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日本研究人員發(fā)現(xiàn),基因?qū)σ葝u素（一種功能失調(diào)會(huì)導(dǎo)致肥胖和糖尿病的激素）的分泌量和速度反應(yīng)不同。遇到高水平的胰島素刺激時(shí)一些基因可以迅速自我表達(dá) ,而另一些基因則選擇與持續(xù)低水平的激素更熟悉,從而壓抑自己。

胰島素在調(diào)節(jié)葡萄糖糖、降低血糖過(guò)程中起著重要的作用。身體在任何時(shí)候都維持低水平的胰島素,而其分泌會(huì)在飯后達(dá)到暫時(shí)的峰值,從而創(chuàng)建了血液中循環(huán)中胰島素分泌量的波浪樣變化。

該激素也參與新陳代謝，通過(guò)調(diào)節(jié)基因表達(dá)影響其他細(xì)胞和生物學(xué)過(guò)程; 但由于飲食和兩餐間長(zhǎng)期禁食造成的胰島素分泌量及時(shí)態(tài)性模式對(duì)基因表達(dá)或抑制的具體機(jī)制還不清楚。

為獲取對(duì)胰島素刺激有反應(yīng)的所有基因，東京大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)提取了代表基因表達(dá)時(shí)態(tài)變化的波浪型模式; 他們用培養(yǎng)的來(lái)源于小鼠肝臟惡性腫瘤（FAO細(xì)胞）的細(xì)胞來(lái)進(jìn)行研究, 在這些細(xì)胞內(nèi)注射胰島素，并利用RNA序列測(cè)定基因表達(dá)。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn), 278個(gè)基因?qū)σ葝u素有反應(yīng),稱(chēng)它們?yōu)橐葝u素反應(yīng)性基因, 或IRGs。從這些基因中,他們發(fā)現(xiàn)了參與重要過(guò)程,如細(xì)胞代謝、細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞分裂的50多個(gè)基因。

進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)分析和數(shù)學(xué)建模表明,基因?qū)σ葝u素水平和時(shí)態(tài)模式的變化反應(yīng)不同，基因表達(dá)隨胰島素刺激增加的IRGs對(duì)高劑量反應(yīng)迅速，而基因表達(dá)隨胰島素刺激下降的IRGs對(duì)低劑量有反應(yīng), 反應(yīng)速度較慢。

此外,研究人員證實(shí)了在大鼠肝臟內(nèi)IRGs的一個(gè)子集的反應(yīng), 當(dāng)注射胰島素時(shí), 與涉及到的細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果吻合。

“我們的研究表明胰島素的劑量和時(shí)態(tài)變化是如何控制基因表達(dá)的,”合作作者東京大學(xué)教授Shinya Kuroda說(shuō)道。

“我們使用的方法可以應(yīng)用于所有生物現(xiàn)象，因?yàn)榭梢垣@得表示時(shí)態(tài)變化的波狀模式“Shinya說(shuō)。他繼續(xù)說(shuō)道：“這種方法的潛在用途之一是設(shè)計(jì)使用可以控制釋放速率的藥物療法有效地治療如2型糖尿病樣的疾病�！�