Pretlīdzeklis novecošanai? HKDC1 kritiskā loma šūnu jaunības uzturēšanā

Pētnieki no Osakas universitātes ir identificējuši proteīnu, ko sauc par HKDC1, kas ir būtisks divu šūnu struktūru, mitohondriju un lizosomu, uzturēšanai, tādējādi novēršot šūnu novecošanos.

Tāpat kā veseli orgāni ir būtiski mūsu labklājībai, veselīgi organoīdi ir būtiski pareizai šūnu darbībai. Šīs subcelulārās struktūras veic noteiktas funkcijas šūnā, piemēram, mitohondriji nodrošina šūnu ar enerģiju, un lizosomas uztur šūnu kārtībā.

Izrāviens organellu uzturēšanas izpratnē

Lai gan šo divu organellu bojājumi ir saistīti ar novecošanos, šūnu novecošanos un daudzām slimībām, šo organellu regulēšana un uzturēšana joprojām ir slikti izprotama. Tagad Osakas universitātes pētnieki ir identificējuši proteīnu HKDC1, kam ir galvenā loma šo divu organellu uzturēšanā un tādējādi novērš šūnu novecošanos.

Ir pierādījumi, ka proteīns, ko sauc par TFEB, ir iesaistīts abu organellu funkciju uzturēšanā, taču šī proteīna mērķi nav noteikti. Salīdzinot visus šūnu gēnus, kas ir aktīvi noteiktos apstākļos, un izmantojot metodi, ko sauc par hromatīna imunoprecipitāciju, kas var identificēt DNS Pret olbaltumvielām komanda bija pirmā, kas parādīja, ka gēns, kas kodē HKDC1, ir tiešs TFEB mērķis un ka HKDC1 tiek regulēts mitohondriju vai lizosomu stresa apstākļos.

Pārskats: gan mitohondriju, gan lizosomu stress izraisa TFEB kodola translokāciju, kam seko palielināta HKDC1 ekspresija. HKDC1 stabilizē PINK1, mijiedarbojoties ar TOM70, tādējādi veicinot PINK1 / Parkina atkarīgo mitofagiju. Turklāt HKDC1 un VDAC proteīni, ar kuriem tas mijiedarbojas, ir svarīgi bojāto lizosomu labošanai un saziņas uzturēšanai starp mitohondrijiem un lizosomu. HKDC1 novērš DNS bojājumu izraisītu šūnu novecošanos, uzturot mitohondriju un lizosomu homeostāzi. Attēla avots: 2024 Cui et al., HKDC1, TFEB mērķis, ir būtiska mitohondriju un lizosomu homeostāzes uzturēšanai, novēršot šūnu novecošanos. Ar cilvēkiem

Mitohondriju aizsardzības mehānismi

Viens no veidiem, kā aizsargāt mitohondrijus no bojājumiem, ir mitofagijas process, kas ir kontrolēta bojāto mitohondriju noņemšana. Ir vairāki mitofagijas ceļi, no kuriem vislabāk raksturotie ir atkarīgi no proteīniem, ko sauc par PINK1 un Parkin.

“Mēs novērojām, ka HKDC1 vienlaikus lokalizējas ar proteīnu, ko sauc par TOM20, kas atrodas ārējā mitohondriju membrānā,” skaidro vadošais autors Mengying Cui, “un ar mūsu eksperimentiem mēs atklājām, ka HKDC1 un tā mijiedarbība ar TOM20 ir ļoti svarīga mazinot PINK1 / Parkina atkarīgo mitofagiju.

HKDC1 loma lizosomu atjaunošanā

Tātad, vienkārši sakot, HKDC1 ienes TFEB, lai palīdzētu atbrīvoties no mitohondriju atkritumiem. Bet kā ir ar lizosomām? Šeit arī TFEB un KHDC1 ir galvenie spēlētāji. Ir pierādīts, ka HKDC1 samazināšana šūnā traucē lizosomu atjaunošanos, kas liecina, ka HKDC1 un TFEB palīdz lizosomām atgūties no bojājumiem.

“HKDC1 ir lokalizēts mitohondrijās, vai ne?” “Labi, šķiet, ka tas ir arī ļoti svarīgi lizosomu atjaunošanas procesam,” skaidro vadošais pētnieks Šuhejs Nakamura. “Redziet, lizosomas un mitohondriji sazinās savā starpā, izmantojot proteīnus, ko sauc par VDAC. Konkrēti, HKDC1 ir atbildīgs par mijiedarbību ar VDAC; Šis proteīns ir būtisks saziņai starp mitohondrijiem un lizosomām un tādējādi lizosomu labošanai.

Iespējamie terapeitiskie efekti

Šīs divas dažādās HKDC1 funkcijas, kurām ir galvenā loma gan lizosomā, gan mitohondrijās, palīdz novērst šūnu novecošanos, vienlaikus saglabājot šo divu organellu stabilitāti. Tā kā šo organellu disfunkcija ir saistīta ar novecošanu un ar vecumu saistītām slimībām, šis atklājums paver jaunus horizontus šo slimību terapeitiskajām pieejām.

Atsauce: “HKDC1, TFEB mērķis, ir būtisks mitohondriju un lizosomu homeostāzes uzturēšanai un šūnu novecošanās novēršanai” Ar cilvēkiem.
doi: 10.1073/pnas.2306454120

Finansējums: Japānas Zinātnes veicināšanas biedrība, Japānas Zinātnes un tehnoloģiju aģentūra, Izglītības, kultūras, sporta, zinātnes un tehnoloģiju ministrija, Japānas Medicīnas pētniecības un attīstības aģentūra