تسلط أبحاث جامعة أوساكا الضوء على الدور الأساسي لبروتين HKDC1 في الحفاظ على الميتوكوندريا والجسيمات الحالة، وبالتالي منع شيخوخة الخلايا والأمراض ذات الصلة. يفتح هذا الاكتشاف الطريق أمام أساليب علاجية جديدة محتملة للحالات المرتبطة بالشيخوخة. الائتمان: SciTechDaily.com
حدد الباحثون في جامعة أوساكا بروتينًا يسمى HKDC1، وهو ضروري للحفاظ على بنيتين تحت الخلية، الميتوكوندريا والجسيمات الحالة، وبالتالي منع الشيخوخة الخلوية.
مثلما أن الأعضاء السليمة ضرورية لرفاهيتنا، فإن العضيات الصحية ضرورية لعمل الخلية بشكل سليم. تؤدي هذه الهياكل التحت خلوية مهامًا محددة داخل الخلية، على سبيل المثال تعمل الميتوكوندريا على تغذية الخلية بينما تحافظ الجسيمات الحالة على ترتيب الخلية.
اختراق في فهم صيانة العضية
على الرغم من أن الضرر الذي يلحق بهاتين العضيتين مرتبط بالشيخوخة، والشيخوخة الخلوية، والعديد من الأمراض، إلا أن تنظيم وصيانة هذه العضيات لا يزال غير مفهوم بشكل جيد. الآن، حدد الباحثون في جامعة أوساكا البروتين، HKDC1، الذي يلعب دورًا رئيسيًا في الحفاظ على هاتين العضيتين، وبالتالي يعمل على منع شيخوخة الخلايا.
هناك أدلة على أن بروتينًا يسمى TFEB يشارك في الحفاظ على وظيفة كلا العضيتين، ولكن لا يوجد هدف معروف لهذا البروتين. من خلال مقارنة جميع الجينات الموجودة في الخلية والتي تنشط في ظل ظروف معينة واستخدام طريقة تسمى الترسيب المناعي للكروماتين، والتي تساعد في تحديد الجينات. الحمض النووي ضد البروتين، كان الفريق أول من أظهر أن الجين المشفر لـ HKDC1 هو هدف مباشر لـ TFEB، وأن HKDC1 يتم تنظيمه في ظل ظروف إجهاد الميتوكوندريا أو الليزوزومية.
نظرة عامة: يحفز إجهاد الميتوكوندريا والليزوزومية الإزاحة النووية لـ TFEB، تليها زيادة التعبير عن HKDC1. يعمل HKDC1 على تثبيت PINK1 من خلال التفاعل مع TOM70، وبالتالي تسهيل التخفيف المعتمد على PINK1/Parkin. علاوة على ذلك، فإن بروتينات HKDC1 وVDAC التي يتفاعل معها مهمة لإصلاح الليزوزومات التالفة وللحفاظ على الاتصال بين الميتوكوندريا والليزوزوم. يمنع HKDC1 الشيخوخة الخلوية الناجمة عن تلف الحمض النووي عن طريق الحفاظ على توازن الميتوكوندريا والليزوزومية. ائتمان: 2024 Cui et al., HKDC1، وهو هدف TFEB، ضروري للحفاظ على توازن الميتوكوندريا والليزوزومي، وبالتالي منع الشيخوخة الخلوية. بناس
آليات حماية الميتوكوندريا
إحدى طرق حماية الميتوكوندريا من التلف هي من خلال عملية “الميتوفاجي”، وهي عملية التخلص الخاضعة للرقابة من الميتوكوندريا التالفة. هناك مسارات مختلفة للميتوفاجي، وأكثرها تميزًا يعتمد على بروتينات تسمى PINK1 وParkin.
“لقد لاحظنا أن HKDC1 يتموضع مع بروتين يسمى TOM20، الموجود في الغشاء الخارجي للميتوكوندريا”، يوضح المؤلف الرئيسي Mengying Cui، “ومن خلال تجاربنا، اكتشفنا أن HKDC1 وتفاعله مع TOM20 مهمان لـ PINK1/الاعتماد على باركين”. ميتوفاجي.
دور HKDC1 في إصلاح الليزوزومية
ببساطة، تم تقديم HKDC1 بواسطة TFEB للمساعدة في إزالة نفايات الميتوكوندريا. ولكن ماذا عن الليزوزومات؟ حسنًا، يعد TFEB وKHDC1 أيضًا من اللاعبين الرئيسيين هنا. تبين أن تقليل HKDC1 في الخلية يتداخل مع إصلاح الليزوزومات، مما يشير إلى أن HKDC1 وTFEB يساعدان الليزوزومات على التعافي من التلف.
“يقع HKDC1 في الميتوكوندريا، أليس كذلك؟ يقول المؤلف الرئيسي شوهي ناكامورا: “حسنًا، لقد تبين أيضًا أنه ضروري لعملية إصلاح الليزوزومية”. “كما ترى، تتلامس الليزوزومات والميتوكوندريا عبر بروتينات تسمى VDAC. على وجه التحديد، HKDC1 مسؤول عن التفاعل مع VDACs؛ هذا البروتين ضروري للاتصال بين الميتوكوندريا والجسيم الليزوزومي، وبالتالي لإصلاح الجسيم الليزوزومي.
الآثار العلاجية المحتملة
تساعد هاتان الوظيفتان المتنوعتان لـ HKDC1، اللتان تلعبان أدوارًا رئيسية في كل من الليزوزوم والميتوكوندريا، على منع الشيخوخة الخلوية من خلال الحفاظ في نفس الوقت على استقرار هاتين العضيتين. وبما أن الخلل الوظيفي لهذه العضيات يرتبط بالشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر، فإن هذا الاكتشاف يفتح آفاقا جديدة لأساليب علاجية لهذه الأمراض.
المرجع: “HKDC1، وهو هدف TFEB، ضروري للحفاظ على توازن الميتوكوندريا والليزوزومية، وبالتالي منع الشيخوخة الخلوية” بناس.
دوى: 10.1073/pnas.2306454120
التمويل: الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم، الوكالة اليابانية للعلوم والتكنولوجيا، وزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا، الوكالة اليابانية للبحث والتطوير الطبي
