Antidotul împotriva îmbătrânirii? Rolul critic al HKDC1 în menținerea tinereții celulare

Cercetarea Universității din Osaka evidențiază rolul critic al proteinei HKDC1 în menținerea mitocondriilor și a lizozomilor, prevenind astfel îmbătrânirea celulară și bolile asociate. Această descoperire deschide noi abordări terapeutice potențiale pentru afecțiunile legate de îmbătrânire. Credit: SciTechDaily.com

Cercetătorii de la Universitatea din Osaka au identificat o proteină numită HKDC1, care este esențială pentru menținerea a două structuri celulare, mitocondriile și lizozomii, prevenind astfel senescența celulară.

Așa cum organele sănătoase sunt esențiale pentru bunăstarea noastră, organitele sănătoase sunt esențiale pentru funcționarea corectă a celulelor. Aceste structuri subcelulare îndeplinesc funcții specifice în interiorul celulei, de exemplu, mitocondriile furnizează celulei energie, iar lizozomii mențin celula ordonată.

O descoperire în înțelegerea întreținerii organelelor

Deși deteriorarea acestor două organite a fost legată de îmbătrânire, senescență celulară și multe boli, reglarea și întreținerea acestor organele au rămas prost înțelese. Acum, cercetătorii de la Universitatea din Osaka au identificat o proteină, HKDC1, care joacă un rol cheie în menținerea acestor două organite și, astfel, funcționează pentru a preveni îmbătrânirea celulară.

Au existat dovezi că o proteină numită TFEB este implicată în menținerea funcției ambelor organele, dar ținte pentru această proteină nu au fost identificate. Comparând toate genele unei celule care sunt active în anumite condiții și folosind o metodă numită imunoprecipitare a cromatinei, care poate identifica ADN Împotriva proteinelor, echipa a fost prima care a arătat că gena care codifică HKDC1 este o țintă directă a TFEB și că HKDC1 devine suprareglată în condiții de stres mitocondrial sau lizozomal.

Prezentare generală: Atât stresul mitocondrial, cât și cel lizozomal induc translocarea nucleară a TFEB, urmată de creșterea expresiei HKDC1. HKDC1 stabilizează PINK1 prin interacțiunea cu TOM70, facilitând astfel mitofagia dependentă de PINK1/Parkin. În plus, proteinele HKDC1 și VDAC cu care interacționează sunt importante pentru repararea lizozomilor deteriorați și pentru menținerea comunicării între mitocondrii și lizozomi. HKDC1 previne senescența celulară indusă de deteriorarea ADN-ului prin menținerea homeostaziei mitocondriale și lizozomale. Credit: 2024 Cui et al., HKDC1, o țintă a TFEB, este esențială pentru menținerea homeostaziei mitocondriale și lizozomale, prevenind senescența celulară. Cu oameni

Mecanisme de protecție mitocondrială

O modalitate de a proteja mitocondriile de deteriorare este prin procesul de mitofagie, care este îndepărtarea controlată a mitocondriilor deteriorate. Există mai multe căi de mitofagie, dintre care cele mai bine caracterizate depind de proteinele numite PINK1 și Parkin.

„Am observat că HKDC1 se co-localizează cu o proteină numită TOM20, care este situată în membrana mitocondrială exterioară”, explică autorul principal Mengying Cui, „și prin experimentele noastre, am descoperit că HKDC1 și interacțiunea sa cu TOM20 sunt esențiale pentru atenuarea mitofagiei dependente de PINK1/Parkin.”

Rolul HKDC1 în repararea lizozomală

Deci, pur și simplu, HKDC1 este adus de TFEB pentru a ajuta la eliminarea deșeurilor mitocondriale. Dar ce zici de lizozomi? Ei bine, TFEB și KHDC1 sunt jucători importanți și aici. S-a demonstrat că reducerea HKDC1 în celulă interferează cu repararea lizozomală, sugerând că HKDC1 și TFEB ajută lizozomii să se recupereze după deteriorare.

„HKDC1 este localizat în mitocondrii, nu?” „Ei bine, acest lucru pare să fie, de asemenea, crucial pentru procesul de reparare lizozomal”, explică cercetătorul principal Shuhei Nakamura. „Vedeți, lizozomii și mitocondriile comunică între ele prin intermediul proteinelor numite VDAC. Mai exact, HKDC1 este responsabil pentru interacțiunea cu VDAC-urile; Această proteină este esențială pentru comunicarea dintre mitocondrii și lizozomi și, astfel, pentru repararea lizozomală.

Efecte terapeutice potențiale

Aceste două funcții diverse ale HKDC1, cu roluri cheie atât în ​​lizozom, cât și în mitocondrii, ajută la prevenirea senescenței celulare prin menținerea simultană a stabilității acestor două organite. Deoarece disfuncția acestor organele este asociată cu îmbătrânirea și bolile legate de vârstă, această descoperire deschide noi orizonturi pentru abordări terapeutice pentru aceste boli.

Referință: „HKDC1, o țintă a TFEB, este esențială pentru menținerea homeostaziei mitocondriale și lizozomale și pentru prevenirea senescenței celulare” Cu oameni.
doi: 10.1073/pnas.2306454120

Finanțare: Societatea Japoneză pentru Promovarea Științei, Agenția Japoneză pentru Știință și Tehnologie, Ministerul Educației, Culturii, Sportului, Științei și Tehnologiei, Agenția Japoniei de Cercetare și Dezvoltare Medicală