نقش حیاتی یک پروتئین در جوان ماندن

محققان دانشگاه اوزاکا اخیرا پروتئینی به نام HKDC1 را شناسایی کرده‌اند که برای حفظ دو ساختار درون سلولی یعنی میتوکندری و لیزوزوم، بسیار مهم است و در نتیجه از پیری سلولی جلوگیری می‌کند.

به گزارش تکناک، همانطور که داشتن اندام های سالم برای سلامت ما حیاتی هستند، اندامک های سالم نیز برای عملکرد صحیح سلول حیاتی هستند. این ساختارهای درون سلولی وظایف خاصی را در درون سلول انجام می دهند. به عنوان مثال، میتوکندری ها به سلول نیرو می دهند و لیزوزوم ها سلول را مرتب نگه می دارند.

فهرست مطالب

پیشرفت در درک نگهداری ارگانل

اگرچه آسیب به این دو اندامک با پیری، پیری سلولی و بسیاری از بیماری‌ها مرتبط است، تنظیم و نگهداری از این اندامک‌ها تاکنون به خوبی شناخته نشده است. اکنون محققان دانشگاه اوزاکا پروتئینی به نام HKDC1 را شناسایی کرده اند که نقش کلیدی در حفظ این دو اندامک دارد و در نتیجه از پیری سلولی جلوگیری می کند.

قبلا شواهدی وجود داشت که پروتئینی به نام TFEB در حفظ عملکرد هر دو اندامک نقش دارد، اما هیچ هدفی از این پروتئین شناخته نشد. با مقایسه تمام ژن‌های سلول که در شرایط خاص فعال هستند و با استفاده از یک روش به نام رسوب ایمنی کروماتین که می‌تواند هدف‌های DNA پروتئین‌ها را شناسایی کند، محققان برای اولین بار نشان دادند که ژن فعال کننده HKDC1، هدف مستقیم TFEB است و HKDC1 تحت شرایط استرس میتوکندری یا لیزوزومی به‌صورت افزایشی تنظیم می شود.

بررسی اجمالی: استرس میتوکندری و لیزوزومی هر دو انتقال هسته ای TFEB را تحریک می کنند و به دنبال آن فعالیت HKDC1 افزایش می یابد. HKDC1 PINK1 را از طریق تعامل با TOM70 تثبیت می کند و در نتیجه میتوفاژی وابسته به PINK1/پارکین را تسهیل می کند. علاوه بر این، HKDC1 و پروتئین‌های VDAC که با آن‌ها تعامل دارد،‌ برای ترمیم لیزوزوم‌های آسیب‌دیده و برای حفظ تماس میتوکندری-لیزوزوم مهم هستند. HKDC1 با حفظ هموستاز میتوکندری و لیزوزومی از پیری سلولی ناشی از آسیب DNA جلوگیری می کند

مکانیسم های حفاظت از میتوکندری

یکی از راه‌هایی که میتوکندری‌ها از آسیب محافظت می‌شوند، فرآیند میتوفاژی است یعنی حذف کنترل‌شده میتوکندری‌های آسیب‌دیده. مسیرهای میتوفاژی مختلفی وجود دارد که مشخص‌ترین آنها به پروتئین‌هایی به نام PINK1 و پارکین بستگی دارد.

منگینگ کوی، نویسنده اصلی این مقاله توضیح می‌دهد: ما مشاهده کردیم که HKDC1 با پروتئینی به نام TOM20 که در غشای خارجی میتوکندری قرار دارد، ادغام می‌شود و از طریق آزمایش‌های خود متوجه شدیم که HKDC1 و برهم‌کنش آن با TOM20، برای میتوفاژی PINK1/وابسته به پارکین حیاتی است.

نقش HKDC1 در ترمیم لیزوزومی

بنابراین به زبان ساده، HKDC1 توسط TFEB برای کمک به خارج کردن زباله‌های میتوکندری وارد می‌شود. اما لیزوزوم ها چطور؟ TFEB و KHDC1 در اینجا نیز نقش کلیدی دارند. کاهش HKDC1 در سلول با ترمیم لیزوزومی تداخل دارد، که نشان می‌دهد HKDC1 و TFEB به لیزوزوم‌ها کمک می‌کنند تا از آسیب بهبود یابند.

لیزوزوم ها و میتوکندری ها از طریق پروتئین هایی به نام VDAC با یکدیگر تماس دارند. به طور خاص، HKDC1 مسئول تعامل با VDAC ها است. این پروتئین برای تماس میتوکندری-لیزوزوم و در نتیجه ترمیم لیزوزوم ضروری است.

پیامدهای بالقوه درمانی

این دو عملکرد متنوع HKDC1، با نقش‌های کلیدی در لیزوزوم و میتوکندری، با حفظ همزمان پایداری این دو اندامک، به جلوگیری از پیری سلولی کمک می‌کنند. از آنجایی که اختلال عملکرد این اندامک ها با پیری و بیماری های مرتبط با افزایش سن مرتبط است، این کشف راه های جدیدی را برای توسعه رویکردهای درمانی برای این بیماری ها باز می کند.