Osakos universiteto mokslininkai nustatė baltymą, vadinamą HKDC1, kuris yra būtinas dviejų ląstelių struktūrų, mitochondrijų ir lizosomų, palaikymui, taip užkertant kelią ląstelių senėjimui.

Kaip sveiki organai yra būtini mūsų gerovei, sveiki organeliai yra būtini tinkamam ląstelių funkcionavimui. Šios tarpląstelinės struktūros atlieka specifines funkcijas ląstelėje, pavyzdžiui, mitochondrijos aprūpina ląstelę energija, o lizosomos palaiko ląstelę tvarkingą.

Proveržis suprantant organelių priežiūrą

Nors šių dviejų organelių pažeidimas buvo susijęs su senėjimu, ląstelių senėjimu ir daugeliu ligų, šių organelių reguliavimas ir priežiūra liko menkai suprantami. Dabar Osakos universiteto mokslininkai nustatė baltymą HKDC1, kuris vaidina pagrindinį vaidmenį palaikant šiuos du organelius ir taip užkerta kelią ląstelių senėjimui.

Buvo įrodymų, kad baltymas, vadinamas TFEB, dalyvauja palaikant abiejų organelių funkciją, tačiau šio baltymo tikslai nebuvo nustatyti. Lyginant visus tam tikromis sąlygomis aktyvius ląstelės genus ir naudojant metodą, vadinamą chromatino imunoprecipitacija, kuris gali nustatyti DNR Prieš baltymus komanda pirmoji parodė, kad HKDC1 koduojantis genas yra tiesioginis TFEB taikinys ir kad HKDC1 tampa reguliuojamas mitochondrijų ar lizosomų streso sąlygomis.

Apžvalga: tiek mitochondrijų, tiek lizosomų stresas sukelia TFEB branduolinį perkėlimą, po kurio padidėja HKDC1 ekspresija. HKDC1 stabilizuoja PINK1 sąveikaudamas su TOM70, taip palengvindamas nuo PINK1 / Parkino priklausomą mitofagiją. Be to, HKDC1 ir VDAC baltymai, su kuriais jis sąveikauja, yra svarbūs taisant pažeistas lizosomas ir palaikant ryšį tarp mitochondrijų ir lizosomų. HKDC1 apsaugo nuo DNR pažeidimo sukelto ląstelių senėjimo, palaikydamas mitochondrijų ir lizosomų homeostazę. Vaizdo šaltinis: 2024 Cui ir kt., HKDC1, TFEB taikinys, yra būtinas norint palaikyti mitochondrijų ir lizosomų homeostazę, užkertant kelią ląstelių senėjimui. Su žmonėmis

Mitochondrijų apsaugos mechanizmai

Vienas iš būdų apsaugoti mitochondrijas nuo pažeidimų yra mitofagijos procesas, kuris yra kontroliuojamas pažeistų mitochondrijų pašalinimas. Yra keli mitofagijos keliai, iš kurių labiausiai apibūdinti priklauso nuo baltymų, vadinamų PINK1 ir Parkin.

„Mes pastebėjome, kad HKDC1 lokalizuojasi kartu su baltymu, vadinamu TOM20, esančiu išorinėje mitochondrijų membranoje“, – aiškina pagrindinis autorius Mengying Cui, „ir savo eksperimentais nustatėme, kad HKDC1 ir jo sąveika su TOM20 yra labai svarbūs silpnina PINK1 / nuo Parkino priklausomą mitofagiją.

HKDC1 vaidmuo lizosomų atstatyme

Taigi, paprasčiau tariant, TFEB atneša HKDC1, kad padėtų atsikratyti mitochondrijų atliekų. Bet kaip su lizosomomis? Na, TFEB ir KHDC1 čia taip pat yra pagrindiniai žaidėjai. Nustatyta, kad HKDC1 sumažinimas ląstelėje trukdo lizosomų atstatymui, o tai rodo, kad HKDC1 ir TFEB padeda lizosomoms atsigauti po pažeidimo.

„HKDC1 yra lokalizuotas mitochondrijose, tiesa?“ „Na, atrodo, kad tai taip pat labai svarbu lizosomų atstatymo procesui“, – aiškina tyrėjas Shuhei Nakamura. „Matote, lizosomos ir mitochondrijos bendrauja tarpusavyje per baltymus, vadinamus VDAC. Tiksliau, HKDC1 yra atsakingas už sąveiką su VDAC; Šis baltymas yra būtinas ryšiui tarp mitochondrijų ir lizosomų, taigi ir lizosomų atstatymui.

Galimas terapinis poveikis

Šios dvi skirtingos HKDC1 funkcijos, atliekančios pagrindinius vaidmenis tiek lizosomoje, tiek mitochondrijose, padeda išvengti ląstelių senėjimo, tuo pačiu išlaikant šių dviejų organelių stabilumą. Kadangi šių organelių disfunkcija yra susijusi su senėjimu ir su amžiumi susijusiomis ligomis, šis atradimas atveria naujus horizontus šių ligų gydymo metodams.

Nuoroda: „HKDC1, TFEB taikinys, yra būtinas norint palaikyti mitochondrijų ir lizosomų homeostazę ir užkirsti kelią ląstelių senėjimui“ Su žmonėmis.
doi: 10.1073/pnas.2306454120

Finansavimas: Japonijos mokslo skatinimo draugija, Japonijos mokslo ir technologijų agentūra, Švietimo, kultūros, sporto, mokslo ir technologijų ministerija, Japonijos medicinos tyrimų ir plėtros agentūra