Abstract 463 million people globally suffer from diabetes. The majority are deficient in insulin-producing pancreatic beta cells, although beta cells remain in most people with diabetes. Unfortunately, although many diabetes drugs exist, none is able to increase adult human beta cell numbers. Recently, small molecules that inhibit the kinase, DYRK1A, have been suggested to induce human beta cell replication in vitro and in vivo as assessed using proliferation markers, and this is enhanced by drugs that stimulate the GLP1 receptor (GLP1R) on beta cells. DYRK1A inhibitors also enhance human beta cell differentiation and function. However, it is unknown whether any drug can actually increase human beta cell mass in vivo , reflecting: 1) the intrinsic resistance of human beta cells to regeneration; and, 2) the current technical inability to accurately assess human beta cell mass in vivo . Here, we demonstrate for the first time that combining a DYRK1A inhibitor with a GLP1R agonist increases actual human beta cell numbers and overall mass in vivo by 400-700% in diabetic and non-diabetic mice over three months. We further describe a novel application of tissue-clearing and 3D imaging for quantification of human beta cell mass. These findings should be transformative for diabetes treatment.

Protein ubiquitination is one of the most important posttranslational modifications (PTMs) in eukaryotes and is involved in the regulation of almost all cellular signaling pathways. The intracellular bacterial pathogen Legionella pneumophila translocates at least 26 effectors to hijack host ubiquitination signaling via distinct mechanisms. Among these effectors, SidC/SdcA are novel E3 ubiquitin ligases with the adoption of a Cys-His-Asp catalytic triad. SidC/SdcA are critical for the recruitment of endoplasmic reticulum (ER)-derived vesicles to the Legionella-containing vacuole (LCV). However, the ubiquitination targets of SidC/SdcA are largely unknown, which restricts our understanding of the mechanisms used by these effectors to hijack the vesicle trafficking pathway. Here, we demonstrated that multiple Rab small GTPases and target soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors (SNARE) proteins are bona fide ubiquitination substrates of SidC/SdcA. SidC/SdcA-mediated ubiquitination of syntaxin 3 and syntaxin 4 promotes their unconventional pairing with the vesicle-SNARE protein Sec22b, thereby contributing to the membrane fusion of ER-derived vesicles with the phagosome. In addition, our data reveal that ubiquitination of Rab7 by SidC/SdcA is critical for its association with the LCV membrane. Rab7 ubiquitination could impair its binding with the downstream effector Rab-interacting lysosomal protein (RILP), which partially explains why LCVs avoid fusion with lysosomes despite the acquisition of Rab7. Taken together, our study reveals the biological mechanisms employed by SidC/SdcA to promote the maturation of the LCVs.