Японские ученые установили, что помогает клеткам не стареть

Исследование, выявившее ключевую роль белка HKDC1 в нормальном функционировании митохондрий и лизосом, повреждение которых приводит к старению клеток и различным заболеваниям, провели ученые из Университета Осаки (OU), 1 января сообщает сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу вуза.

Человек здоров, пока у него здоровые органы, а нормальную работу клетки обеспечивают здоровые органеллы — субклеточные структуры, выполняющие важную работу внутри клетки. Так, митохондрии обеспечивают клетку энергией, а лизосомы поддерживают в клетке порядок.

Ранее было установлено, что белок под названием TFEB задействован в поддержании функций митохондрий и лизосом, но сам механизм действия этого белка был неизвестен.

Чтобы восполнить этот пробел, команда японских ученых сравнили все гены клетки, активность которых проявляется в определенных условиях и использовали иммунопреципитацию хроматина. Этот метод, позволяющий идентифицировать ДНК-мишени белков, показал, что мишенью TFEB является ген, кодирующий HKDC1, причем активность HKDC1 возрастает в условиях митохондриального или лизосомального стресса.

Результаты исследования ученые OU представили в статье «HKDC1, мишень TFEB, необходим для поддержания как митохондриального, так и лизосомального гомеостаза, предотвращая старение клеток», опубликованной в журнале PNAS.

Митохондрии от повреждений защищает в том числе процесс «митофагии» — контролируемое удаление поврежденных митохондрий, которое может выполняться несколькими способами. Из них наиболее хорошо изучены варианты, в которых действую белки PINK1 и Parkin.

Ведущий исследователь Менгинг Цуй рассказал о проведенном исследовании: «Мы наблюдали, что HKDC1 совместно локализуется с белком под названием TOM20, который расположен во внешней мембране митохондрий, и в ходе наших экспериментов мы обнаружили, что HKDC1 и его взаимодействие с TOM20 имеют решающее значение для PINK1/Parkin-зависимой митофагии».

То есть TFEB вводит HKDC1 для удаления митохондриального «мусора». Что же касается лизосом, то исследователями было установлено, что снижение уровня HKDC1 в клетке препятствует восстановлению лизосом. Таким образом, было показано, что HKDC1 и TFEB помогают лизосомам восстанавливаться после повреждения.

Старший автор статьи Сюхэй Накамура пояснил: «HKDC1 локализован в митохондриях, верно? Что ж, оказывается, это также имеет решающее значение для процесса восстановления лизосом. Видите ли, лизосомы и митохондрии контактируют друг с другом с помощью белков, называемых VDAC. В частности, HKDC1 отвечает за взаимодействие с VDAC; этот белок необходим для контакта митохондрий с лизосомами и, следовательно, для восстановления лизосом».

Поскольку дисфункция митохондрий и лизосом связана со старением и возрастными заболеваниями, исследование японских ученых поможет найти новые пути для терапевтических подходов к этим заболеваниям.