به نقل از آی‌ای، بدن ما از بلوک‌های ساختمانی کوچکی به نام سلول راه اندازی شده است. داخل این سلول‌ها حتی تکه‌های کوچک‌تری به نام اندامک وجود دارد. اندامک‌ها همانند قلب یا ریه‌ها به سلامت کلی ما پشتیبانی می‌کنند و این چنین نقش مهمی در ضمانت کارکرد مؤثر سلول‌ها دارند.

به گفتن مثال، میتوکندری‌ها به گفتن منبع های انرژی سلول عمل می‌کنند و لیزوزوم‌ها به تمیز نگه داشتن سلول‌ها پشتیبانی می‌کنند. هنگامی این اندامک‌ها صدمه می‌بینند، مشکلاتی همانند پیری، بیماری‌ها یا اختلال در کارکرد طبیعی سلولی تشکیل می‌کنند.

پروتئینی نجات دهنده

دانشمندان دانشگاه اوزاکا در ژاپن پروتئینی به نام HKDC1 اشکار کرده‌اند که به مراقبت از این دو اندامک مهم یعنی میتوکندری و لیزوزوم پشتیبانی می‌کند. این پروتئین نقشی کلیدی در جلوگیری از پیری سلول دارد.

پژوهشگران نشان دادند که هنگامی سلول، به اختصاصی میتوکندری یا لیزوزوم تحت سختی قرار می‌گیرد، پروتئین HKDC1 فعال‌تر می‌بشود.

پروتئین فرد دیگر که به نام TFEB شناخته می‌بشود، شواهدی داشت که حاکی از دخالت آن در نگه داری کارکرد هر دو اندامک می بود. با این حال، هیچ هدفی برای این پروتئین در آن زمان شناسایی نشد.

به این علت پژوهشگران دانشگاه اوزاکا آن را بازدید کردند و دریافتند که TFEB یک ژن خاص به نام HKDC1 را مقصد قرار می‌دهد.

این تیم با قیاس همه ژن‌های سلولی که تحت شرایط خاص فعال می باشند و با منفعت گیری از روشی به نام رسوب ایمنی کروماتین که می‌تواند اهداف دی‌ان‌ای پروتئین‌ها را شناسایی کند، اولین تیمی می بود که نشان داد ژن کدکننده HKDC1 مقصد مستقیم TFEB است و این که HKDC1 تحت شرایط سختی میتوکندریایی یا لیزوزومی بازتنظیم می‌بشود.

HKDC1 از پیری سلولی ناشی از صدمه دی‌ان‌ای جلوگیری می‌کند

برای محافظت از میتوکندری در برابر صدمه، فرآیندی به نام «میتوفاژی» وجود دارد که به معنی خلاص شدن از شر آنهایی است که صدمه دیده‌اند. راه‌های مختلفی برای انجام این کار وجود دارد و یکی از راه حلهای شناخته شده شامل پروتئین‌هایی به نام PINK1 و Parkin است.

منگینگ کوی، نویسنده مهم این مقاله گفت: ما مشاهده کردیم که HKDC1 با پروتئینی به نام TOM20 که در غشای خارجی میتوکندری قرار دارد، جمع می‌بشود و از طریق آزمایش‌هایمان فهمید شدیم که HKDC1 و تعامل آن با TOM20 برای میتوفاژی وابسته به PINK1/ Parkin حیاتی است.

این فرآیند از ضایعات میتوکندری برای لیزوزوم‌ها که همانند یک مرکز بازیافت است، مراقبت می‌کند. TFEB و HKDC1 نیز در اینجا نقش مهمی دارند.

شوهی ناکامورا نویسنده ارشد این مطالعه توضیح می‌دهد که این برای فرآیند ترمیم لیزوزوم نیز حیاتی است.

هنگامی HKDC1 را در سلول افت می‌دهیم، فرآیند پاکسازی درون لیزوزوم‌ها را مختل می‌کند. این همانند از بین بردن قوت ترمیم آنهاست و علتمی‌بشود که لیزوزوم‌ها در صورت صدمه با چالش‌هایی در خودترمیمی روبرو شوند.

ناکامورا می‌گوید: می‌دانید، لیزوزوم‌ها و میتوکندری‌ها از طریق پروتئین‌هایی به نام VDAC با یکدیگر تماس دارند. به طور خاص، HKDC1 مسئول تعامل با VDACها است. این پروتئین برای تماس میتوکندری-لیزوزوم و در نتیجه ترمیم لیزوزوم الزامی است.

عملکردهای چندوجهی HKDC1 که به طور برجسته در هر دو حوزه لیزوزومی و میتوکندری عمل می‌کند، مقصد دوگانه جلوگیری از پیری سلولی را دارد و همزمان یکپارچگی ساختاری این اندامک‌های حیاتی را نگه داری می‌کند.

با دقت به این که کارکرد نادرست در این اندامک‌ها با فرآیندهای پیری و اغاز بیماری‌های مرتبط با افزایش سن مرتبط است، افشای نقش‌های محوری HKDC1 چشم‌انداز جدیدی را برای مداخلات درمانی با مقصد قرار دادن این شرایط اراعه می‌دهد.

این مطالعه در مجله National Academy of Sciences  انتشار شده است.