تسلط أبحاث جامعة أوساكا الضوء على الدور المهم الذي يلعبه البروتين HKDC1 في حماية الميتوكوندريا والليزوزومات، وبالتالي منع شيخوخة الخلايا والأمراض ذات الصلة. يفتح هذا الاكتشاف طرقًا علاجية جديدة محتملة للحالات المرتبطة بالشيخوخة. الائتمان: SciTechDaily.com

حدد باحثون من جامعة أوساكا بروتينًا يسمى HKDC1 وهو مهم للحفاظ على بنيتين أساسيتين، الميتوكوندريا والجسيمات الحالة، وبالتالي منع الشيخوخة الخلوية.

كما أن الأعضاء السليمة ضرورية لرفاهيتنا، فإن الأعضاء السليمة ضرورية لوظيفة الخلية المناسبة. تؤدي هذه الهياكل التحت خلوية وظائف محددة داخل الخلية، على سبيل المثال، تعمل الميتوكوندريا على تزويد الخلية بالطاقة، وتحافظ الجسيمات الحالة على الخلية مرتبة.

اختراق في فهم صيانة العضية

على الرغم من أن الضرر الذي يلحق بهذين العضوين مرتبط بالشيخوخة، والشيخوخة الخلوية، والعديد من الأمراض الأخرى، إلا أن تنظيم وصيانة هذين العضوين غير مفهوم بشكل جيد. والآن، حدد الباحثون في جامعة أوساكا بروتينًا يسمى HKDC1 يلعب دورًا مهمًا في الحفاظ على هذين العضوين، وبالتالي منع الشيخوخة الخلوية.

هناك أدلة على أن بروتينًا يسمى TFEB يشارك في الحفاظ على وظيفة كلا العضوين، ولكن لا توجد أهداف معروفة لهذا البروتين. باستخدام طريقة تسمى الترسيب المناعي للكروماتين، تتم مقارنة جميع جينات الخلية النشطة في ظل ظروف معينة، الحمض النووي أهداف البروتينات أظهر الفريق أولاً أن الجين المشفر لـ HKDC1 هو هدف مباشر لـ TFEB وأن HKDC1 يتم تنظيمه في ظل ظروف الإجهاد الميتوكوندريا أو الليزوزومية.

نظرة عامة: يحفز كل من إجهاد الميتوكوندريا والليزوزومية على الإزاحة النووية لـ TFEB، تليها زيادة تعبير HKDC1. يعمل HKDC1 على تثبيت PINK1 من خلال التفاعل مع TOM70، وبالتالي تسهيل التخفيف المعتمد على PINK1/Parkin. بالإضافة إلى ذلك، يعد HKDC1 وتفاعله مع بروتينات VDAC مهمًا لإصلاح الليزوزومات التالفة والحفاظ على الاتصال بين الميتوكوندريا والليزوزوم. HKDC1 يمنع الشيخوخة الخلوية الناجمة عن تلف الحمض النووي عن طريق الحفاظ على توازن الميتوكوندريا والليزوزومية. الائتمان: 2024 Cui et al., HKDC1، وهو هدف TFEB الضروري للحفاظ على التوازن في الميتوكوندريا والليزوزومي، ويمنع الشيخوخة الخلوية. بناس

آليات حماية الميتوكوندريا

إحدى طرق حماية الميتوكوندريا من التلف هي من خلال عملية تسمى “ميتوفاجي”، والتي تسيطر على الميتوكوندريا التالفة. هناك العديد من مسارات ميتوفاجي المختلفة، وأكثرها تميزًا يعتمد على بروتينات تسمى PINK1 وباركين.

“لاحظنا أن HKDC1 يرتبط ببروتين يسمى TOM20 الموجود في الغشاء الخارجي للميتوكوندريا”، يوضح المؤلف الرئيسي Mengqing Qi، “من خلال تجاربنا، وجدنا أن تفاعله مع HKDC1 وTOM20 مهم للتخفيف من الالتهام المعتمد على PINK1/Parkin. “

دور HKDC1 في إصلاح الليزوزومية

لذلك، ببساطة، يتم تجنيد HKDC1 بواسطة TFEB لإزالة حطام الميتوكوندريا. ولكن ماذا عن الليزوزومات؟ حسنًا، يلعب TFEB وKHDC1 دورًا مهمًا هنا. تبين أن استنفاد HKDC1 في الخلية يتداخل مع إصلاح الليزوزومات، مما يشير إلى أن HKDC1 وTFEB يساعدان الليزوزومات على التعافي من التلف.

يوضح شوهي ناكامورا، كبير الباحثين: “إن HKDC1 متوضع في الميتوكوندريا، أليس كذلك؟ حسنًا، اتضح أنه مهم لعملية إصلاح الليزوزومية”. “أنت ترى أن الليزوزومات والميتوكوندريا تتفاعل مع بعضها البعض عبر بروتينات تسمى VDACs. على وجه الخصوص، HKDC1 مسؤول عن التفاعل مع VDACs؛ هذا البروتين ضروري للتواصل بين الميتوكوندريا والجسيم الليزوزومي وبالتالي إصلاح الليزوزومية.”

الآثار العلاجية المحتملة

تلعب هاتان الوظيفتان المتباينتان لـ HKDC1 أدوارًا مهمة في كل من الليزوزوم والميتوكوندريا، مما يساعد على منع الشيخوخة الخلوية من خلال الحفاظ في نفس الوقت على استقرار هاتين العضيتين. ونظرًا لأن الخلل الوظيفي في هذه الأعضاء مرتبط بالشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر، فإن هذا الاكتشاف يفتح آفاقًا جديدة لأساليب علاجية لهذه الأمراض.

ملحوظة: “HKDC1، وهو هدف TFEB، ضروري للحفاظ على توازن الميتوكوندريا والليزوزومي، يمنع الشيخوخة الخلوية” بناس.
دوى: 10.1073/pnas.2306454120

التمويل: الجمعية اليابانية لتقدم العلوم، المعهد الياباني للعلوم والتكنولوجيا، وزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا، المعهد الياباني للبحث والتطوير الطبي