La proteína HKDC1 resulta crucial para el mantenimiento de dos estructuras subcelulares: mitocondrias y lisosomas
Publicado originalmente por la Universidad de Osaka, el 1 de enero de 2024
Al igual que los órganos sanos son vitales para nuestro bienestar, los orgánulos sanos son vitales para el buen funcionamiento de la célula. Estas estructuras subcelulares desempeñan tareas específicas dentro de la célula; por ejemplo, las mitocondrias se encargan de la energía de la célula y los lisosomas la mantienen limpia y ordenada.
Aunque los daños en estos dos orgánulos se han relacionado con el envejecimiento, la senescencia celular y muchas enfermedades, su regulación y mantenimiento siguen siendo poco conocidos. Ahora, investigadores de la Universidad de Osaka han identificado una proteína, HKDC1, que desempeña un papel clave en el mantenimiento de estos dos orgánulos, actuando así para prevenir el envejecimiento celular.
Existían ya pruebas de que una proteína llamada TFEB interviene en el mantenimiento de la función de ambos orgánulos, pero no se conocían las dianas de esta proteína. Comparando todos los genes de la célula que están activos en determinadas condiciones y utilizando un método llamado inmunoprecipitación de cromatina, que puede identificar las dianas de ADN de las proteínas, el equipo fue el primero en demostrar que el gen que codifica HKDC1 es una diana directa de TFEB, y que HKDC1 se regula al alza en condiciones de estrés mitocondrial o lisosomal.
Una forma de proteger a las mitocondrias del daño es mediante el proceso de "mitofagia", o eliminación controlada de las mitocondrias dañadas. Existen varias vías de mitofagia, y la más caracterizada de ellas depende de unas proteínas llamadas PINK1 y Parkin.
"Observamos que HKDC1 se co-localiza con una proteína llamada TOM20, que se localiza en la membrana externa de las mitocondrias", explica la autora principal, Mengying Cui, "y a través de nuestros experimentos, descubrimos que HKDC1, y su interacción con TOM20, son críticas para la mitofagia dependiente de PINK1/Parkin".
Así que, en pocas palabras, TFEB trae a HKDC1 para ayudar a sacar la basura mitocondrial. ¿Pero qué pasa con los lisosomas? Pues bien, el TFEB y el HKDC1 también son actores clave aquí. Se demostró que la reducción de HKDC1 en la célula interfiere en la reparación lisosomal, lo que indica que HKDC1 y TFEB ayudan a los lisosomas a recuperarse de los daños.
"HKDC1 se localiza en las mitocondrias, ¿verdad? Pues resulta que también es fundamental para el proceso de reparación lisosomal", explica el autor principal, Shuhei Nakamura. "Verán, los lisosomas y las mitocondrias se ponen en contacto a través de unas proteínas llamadas VDAC. En concreto, la HKDC1 se encarga de interactuar con las VDAC; esta proteína es esencial para el contacto entre mitocondrias y lisosomas y, por tanto, para la reparación lisosomal."
Estas dos funciones diversas de HKDC1, con papeles clave tanto en el lisosoma como en la mitocondria, ayudan a prevenir la senescencia celular manteniendo simultáneamente la estabilidad de estos dos orgánulos. Dado que la disfunción de estos orgánulos está relacionada con el envejecimiento y las enfermedades asociadas a la edad, este descubrimiento abre nuevas vías de abordaje terapéutico de estas enfermedades.
Para más información: Mengying Cui et al, HKDC1, a target of TFEB, is essential to maintain both mitochondrial and lysosomal homeostasis, preventing cellular senescence, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2306454120. doi.org/10.1073/pnas.2306454120
Publicación: Proceedings of the National Academy of Sciences
Proporcionado por: Osaka University
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