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¿El antídoto contra el envejecimiento? El papel crucial de HKDC1 en el mantenimiento de la juventud celular

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¿El antídoto contra el envejecimiento?  El papel crucial de HKDC1 en el mantenimiento de la juventud celular

La investigación de la Universidad de Osaka destaca el papel esencial de la proteína HKDC1 en la preservación de las mitocondrias y los lisosomas, previniendo así el envejecimiento celular y las enfermedades relacionadas. Este descubrimiento abre el camino a posibles nuevos enfoques terapéuticos para enfermedades relacionadas con el envejecimiento. Crédito: SciTechDaily.com

Investigadores de la Universidad de Osaka han identificado una proteína llamada HKDC1, que es esencial para mantener dos estructuras subcelulares, las mitocondrias y los lisosomas, previniendo así la senescencia celular.

Así como los órganos sanos son esenciales para nuestro bienestar, los orgánulos sanos son esenciales para el buen funcionamiento de la célula. Estas estructuras subcelulares realizan tareas específicas dentro de la célula; por ejemplo, las mitocondrias alimentan la célula y los lisosomas la mantienen en orden.

Avance en la comprensión del mantenimiento de los orgánulos

Aunque el daño a estos dos orgánulos se ha relacionado con el envejecimiento, la senescencia celular y muchas enfermedades, la regulación y el mantenimiento de estos orgánulos 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.

Existe evidencia de que una proteína llamada TFEB participa en el mantenimiento de la función de ambos orgánulos, pero no se conoce ningún objetivo de esta proteína. Comparando todos los genes de la célula que están activos en condiciones particulares y usando un método llamado inmunoprecipitación de cromatina, que ayuda a identificar los ADN objetivos proteicos, el equipo fue el primero en demostrar que el gen que codifica HKDC1 es un objetivo directo de TFEB y que HKDC1 está regulado positivamente en condiciones de estrés mitocondrial o lisosomal.

Tidy Cell sigue envejeciendo a distancia

Descripción general: el estrés mitocondrial y lisosomal estimula la translocación nuclear de TFEB, seguida de una mayor expresión de HKDC1. HKDC1 estabiliza PINK1 mediante la interacción con TOM70, facilitando así la mitofagia dependiente de PINK1/Parkin. Además, HKDC1 y las proteínas VDAC con las que interactúa son importantes para la reparación de lisosomas dañados y para mantener el contacto mitocondria-lisosoma. HKDC1 previene la senescencia celular inducida por daño en el ADN manteniendo la homeostasis mitocondrial y lisosomal. Crédito: 2024 Cui et al., HKDC1, un objetivo de TFEB, es esencial para mantener la homeostasis mitocondrial y lisosomal, previniendo así la senescencia celular. PNAS

Mecanismos de protección mitocondrial

Una forma de proteger las mitocondrias del daño es mediante el proceso de «mitofagia», la eliminación controlada de las mitocondrias dañadas. Existen diferentes vías de mitofagia y la mejor caracterizada depende de unas proteínas llamadas PINK1 y Parkin.

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«Observamos que HKDC1 se localiza con una proteína llamada TOM20, ubicada en la membrana externa de las mitocondrias», explica el autor principal Mengying Cui, «y a través de nuestros experimentos, descubrimos que HKDC1 y su interacción con TOM20 son críticos para PINK1/Parkin dependiente mitofagia.

Papel de HKDC1 en la reparación lisosomal

En pocas palabras, TFEB introduce HKDC1 para ayudar a eliminar los desechos mitocondriales. Pero ¿qué pasa con los lisosomas? Bueno, TFEB y KHDC1 también son actores clave aquí. Se ha demostrado que la reducción de HKDC1 en la célula interfiere con la reparación lisosomal, lo que indica que HKDC1 y TFEB ayudan a los lisosomas a recuperarse del daño.

“HKDC1 se encuentra en las mitocondrias, ¿verdad? Bueno, también resulta esencial para el proceso de reparación lisosomal”, afirma el autor principal, Shuhei Nakamura. “Verás, los lisosomas y las mitocondrias entran en contacto a través de proteínas llamadas VDAC. Específicamente, HKDC1 es responsable de interactuar con los VDAC; esta proteína es esencial para el contacto mitocondria-lisosoma y, por tanto, para la reparación lisosomal.

Posibles implicaciones terapéuticas.

Estas dos funciones diversas de HKDC1, que desempeñan funciones clave tanto en el lisosoma como en las mitocondrias, ayudan a prevenir la senescencia celular al mantener simultáneamente la estabilidad de estos dos orgánulos. Dado que la disfunción de estos orgánulos está relacionada con el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad, este descubrimiento abre nuevas vías para enfoques terapéuticos para estas enfermedades.

Referencia: «HKDC1, un objetivo de TFEB, es esencial para mantener la homeostasis mitocondrial y lisosomal, previniendo así la senescencia celular» PNAS.
DOI: 10.1073/pnas.2306454120

Financiamiento: Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia, Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología, Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología, Agencia Japonesa para la Investigación y el Desarrollo Médico

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La misteriosa luna de Júpiter, Amaltea, ha sido vista pasando por la Gran Mancha Roja (foto)

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La misteriosa luna de Júpiter, Amaltea, ha sido vista pasando por la Gran Mancha Roja (foto)

La nave espacial Juno de la NASA ha detectado la elusiva quinta luna de Júpiter transitando por la Gran Mancha Roja del planeta gigante, brindando a los astrónomos una vista poco común de este pequeño pero intrigante satélite natural.

JúpiterLas lunas más famosas de la astronáutica son sus cuatro satélites galileanos: yo, Europa, Ganímedes Y Calisto, cada uno de los cuales tiene varios miles de kilómetros de ancho. La quinta luna de Júpiter descubierta, y la quinta más grande de las 95 lunas conocidas del planeta, es Amaltea. Fue descubierto en 1892 por Edward Emerson Barnard, un astrónomo estadounidense que fue un destacado observador visual. También descubrió la estrella de Barnard, así como una gran cantidad de objetos oscuros. nebulosas.

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Mapa cerebral en 3D de 1.400 terabytes de gran detalle

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Mapa cerebral en 3D de 1.400 terabytes de gran detalle

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Seis capas de neuronas excitadoras codificadas por colores según su profundidad. Crédito: Google Research y Lichtman Lab

Un esfuerzo de colaboración entre Harvard y Google ha dado lugar a un gran avance en la ciencia del cerebro, al producir un mapa 3D completo de un pequeño segmento del cerebro humano, revelando interacciones neuronales complejas y sentando las bases para mapear un cerebro de ratón completo.

Un milímetro cúbico de tejido cerebral puede no parecer mucho. Pero considerando que este pequeño cuadrado contiene 57.000 células, 230 milímetros de vasos sanguíneos y 150 millones de sinapsis, lo que representa 1.400 terabytes de datos, los investigadores de Harvard y Google acaban de lograr algo enorme.

Un equipo de Harvard dirigido por Jeff Lichtman, profesor Jeremy R. Knowles de biología molecular y celular y recién nombrado decano de ciencia, co-creó con investigadores de Google la reconstrucción 3D con resolución sináptica más grande de un fragmento de cerebro humano hasta el día de hoy. mostrando con gran detalle cada célula y su red de conexiones neuronales en una porción de la corteza temporal humana de aproximadamente la mitad del tamaño de un grano de arroz.

Avances tecnológicos en neurociencia

La impresionante hazaña, publicada en la revista Ciencia, es el último de una colaboración de casi 10 años con científicos de Google Research, que combinan imágenes de microscopía electrónica de Lichtman con algoritmos de inteligencia artificial para codificar por colores y reconstruir el cableado extremadamente complejo del cerebro de los mamíferos. Los tres primeros coautores del artículo son Alexander Shapson-Coe, ex investigador postdoctoral en Harvard; Michał Januszewski de Google Research y Daniel Berger, investigador postdoctoral en Harvard.

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El objetivo final de la colaboración, apoyada por la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de SaludImplica crear un mapa de alta resolución del cableado neuronal completo del cerebro de un ratón, lo que implicaría aproximadamente 1.000 veces la cantidad de datos que acaban de producir a partir del fragmento de 1 milímetro cúbico de la corteza humana.

Información del último mapa cerebral

«La palabra 'fragmento' es irónica», dijo Lichtman. “Un terabyte es, para la mayoría de la gente, gigantesco, pero un trozo de cerebro humano –sólo un pequeño trozo de cerebro humano– sigue siendo miles de terabytes”.

El último mapa publicado en Science contiene detalles nunca antes vistos sobre la estructura del cerebro, incluido un raro pero poderoso conjunto de axones conectados por hasta 50 sinapsis. El equipo también notó rarezas en el tejido, como una pequeña cantidad de axones que forman grandes verticilos. Dado que su muestra fue tomada de un paciente epiléptico, no saben si estas formaciones inusuales son patológicas o simplemente raras.

El campo de la conectividad

El campo de Lichtman es la «conectómica», que, de forma análoga a la genómica, busca crear catálogos completos de la estructura del cerebro, hasta las células individuales y el cableado. Estos mapas completos abrirían el camino a nuevos conocimientos sobre las funciones y enfermedades del cerebro, sobre las que los científicos todavía saben muy poco.

Los algoritmos de inteligencia artificial de última generación de Google permiten la reconstrucción y el mapeo del tejido cerebral en tres dimensiones. El equipo también desarrolló un conjunto de herramientas disponibles públicamente que los investigadores pueden utilizar para examinar y anotar el conectoma.

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Direcciones futuras

«Dada la enorme inversión que se hizo en este proyecto, era importante presentar los resultados de una manera que ahora todos puedan beneficiarse de ellos», dijo Viren Jain, colaborador de Google Research.

Luego, el equipo abordará la formación del hipocampo del ratón, importante para la neurociencia debido a su papel en la memoria y las enfermedades neurológicas.

Referencia: “Un fragmento de petavoxel de la corteza cerebral humana reconstruido en la nanoescala resolución » por Alexander Shapson-Coe, Michał Januszewski, Daniel R. Berger, Art Pope, Yuelong Wu, Tim Blakely, Richard L. Schalek, Peter H. Li, Shuohong Wang, Jeremy Maitin-Shepard, Neha Karlupia, Sven Dorkenwald, Evelina Sjostedt, Laramie Leavitt, Dongil Lee, Jakob Troidl, Forrest Collman, Luke Bailey, Angerica Fitzmaurice, Rohin Kar, Benjamin Field, Hank Wu, Julian Wagner-Carena, David Aley, Joanna Lau, Zudi Lin, Donglai Wei, Hanspeter Pfister, Adi Peleg, Viren Jain y Jeff W. Lichtman, 10 de mayo de 2024, Ciencia.
DOI: 10.1126/ciencia.adk4858

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El próximo lanzamiento de la nave espacial SpaceX 'probablemente en 3 a 5 semanas', dice Elon Musk

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El próximo lanzamiento de la nave espacial SpaceX 'probablemente en 3 a 5 semanas', dice Elon Musk

Probablemente todavía estemos a un mes del próximo lanzamiento del megacohete Starship de SpaceX.

Esta fue la línea de tiempo propuesta por Elon Musk en un publicar en este fin de semana, diciendo que el próximo vuelo de prueba de Starship está «probablemente dentro de 3 a 5 semanas». “El objetivo es que el barco supere el nivel máximo de calefacción, o al menos más que la última vez”, añadió el empresario multimillonario.

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