Противоядие от старения? Критическая роль HKDC1 в поддержании молодости клеток

Исследователи из Университета Осаки идентифицировали белок под названием HKDC1, который необходим для поддержания двух клеточных структур, митохондрий и лизосом, предотвращая тем самым клеточное старение.

Так же, как здоровые органы необходимы для нашего благополучия, здоровые органеллы необходимы для правильного функционирования клеток. Эти субклеточные структуры выполняют внутри клетки специфические функции, например, митохондрии снабжают клетку энергией, а лизосомы поддерживают клетку в порядке.

Прорыв в понимании поддержания органелл

Хотя повреждение этих двух органелл связано со старением, клеточным старением и многими заболеваниями, регуляция и поддержание этих органелл остаются плохо изученными. Теперь исследователи из Университета Осаки идентифицировали белок HKDC1, который играет ключевую роль в поддержании этих двух органелл и, таким образом, предотвращает старение клеток.

Имеются доказательства того, что белок под названием TFEB участвует в поддержании функции обеих органелл, но мишени для этого белка не идентифицированы. Сравнивая все гены клетки, активные в определенных условиях, и используя метод, называемый иммунопреципитацией хроматина, который позволяет идентифицировать ДНК Что касается белков, команда первой показала, что ген, кодирующий HKDC1, является прямой мишенью TFEB и что HKDC1 активируется в условиях митохондриального или лизосомального стресса.

Обзор: И митохондриальный, и лизосомальный стресс вызывают ядерную транслокацию TFEB, за которой следует увеличение экспрессии HKDC1. HKDC1 стабилизирует PINK1 посредством взаимодействия с TOM70, тем самым облегчая PINK1/Паркин-зависимую митофагию. Кроме того, белки HKDC1 и VDAC, с которыми он взаимодействует, важны для восстановления поврежденных лизосом и поддержания связи между митохондриями и лизосомой. HKDC1 предотвращает клеточное старение, вызванное повреждением ДНК, поддерживая митохондриальный и лизосомальный гомеостаз. Источник изображения: 2024 г. Cui et al., HKDC1, мишень TFEB, необходим для поддержания митохондриального и лизосомального гомеостаза, предотвращая клеточное старение. С людьми

Механизмы митохондриальной защиты

Одним из способов защиты митохондрий от повреждений является процесс митофагии, то есть контролируемого удаления поврежденных митохондрий. Существует несколько путей митофагии, наиболее хорошо изученные из которых зависят от белков PINK1 и Parkin.

«Мы заметили, что HKDC1 сотрудничает с белком под названием TOM20, который расположен во внешней митохондриальной мембране», — объясняет ведущий автор Mengying Cui, — «и в ходе наших экспериментов мы обнаружили, что HKDC1 и его взаимодействие с TOM20 имеют решающее значение для ослабление PINK1/Паркин-зависимой митофагии».

Роль HKDC1 в лизосомальном восстановлении

Проще говоря, HKDC1 вводится TFEB, чтобы помочь избавиться от митохондриальных отходов. А как насчет лизосом? Что ж, TFEB и KHDC1 также являются здесь основными игроками. Было показано, что снижение HKDC1 в клетке мешает восстановлению лизосом, что позволяет предположить, что HKDC1 и TFEB помогают лизосомам восстанавливаться после повреждений.

«HKDC1 локализован в митохондриях, верно?» «Ну, это также имеет решающее значение для процесса восстановления лизосом, — объясняет ведущий исследователь Шухей Накамура. — Видите ли, лизосомы и митохондрии общаются друг с другом через белки, называемые VDAC. В частности, HKDC1 отвечает за взаимодействие с VDAC; Этот белок необходим для связи между митохондриями и лизосомами и, следовательно, для восстановления лизосом.

Потенциальные терапевтические эффекты

Эти две разнообразные функции HKDC1, играющие ключевую роль как в лизосомах, так и в митохондриях, помогают предотвратить клеточное старение, одновременно поддерживая стабильность этих двух органелл. Поскольку дисфункция этих органелл связана со старением и возрастными заболеваниями, это открытие открывает новые горизонты для терапевтических подходов к этим заболеваниям.

Ссылка: «HKDC1, мишень TFEB, необходим для поддержания митохондриального и лизосомального гомеостаза и предотвращения клеточного старения». С людьми.
дои: 10.1073/pnas.2306454120

Финансирование: Японское общество содействия науке, Японское агентство науки и технологий, Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий, Японское агентство медицинских исследований и разработок.