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A descoberta da insulina salvou a vida de milhões de pessoas com diabetes em todo o mundo, mas pouco se sabe sobre a primeira etapa da síntese de insulina.
Pesquisadores da Universidade de Michigan descobriram parte desse mistério. Examinando os RNAs mensageiros envolvidos na produção de insulina em moscas da fruta, eles descobriram que uma marca química no mRNA é crucial para traduzir o mRNA da insulina na proteína insulina. A alteração deste marcador químico pode afetar a quantidade de insulina produzida.
O estudo, conduzido pelos pesquisadores Daniel Wiinski e Monica Dus, é publicado na revista Natureza Biologia Estrutural e Molecular.
Um organismo carrega DNA – seus genes – em cada célula de seus corpos. Genes são blocos de informação que são transcritos em proteínas por meio de outra molécula chamada RNA mensageiro. Esses mRNAs são fotocópias de DNA – deixando o DNA original intocado – que transportam essa informação protéica para o citoplasma das células, onde a proteína é sintetizada. Os mRNAs são decorados com pequenas moléculas chamadas “tags”. Essas tags podem modificar como os RNAs funcionam e como as proteínas são produzidas.
“Gosto de pensar no RNA como uma árvore de Natal”, disse Wilinski, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Dus no Departamento de Biologia Molecular, Celular e do Desenvolvimento da UM. “As árvores de Natal são lindas no deserto, mas quando você as traz para dentro e coloca enfeites nelas, essa decoração é o que faz você se sentir como se a árvore fizesse parte da estação.
Estudar a produção de insulina em humanos ou mamíferos é difícil. Nos humanos, o pâncreas está situado atrás do fígado. Não se regenera bem e não pode ser amostrado em indivíduos vivos. Mas nas moscas, suas células de insulina estão realmente em seus cérebros, funcionam como neurônios e são fisicamente acessíveis aos pesquisadores. Nas moscas-das-frutas, os pesquisadores observaram uma etiqueta chamada metilação da adenosina N-6 do RNA, ou m6A.
Para estudar a tag m6A, os pesquisadores primeiro identificaram os RNAs que possuem a tag. Em seguida, eles rotularam as células de insulina com uma molécula fluorescente e usaram microscopia confocal para visualizar quanta insulina é produzida pela célula de insulina. Eles fizeram isso sob duas condições: primeiro, derrubaram a enzima m6A, responsável por decorar o mRNA com tags m6A, nas células de insulina. Em segundo lugar, eles removeram as tags m6A usando CRISPR, uma tecnologia usada para editar o DNA, para transformar o As modificado.
Em ambos os casos, a capacidade das moscas de produzir insulina foi bastante reduzida.
“Descobrimos que essa fotocópia do DNA da insulina, esse mRNA, tinha uma etiqueta específica que, quando presente, produz uma tonelada do hormônio insulina”, disse Dus, professor associado de biologia molecular, celular e do desenvolvimento. “Mas sem o sinal, as moscas tinham muito menos insulina e desenvolveram sinais de diabetes.”
Esta marca química é conservada – ou inalterada – em peixes, camundongos e humanos.
“Portanto, é provável que a produção de insulina também seja regulada por esse tipo de mecanismo em humanos”, disse Wilinski. “Há uma epidemia de obesidade e diabetes não apenas nos Estados Unidos, mas em todo o mundo. Nossa descoberta é outra evidência sobre como essa doença acontece.”
Dus diz que a descoberta amplia a compreensão da biologia da insulina e da fisiologia das doenças da homeostase energética. Baixos níveis de marcadores químicos foram observados em pessoas com diabetes tipo 2. Restaurar os níveis dessas tags também pode ajudar no combate ao diabetes e às doenças metabólicas, diz ela.
“Conhecemos a insulina como tratamento há cem anos. Descobrimos muito sobre como a insulina é produzida”, disse Dus. “Mas sabemos tão pouco sobre a biologia molecular básica da insulina e como ela é regulada. É por isso que acho que este trabalho é importante – ele se concentra novamente na insulina, no gene e em todas as coisas que ainda precisamos descobrir sobre ele.”
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