노화방지제? 세포 젊음을 유지하는 데 있어 HKDC1의 중요한 역할

오사카 대학의 연구자들은 미토콘드리아와 리소좀이라는 두 가지 세포 구조를 유지하여 세포 노화를 예방하는 데 필수적인 HKDC1이라는 단백질을 확인했습니다.

건강한 기관이 우리의 웰빙에 필수적인 것처럼 건강한 세포 소기관은 적절한 세포 기능에 필수적입니다. 이러한 세포하 구조는 세포 내에서 특정 기능을 수행합니다. 예를 들어 미토콘드리아는 세포에 에너지를 제공하고 리소좀은 세포를 깔끔하게 유지합니다.

세포 소기관 유지 관리에 대한 이해의 획기적인 발전

이 두 소기관의 손상이 노화, 세포 노화 및 많은 질병과 연관되어 있지만, 이들 소기관의 조절 및 유지에 대해서는 잘 이해되지 않은 상태로 남아 있습니다. 이제 오사카 대학의 연구자들은 이 두 세포 소기관을 유지하는 데 중요한 역할을 하여 세포 노화를 방지하는 단백질인 HKDC1을 확인했습니다.

TFEB라는 단백질이 두 소기관의 기능을 유지하는 데 관여한다는 증거가 있지만 이 단백질의 표적은 확인되지 않았습니다. 특정 조건에서 활성화되는 세포의 모든 유전자를 비교하고 염색질 면역침전법이라는 방법을 사용하여 확인할 수 있습니다. DNA 연구팀은 단백질에 대해 HKDC1을 코딩하는 유전자가 TFEB의 직접적인 표적이며 HKDC1이 미토콘드리아 또는 리소좀 스트레스 조건 하에서 상향 조절된다는 사실을 처음으로 보여주었습니다.

개요: 미토콘드리아 및 리소좀 스트레스 모두 TFEB의 핵 전위를 유도하고 이어서 HKDC1 발현이 증가합니다. HKDC1은 TOM70과의 상호작용을 통해 PINK1을 안정화시켜 PINK1/Parkin 의존성 미토파지를 촉진합니다. 또한 상호작용하는 HKDC1 및 VDAC 단백질은 손상된 리소좀을 복구하고 미토콘드리아와 리소좀 간의 통신을 유지하는 데 중요합니다. HKDC1은 미토콘드리아 및 리소좀 항상성을 유지하여 DNA 손상으로 인한 세포 노화를 방지합니다. 이미지 출처: 2024 Cui et al., TFEB의 표적인 HKDC1은 미토콘드리아 및 리소좀 항상성을 유지하고 세포 노화를 예방하는 데 필수적입니다. 사람들과 함께

미토콘드리아 보호 메커니즘

미토콘드리아를 손상으로부터 보호하는 한 가지 방법은 손상된 미토콘드리아를 제어하여 제거하는 미토파지 과정을 이용하는 것입니다. 여러 가지 미토파지 경로가 있으며, 그 중 가장 잘 특성화된 경로는 PINK1과 Parkin이라는 단백질에 의존합니다.

수석 저자인 Mengying Cui는 “우리는 HKDC1이 외부 미토콘드리아 막에 위치한 TOM20이라는 단백질과 함께 위치한다는 것을 관찰했습니다. 그리고 우리의 실험을 통해 HKDC1과 TOM20과의 상호 작용이 중요한 역할을 한다는 것을 발견했습니다. PINK1/파킨 의존성 미토파지를 약화시킵니다.”

리소좀 복구에서 HKDC1의 역할

간단히 말해서, HKDC1은 미토콘드리아 폐기물을 제거하는 데 도움을 주기 위해 TFEB에 의해 도입되었습니다. 하지만 리소좀은 어떻습니까? 음, TFEB와 KHDC1도 여기서 주요 플레이어입니다. 세포에서 HKDC1을 감소시키면 리소좀 복구를 방해하는 것으로 나타났으며, 이는 HKDC1과 TFEB가 리소좀의 손상 복구를 돕는다는 것을 시사합니다.

“HKDC1은 미토콘드리아에 국한되어 있습니다. 그렇죠?” “글쎄, 이것은 리소좀 복구 과정에도 중요한 것 같습니다.”라고 수석 연구원 Shuhei Nakamura가 설명합니다. “보시다시피, 리소좀과 미토콘드리아는 VDAC라는 단백질을 통해 서로 통신합니다. 특히 HKDC1은 VDAC와의 상호 작용을 담당합니다. 이 단백질은 미토콘드리아와 리소좀 사이의 의사소통과 그에 따른 리소좀 복구에 필수적입니다.

잠재적인 치료 효과

리소좀과 미토콘드리아 모두에서 중요한 역할을 하는 HKDC1의 이 두 가지 다양한 기능은 이 두 소기관의 안정성을 동시에 유지함으로써 세포 노화를 방지하는 데 도움이 됩니다. 이러한 세포 소기관의 기능 장애는 노화 및 노화 관련 질병과 연관되어 있으므로, 이번 발견은 이러한 질병에 대한 치료 접근법에 대한 새로운 지평을 열었습니다.

참고: “TFEB의 표적인 HKDC1은 미토콘드리아 및 리소좀 항상성 유지, 세포노화 예방에 필수적” 사람들과 함께.
도이: 10.1073/pnas.2306454120

자금 지원: 일본 과학 진흥회, 일본 과학 기술 진흥원, 문부과학성, 일본 의학 연구 개발 진흥원