کشف جدید ژاپنی‌ها: هدیه ای برای عمر نامحدود انسان

محققان ژاپنی موفق به کشف و ساخت پروتئینی شده‌اند که می‌تواند با کاهش روند پیری، قدم مهمی را برای دستیابی به عمر نامحدود بردارد.

بدن ما از بلوک‌های سازنده بسیار کوچکی به نام سلول‌ها تشکیل شده است. در داخل این سلول‌ها بخش‌های بسیار کوچکتری به نام ارگانل‌ها وجود دارند. درست مثل اعضای بدن از جمله قلب یا ریه‌ها که به سلامت کلی ما کمک می‌کنند، ارگانل‌ها نقش‌های حیاتی در اطمینان بخشیدن از عملکرد مؤثر سلول‌ها دارند.

به‌طور مثال، میتوکندریا به عنوان منبع قدرت برای سلول عمل می‌کند و لیزوزوم‌ها به نظافت سلول‌ها کمک می‌کنند. وقتی این ارگانل‌ها آسیب می‌بینند، مشکلاتی مانند پیری، بیماری‌ها یا اختلالات در عملکرد طبیعی سلول ایجاد می‌شود.

پروتئین HKDC1، پلی به‌سوی آینده بدون پیری

دانشمندان دانشگاه اوساکا پروتئینی به نام HKDC1 را کشف کرده‌اند که به مراقبت از دو ارگانل مهم، میتوکندریا و لیزوزوم کمک می‌کند. این پروتئین نقش کلیدی در جلوگیری از پیری سلول ایفا می‌کند.

آنها نشان دادند که زمانی که سلول در وضعیت استرس قرار می‌گیرد، به ویژه میتوکندریا یا لیزوزوم‌ها، فعالیت HKDC1 بیشتر می‌شود.

بیشتر بخوانید:

کشف حیرت انگیز دانشمندان چینی؛ این ویتامین ساده ضد پیری است!

پروتئین دیگری به نام TFEB نیز وجود دارد که نشان‌دهنده نقش آن در حفظ عملکرد هر دو ارگانل است. با این حال، هیچ هدف مشخصی از این پروتئین در آن زمان شناسایی نشده بود.

بنابراین، پژوهشگران در دانشگاه اوساکا به این مسئله پرداختند و متوجه شدند که TFEB یک ژن خاص به‌نام HKDC1 را هدف قرار می‌دهد.

با مقایسه تمام ژن‌هایی که در شرایط خاص فعال هستند و با استفاده از یک روش به نام ایمونوپرسیپیتیشن کروماتین که می‌تواند هدف‌های DNA پروتئین‌ها را شناسایی کند، تیم به عنوان اولین نشان دهنده می‌شود که ژنی که HKDC1 را کُد می‌کند، مستقیماً هدف TFEB است و HKDC1 در شرایط استرس میتوکندریا یا لیزوزوم‌ها فعال‌سازی می‌شود.

این تیم با مقایسه تمام ژن‌های سلول که تحت شرایط خاص فعال هستند و با استفاده از روشی به نام ایمنی سنجی کروماتین (که می تواند اهداف DNA پروتئین ها را شناسایی کند) اولین تیمی بود که نشان داد ژن کدکننده HKDC1 هدف مستقیم TFEB است و HKDC1 تحت شرایط استرس‌زا میتوکندریایی یا لیزوزومی فعال می‌شود.

HKDC1 از پیری سلولی ناشی از آسیب DNA جلوگیری می‌کند

برای حفاظت از میتوکندریا در برابر آسیب، فرآیندی به‌نام «میتوفاژی» وجود دارد که به معنای دور انداختن میتوکندریاهای آسیب‌دیده است. روش‌های مختلفی برای انجام این کار وجود دارد، اما یکی از روش‌های شناخته شده،  پروتئین‌هایی به نام PINK1 و Parkin است.

منگینگ کوی، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید:

ما مشاهده کردیم که HKDC1 با پروتئینی به نام TOM20 هم‌مکانی دارد که در غشاء خارجی میتوکندریا قرار گرفته است. از طریق آزمایشات متوجه شدیم که HKDC1 و تعامل آن با TOM20، برای میتوفاژی وابسته به PINK1/Parkin بسیار حیاتی هستند.

کشف مهم پروتئین HKDC1 برای طول عمر نامحدود

این به مراقبت از زباله میتوکندریا می‌پردازد، اما برای لیزوزوم‌ها مانند یک مرکز بازیافت عمل می‌کند. در اینجا نیز TFEB و HKDC1 نقش حیاتی دارند.

این به مراقبت از زباله میتوکندریا می‌پردازد، اما برای لیزوزوم‌ها که مانند یک مرکز بازیافت عمل می‌کند. در اینجا نیز TFEB و HKDC1 نقش حیاتی دارند. نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید HKDC1 به میتوکندریا محدود می‌شود و این نیز برای فرآیند تعمیر لیزوزوم حیاتی است.

وقتی مقدار HKDC1 در سلول کاهش پیدا می‌کند، فرآیند پاکسازی درون لیزوزوم‌ها به هم می‌ریزد. این مشابه از بین رفتن قدرت تعمیر آنهاست که باعث مواجهه لیزوزوم‌ها با چالش‌ها در خودتعمیری هنگام آسیب دیدن می‌شوند.

لیزوزوم‌ها و میتوکندریا از طریق پروتئین‌هایی به نام VDAC با یکدیگر تماس دارند. HKDC1 مسئول تعامل با VDACها است؛ این پروتئین برای ایجاد تماس میان میتوکندریا و لیزوزوم و در نتیجه تعمیر لیزوزوم بسیار حیاتی است.

بیشتر بخوانید:

۱۰۱ میلیون دلار جایزه برای کسانی که بتوانند روند پیری را معکوس کنند

قابلیت‌های چندگانه‌ی HKDC1 که به نحو برجسته در دامنه‌های لیزوزومی و میتوکندریایی عمل می‌کند، هدف دوگانهٔ جلوگیری از پیری سلولی و همزمان حفظ ساختار این ارگانل‌های حیاتی است.

با توجه به اینکه اختلالات در این ارگانل‌ها با فرآیندهای پیری و ظهور بیماری‌های مرتبط با سن ارتباط دارند، آشکار شدن نقش‌های مهم HKDC1، چشم‌اندازهای نوینی را برای مداخلات درمانی با هدف کنترل این شرایط به وجود می‌آورد.