正如健康的器官对我们的健康至关重要一样,健康的细胞器对细胞的正常运作也至关重要。这些亚细胞结构在细胞内执行特定的工作,例如,线粒体为细胞提供动力,溶酶体保持细胞整洁。
尽管这两种细胞器的损伤与衰老、细胞衰老和许多疾病有关,但人们对这些细胞器的调节和维护仍然知之甚少。现在,大阪大学的研究人员发现了一种蛋白质 HKDC1,它在维持这两种细胞器中发挥着关键作用,从而起到防止细胞衰老的作用。
有证据表明一种名为 TFEB 的蛋白质参与维持两种细胞器的功能,但该蛋白质的靶标尚不清楚。通过比较细胞中在特定条件下活跃的所有基因,并使用一种称为染色质免疫沉淀的方法(可以识别蛋白质的 DNA 靶标),该团队首次证明编码 HKDC1 的基因是 DNA 靶标的直接靶标。 TFEB,并且 HKDC1 在线粒体或溶酶体应激条件下上调。
保护线粒体免受损伤的一种方法是通过“线粒体自噬”过程,即受控地去除受损的线粒体。线粒体自噬途径有多种,其中最明确的依赖于 PINK1 和 Parkin 蛋白。
主要作者Mengying Cui 解释说:“我们观察到 HKDC1 与一种名为 TOM20 的蛋白质共定位,该蛋白质位于线粒体外膜,通过我们的实验,我们发现 HKDC1 及其与 TOM20 的相互作用对于 PINK1/Parkin 依赖性线粒体自噬至关重要。”
简而言之,HKDC1 是由 TFEB 引入来帮助清除线粒体垃圾的。但是溶酶体呢?好吧,TFEB 和 KHDC1 也是这里的关键参与者。减少细胞中的 HKDC1 会干扰溶酶体修复,表明 HKDC1 和 TFEB 有助于溶酶体从损伤中恢复。
“HKDC1 定位于线粒体,对吗?嗯,事实证明这对于溶酶体修复过程也至关重要,”资深作者 Shuhei Nakamura 解释道。“你看,溶酶体和线粒体通过称为 VDAC 的蛋白质相互接触。具体来说,HKDC1负责与VDAC交互;这种蛋白质对于线粒体-溶酶体接触以及溶酶体修复至关重要。”
HKDC1 的这两种不同功能在溶酶体和线粒体中发挥着关键作用,有助于通过同时维持这两种细胞器的稳定性来防止细胞衰老。由于这些细胞器的功能障碍与衰老和与年龄相关的疾病有关,这一发现为这些疾病的治疗方法开辟了新途径。