hkdc1 ، پروتئین ضد پیری کشف شد

محققان ژاپنی موفق به کشف پروتئینی در بدن شدند که می تواند در پیشگری از پیری نقش مهمی ایفا کند.

بشر از زمان پیدایش تا به امروز به دنبال یک چیز بود، اکسیر جوانی! قهرمان های اساطیری تاریخ مانند اسکندر مقدونی هم در اواخر عمرش به دنبال همین اکسیر می گشت و در این راه هم جان خود را از دست داد. اما، آیا واقعا همچین اکسیری وجود دارد؟! پیری هم  می تواند مانند هر بیماری دیگری، راه حل درمانی داشته باشد؟ علم پزشکی در طول سالیان گذشته به دنبال پاسخی برای این سئوالات بود. بلاخره دانشمندان ژاپنی به تازگی موفق شدند کلید پاسخ این سئوالات را پیدا کنند. کلید درمان پیری در بدن ماست. آنها توانستند پروتئینی را کشف کنند که نقش مهمی در حفظ جوانی ما بازی می کند.  

محققان دانشگاه اوزاکای ژاپن پروتئینی به نام " HKDC 1" کشف کردند که نقش مهمی در حفظ اندامک ها و جوانسازی سلول های بدن ایفا می کند. بدن ما از واحدهای کوچکی به نام سلول تشکیل شده است. داخل هر سلول، واحدهای کوچکتری به نام "اندامک" وجود دارد که کارهای مهمی برای سلول انجام می دهد. به عنوان نمونه: میتوکندری‌ها انرژی سلول را تأمین می‌کنند و لیزوزوم‌ها مواد زائد را تجزیه می‌کنند. زمانی که اندامک‌ها آسیب می بینند، مشکلات جدی در سلول ایجاد می شود. به عنوان نمونه: پیری زودرس و اختلال در عملکرد طبیعی سلول می‌توانند ناشی از آسیب اندامک ها باشند. دانشمندان ژاپنی معتقدند پروتئینی به نام HKDC1 می‌تواند از اندامک‌های آسیب‌دیده محافظت کند. این پروتئین در محافظت از میتوکندری‌ها و لیزوزوم‌ها اثربخشی زیادی دارد.

آنها در طول تحقیقات خود متوجه دو پروتئین شدند که نقش مهمی در حفظ عملکرد اندامک ایفا می کنند: پروتئین HKDC 1 و TFEB. پروتئین HKDC1 به محافظت از میتوکندری و لیزوزوم‌ها کمک می‌کند. میتوکندری و لیزوزوم‌ها دو اندامک مهمی هستند که انرژی مورد نیاز و تجزیه مواد زائد را در سلول بعهده دارند . پروتئین TFEB نیز به حفظ عملکرد این اندامک‌ها کمک می کنند. آنها دریافتند که پروتئین TFEB می‌تواند باعث شود که سلول، ژن کدکننده پروتئین HKDC1 را فعال کند. این بدان معناست که وقتی TFEB در سلول فعال می‌شود، تولید پروتئین HKDC1 نیز افزایش می‌یابد. فعال شدن HKDC1 باعث محافظت از این اندامک‌ها در برابر آسیب می شود. علاوه براین، می‌تواند مانع از پیری زودرس سلول و سایر بیماری‌ها شود. فرض کنید TFEB یک کلید عمل و ژن کدکننده HKDC1 به عنوان یک قفل عمل می کند. وقتی کلید (TFEB) در قفل ژن کدکننده HKDC1 قرار می‌گیرد، قفل باز می‌شود و تولید پروتئین HKDC1 آغاز می‌شود.

آنها نشان دادند که وقتی سلول، به ویژه میتوکندری یا لیزوزوم ها تحت استرس و فشار زیادی قرار می گیرد، HKDC1 فعال تر می شود. با این حال، هدف این پروتئین در آن زمان مشخص نبود. محققان دریافتند که HKDC1 در شرایط استرس میتوکندری یا لیزوزومی بیشتر تولید می شود. این یافته‌ها نشان داد که TFEB و HKDC1 به عنوان یک سیستم دفاعی برای سلول عمل می کنند.

تیم مطالعاتی با استفاده از دو روش، ژن کدکننده HKDC1 را در تیرس مستقیم TFEB قرار دادند. روش اول، مقایسه ژن‌های فعال تحت شرایط خاص است. در این روش، محققان ژن‌هایی را که در شرایط خاص تحت فشار میتوکندری یا لیزوزومی فعال می‌شوند، شناسایی می‌کنند. نتایج این ارزیابی نشان داد که ژن کدکننده HKDC1 در شرایط استرس میتوکندری یا لیزوزومی فعال می‌شود.

روش دوم: استفاده از روش رسوب ایمنی کروماتین است. در این روش، محققان از آنتی‌بادی‌هایی استفاده می‌کنند که به TFEB متصل می‌شوند. آنها در گام بعدی سلول‌ها را با این آنتی‌بادی‌ها رنگ‌آمیزی می‌کنند و با استفاده از میکروسکوپ، محل اتصال TFEB به DNA را شناسایی می‌کنند. نتایج این روش هم به آنها نشان داد که TFEB به ژن کدکننده 1HKDC متصل می‌شود.

پروتئین HKDC1 برای عملکرد صحیح میتوفاجی در سلول ضروری است. میتوفاجی (mitophagy) یک فرآیند سلولی است که سلول‌های آسیب دیده را از بین می‌برد. این کار به محافظت از سلول‌های سالم کمک می‌کند. محققان اوزاکا در بررسی های خود متوجه ارتباط پروتئین HKDC1 با پروتئینی به نام TOM20 شدند که در غشای خارجی میتوکندری قرار دارد. این تعامل برای عملکرد صحیح پروتئین PINK1 و سایر پروتئین هایی که در میتوفاجی نقش دارد، ارزشمند است.

منگینگ کوی، نویسنده اصلی این مقاله، می‌گوید: «ما دریافتیم که HKDC1 با پروتئینی به نام TOM20 در غشای خارجی میتوکندری( اندامکی که انرژی سلول‌ها را تولید می‌کند) تعامل دارد. این تعامل برای عملکرد صحیح پروتئینی به نام PINK1 ضروری است. HKDC1 باعث عملکرد بهتر لیزوزوم‌ها و میتوکندری‌ها می شود. لیزوزوم‌ها اندامک‌هایی هستند که سلول‌های مرده و آسیب‌دیده را تجزیه می‌کنند. میتوکندری‌ها در واقع اندامک‌هایی هستند که انرژی سلول‌ها را تولید می‌کنند. وقتی ما میزان HKDC1 را در سلول کاهش می‌دهیم، لیزوزوم‌ها نمی‌توانند سلول‌های مرده و آسیب‌دیده را به خوبی تجزیه کنند. این کار می‌تواند باعث تجمع مواد زائد و در نهایت منجر به پیری سلولی و بیماری شود.

HKDC1 با پروتئینی به نام VDAC در غشای لیزوزوم‌ها و میتوکندری‌ها تعامل دارد. VDAC یک کانال پروتئینی است که اجازه می‌دهد مواد بین این دو اندامک منتقل شوند. بدون HKDC1، VDAC نمی‌تواند به خوبی کار کند و باعث اختلال در ارتباط بین لیزوزوم‌ها و میتوکندری‌ها می‌شود.عملکردهای چند جانبه HKDC1 نقش این پروتئین را بیشتر به ما نشان می دهد.»