Гликоген под микроскопом

Найден новый способ регуляции сахара в организме человека

Открытие опровергает научные данные за последние 50 лет.
Автор Наука Mail

Исследователи из австралийского Института медицинских исследований им. Уолтера и Элизы Холл (WEHI) открыли ранее неизвестный механизм регулирования уровня сахара в организме: оказалось, что запасенный сахар (гликоген) может регулироваться с помощью убиквитина — белка, который обычно «помечает» поврежденные белки для переработки или удаления.

Алгоритм
Метод NoPro‑clipping помогает обнаружить, как убиквитин связывается с непротеиновыми веществами. Сначала фермент BpJOS «отрезает» убиквитин — его остатки превращаются в диглицин. Затем фермент Sortase A присоединяет к ним специальный пептид (ClipTag). Получившиеся соединения легко выявить с помощью масс‑спектрометрииИсточник: Институт медицинских исследований им. Уолтера и Элизы Холл

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, опровергают научные данные, накопленные за 50 лет, и могут привести к поправкам в учебниках по биологии.

Открытие стало возможным благодаря технологии NoPro‑clipping — методике, разработанной командой исследователей за последние четыре года. Она позволяет изучать убиквитин с высокой детализацией и обнаруживать события убиквитинирования, не связанные с белками, с помощью масс‑спектрометрии. С ее помощью ученые визуализировали, как убиквитин прикрепляется к гликогену в печени мышей во время кормления и голодания.

Гликоген под микроскопом
Клетки печени человека, обработанные препаратом, вызывающим убиквитинирование гликогена. Яркие белые точки появляются в местах перекрытия гликогена и убиквитина, указывая на то, что гликоген был помечен убиквитином внутри клетокИсточник: Институт медицинских исследований им. Уолтера и Элизы Холл

Выяснилось, что при голодании уровень гликогена снижается, а количество убиквитиновых «меток» растет — это говорит о том, что убиквитинирование сахаров регулирует расщепление гликогена. Исследователям также удалось усилить убиквитинирование гликогена, что привело к снижению его содержания в клетках.

Результаты имеют клиническое значение для людей с заболеваниями, вызванными избыточным уровнем сахара в крови: диабетом, болезнями сердца и печени, ожирением, а также с редкими гликогеновыми болезнями, для которых сейчас нет методов лечения, непосредственно воздействующих на молекулу гликогена. Если результаты удастся применить к людям, это откроет путь к новым способам борьбы с этими заболеваниями. Сейчас ведутся предварительные переговоры с инвесторами.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученый предупредил об опасности популярного тренда в питании.