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Intramitochondrial seeding and sorting of protein aggregates

Description du projet

Les mystères du contrôle de la qualité des mitochondries à la loupe

Dans le monde de la biologie cellulaire, le maintien de la santé des mitochondries est crucial pour les fonctions telles que la bioénergie, le métabolisme et la régulation. Pourtant, en dépit de leur rôle critique, les déclencheurs des processus de contrôle de la qualité tels que la mitophagie restent insaisissables. Afin de relever ce défi, le projet INTEGRATE, financé par le CER, met au point des outils avancés pour obtenir des images en temps réel de l’agrégation des protéines dans les sous-compartiments mitochondriaux. En découvrant comment ces agrégats déclenchent des réponses distinctes en fonction de leur emplacement (dans la matrice ou dans l’espace intermembranaire), le projet décodera les règles qui régissent le contrôle de la qualité des mitochondries. Cette percée promet des résultats significatifs dans le domaine de la biologie cellulaire et mitochondriale, offrant des applications potentielles dans le vieillissement et les conditions pathologiques où le maintien de la santé mitochondriale est primordial.

Objectif

Quality control processes maintain mitochondrial health, enabling cellular functions such as bioenergetics, metabolism, Ca2+ signaling, and cell death regulation. Mitochondrial proteases, unfolded protein response, asymmetric fission, vesicle shedding, and mitophagy all contribute to organelle quality. However, the specific triggers for these processes remain unclear. While unfolded protein accumulation appears to be a common trigger, the mechanism by which it initiates diverse responses remains uncertain.
To investigate this question, we developed advanced tools for real-time imaging of protein aggregation in mitochondrial subcompartments. Aggregates in the matrix and intermembrane space induce mitochondrial fission and elicit distinct functional responses based on their location. Live imaging revealed that intermembrane space aggregates initially seed in the mitochondrial midzone and then sort through transient side-by-side fusion with neighboring mitochondria. In the matrix, aggregates seed at one pole and are selectively sorted to daughter mitochondria through asymmetric fission. Our preliminary experiments unveiled an early seeding and sorting process of protein aggregates according to their intramitochondrial location.
In the INTEGRATE project, we aim to comprehensively understand the underlying principles and consequences of this process. By combining advanced imaging techniques, omics analysis, biochemistry, functional assays, and unbiased screenings, we will decipher the rules governing aggregate formation, seeding, sorting, cellular fate, and response in various mitochondrial subcompartments.
INTEGRATE seeks to establish the occurrence and downstream responses of this newly discovered early phase of mitochondrial quality control. Clarifying this fundamental mechanism will provide insights into mitochondrial and cell biology, with significant implications for pathological conditions and aging, where mitochondrial quality control is compromised.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Ce projet n'a pas encore été classé par EuroSciVoc.
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Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-ADG

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Institution d’accueil

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PADOVA
Contribution nette de l'UE
€ 1 597 198,75
Coût total
€ 1 597 198,75

Bénéficiaires (2)