молодыми и старыми гранулами до сих пор отсутствует.
Мы использовали тегированный инсулин-SNAP для маркирования гранул в зависимости от возраста разными цветами и отслеживали их движение.
Наш анализ показал, что гранулы могут быть разделены на три группы — высокомобильные, двигающиеся по микротрубочкам, подвижные в пространственно ограниченных пределах и неподвижные. В то время как молодые гранулы имеют все три группы, старые гранулы являются либо ограниченно подвижными, либо неподвижными.
Деполимеризация актина переводит часть неподвижных молодых гранул в высокомобильные, но не оказывает подобного эффекта на старые гранулы. При этом F-актин маркирует старые СГ, которые объединяются в многогранульные тела, направляемые на деградацию.
Наши данные показывают, что стареющие секреторные гранулы теряют способность к транспорту вдоль микротрубочек и одновременно меняют взаимодействие с F-актином.
— Какие методы при этом использовались?
— Молекулярная биология (тегирование инсулина в зависимости от возраста), микроскопия TIRF (микроскопия полного внутреннего отражения), количественный анализ микроскопии живых клеток.
Я разработал алгоритм трассирования гранул и метод классификации их по группам движения.
— Что нового удалось узнать про инсулин?
— Мы показали, что с возрастом гранулы теряют возможность секретирования инсулина и возможность движения по микротрубочкам с одновременным изменением взаимодействия с актином.
Это дает новую информацию о старении гранул и новые направления поиска механизма диабета второго рода.
— Какие перспективы у направления, которому посвящена данная работа?
— Раскрытие механизмов «преждевременного старения» секреторных гранул позволит предотвращать такое «старение» и тем самым лечить диабет второго рода.
— Где проводились изыскания?
— Работа в основном произведена в Дрездене в Институте Поля Лангерганса, Техническом университете Дрездена и Институте Макса Планка молекулярной клеточной биологии и генетики.