eLife：胰岛素囊泡成熟过程调控新机制

eLife：胰岛素囊泡成熟过程调控新机制

2016年10月25日讯 eLife 杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所徐涛课题组题为HID-1 is required for homotypic fusion of immature secretory granules during maturation 的文章，报道Hid-1蛋白参与胰岛素囊泡成熟的调控过程。

细胞内的肽类激素或者神经肽类物质都被储存于一类特定的细胞器中，它们被称为致密核心囊泡（DCV）。致密核心囊泡在高尔基区出芽形成未成熟囊泡，在运输途中需要经过同型融合、货物分选等一系列复杂的过程才能够形成成熟的可分泌的囊泡。目前人们对这一生物学过程知之甚少。

徐涛课题组之前的研究表明，主要定位于高尔基体的HID-1蛋白在胰岛β细胞等分泌细胞中高表达，并在囊泡的运输和成熟过程中起作用。为了进一步研究该蛋白的生理功能，研究人员构建了胰岛β细胞特异性敲除Hid-1基因的小鼠模型。HID-1敲除小鼠表现出明显的糖耐量异常，其胰岛素分泌不足并且胰岛素原的剪切存在严重缺陷。

同时，电镜分析发现，该小鼠胰岛β细胞中致密核心囊泡的致密程度不足，直径偏小。进一步的体外实验证明， HID-1蛋白是胰岛素囊泡的同型融合过程的重要参与者，HID-1蛋白的缺乏直接造成同型融合受阻，并且抑制胰岛素囊泡酸化的过程。该研究表明 HID-1是一个全新的、能够直接影响胰岛素囊泡成熟的蛋白，首次在动物模型上证明了同型融合对于胰岛β细胞释放胰岛素有重要意义。

研究员徐涛、徐平勇以及高级工程师薛艳红是该文的通讯作者，徐涛课题组的杜雯、周茂阁、赵炜、程冬婉为共同第一作者，该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

如图表示在胰岛B细胞中，将胰岛素原分子的C段切除后加工成具有活性的胰岛素，并被包裹在囊泡中的过程．胰

A、核糖体是肽链合成的场所，不是蛋白质加工的场所，A错误；
B、细胞核通过转录和翻译过程控制胰岛素的合成，不对蛋白质加工直接起作用，B错误；
C、高尔基体是形成成熟蛋白质的最后一站和成熟蛋白质运输到细胞膜的发送站，C正确；
D、细胞质基质不对蛋白质进行加工，D错误．
故选：C．

真核生物的成熟mrna中不包括

真核生物的成熟mRNA中不包括内含子。

真核生物的基因编码序列包括外显子和内含子。外显子是蛋白质编码序列，内含子是非编码序列，在转录过程中，内含子和外显子都会被转录成RNA分子。

拓展知识：

1、在真核生物中，原始转录产物（heterogeneous nuclear RNA，hnRNA）包含了内含子和外显子。

2、成熟的mRNA是由hnRNA经过剪接和加工过程产生的，这个过程中，内含子被切除，只留下外显子，从而形成成熟的mRNA。

3、成熟的mRNA会被核糖体翻译成蛋白质，因此只有外显子部分是真正参与到蛋白质的合成过程中的。

4、不成熟的mRNA（如hnRNA）包含了内含子和外显子，因此在其成熟过程中需要经过剪接等复杂的转录后加工过程。

5、真核生物的mRNA加工成熟过程涉及到多种酶的参与，包括核酸内切酶、核酸连接酶、RNA加工酶等。这些酶协同作用，将原始转录产物剪切成成熟的mRNA。

6、mRNA的加工成熟是一个高度调控的过程，涉及到多种调控因子和信号通路。例如，RNA 结合蛋白可以结合到内含子和外显子之间的剪切位点，从而影响剪切的准确性；转录因子和剪接因子可以通过结合到基因的启动子和剪切位点，调控mRNA的加工成熟过程。

7、mRNA加工成熟过程中的异常可能导致成熟的mRNA出现异常，从而影响蛋白质的合成。许多疾病（如癌症、神经退行性疾病等）都与mRNA加工成熟过程的异常有关。

8、近年来，随着RNA生物学的研究进展，研究人员发现了一些新的mRNA加工成熟调控机制，如RNA结构域、RNA编辑等。这些新的调控机制为生命科学研究和疾病治疗提供了新的思路和靶点。

因研究并阐明细胞内囊泡转运机制-“没有囊泡运输的精确组织，细胞将陷入混乱状态”，詹姆斯等三位科学家

A、胰岛素属于分泌蛋白，是在细胞内合成分泌到细胞外发挥作用的一类蛋白质，其首先在核糖体上合成多肽链，然后进入内质网的网腔进行加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，成为比较成熟的蛋白质．接着内质网的网腔膨大、出芽形成具有膜包被的囊泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，把蛋白质输送到高尔基体腔内，做进一步的加工．最后高尔基体膜突起形成囊泡，把蛋白质包裹在囊泡里，运输到细胞膜，通过囊泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外即内环境中，A正确；
B、抗体也属于分泌蛋白，同一种抗体在合成时，由内质网及高尔基体形成的囊泡中包裹形成的蛋白质结构不同，B正确；
C、由题干信息可知囊泡运输是一个精确组织的过程，物质被封装在囊泡中，会在正确的时间被准确的运送到细胞内或细胞外特定的位置，其前提是囊泡和靶膜必须能进行特异性的识别与结合，C正确；
D、胞吞时，细胞膜会形成囊泡向细胞内运输物质，所以能形成囊泡的细胞结构有细胞膜、内质网和高尔基体，而胞吐时能形成囊泡的结构是内质网和高尔基体，D错误．
故选：D．

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