PNAS: Ухоженные клетки стареют медленнее

Как здоровые органы жизненно важны для нашего самочувствия, так и здоровые органеллы жизненно важны для правильного функционирования клетки. Эти субклеточные структуры выполняют определенную работу в клетке, например, митохондрии питают клетку, а лизосомы поддерживают ее в порядке.

Хотя повреждение этих двух органелл связано со старением, клеточным старением и многими заболеваниями, регуляция и поддержание этих органелл оставались малоизученными. Теперь исследователи из Университета Осаки выявили белок HKDC1, который играет ключевую роль в поддержании этих двух органелл, тем самым предотвращая клеточное старение.

Имелись данные о том, что белок под названием TFEB участвует в поддержании функций обеих органелл, но мишени этого белка не были известны. Сравнив все гены клетки, которые активны в определенных условиях, и используя метод иммунопреципитации хроматина, который позволяет определить ДНК-мишени белков, команда впервые показала, что ген, кодирующий HKDC1, является прямой мишенью TFEB, и что HKDC1 становится повышенным в условиях митохондриального или лизосомального стресса.

Одним из способов защиты митохондрий от повреждений является процесс «митофагии» — контролируемого удаления поврежденных митохондрий. Существуют различные пути митофагии, и наиболее хорошо изученный из них зависит от белков, называемых PINK1 и Parkin.

Мы заметили, что HKDC1 ко-локализуется с белком TOM20, который находится во внешней мембране митохондрий, — объясняет ведущий автор исследования Менгинг Куи (Mengying Cui), — и в ходе наших экспериментов мы обнаружили, что HKDC1 и его взаимодействие с TOM20 являются критическими для PINK1/Parkin-зависимой митофагии.

Проще говоря, HKDC1 привлекается TFEB, чтобы помочь убрать митохондриальный мусор. А как же лизосомы? Ну, TFEB и KHDC1 являются ключевыми игроками и здесь. Было показано, что уменьшение количества HKDC1 в клетке препятствует восстановлению лизосом, что указывает на то, что HKDC1 и TFEB помогают лизосомам восстанавливаться после повреждений.

HKDC1 локализован в митохондриях, верно? Оказалось, что это также критически важно для процесса восстановления лизосом, — объясняет старший автор исследования Шухей Накамура (Shuhei Nakamura).

Лизосомы и митохондрии контактируют друг с другом через белки, называемые VDAC. В частности, HKDC1 отвечает за взаимодействие с VDACs; этот белок необходим для контакта митохондрий с лизосомами, а значит, и для восстановления лизосом.

Эти две разнообразные функции HKDC1, играющего 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 возможности для терапевтических подходов к этим заболеваниям.

01.01.2024