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Intramitochondrial seeding and sorting of protein aggregates

Descrizione del progetto

Uno sguardo più attento ai misteri del controllo di qualità mitocondriale

Nel mondo della biologia cellulare, il mantenimento della salute dei mitocondri è fondamentale per le funzioni cellulari come la bioenergetica, il metabolismo e la regolazione cellulare. Tuttavia, i fattori scatenanti dei processi di controllo della qualità come la mitofagia rimangono elusi, nonostante il loro ruolo critico. Affrontando questa sfida, il progetto INTEGRATE, finanziato dal CER, è stato pioniere di strumenti avanzati per l’imaging in tempo reale dell’aggregazione proteica all’interno dei sotto-comparti mitocondriali. Scoprendo come questi aggregati avviano risposte distinte in base alla loro posizione (nella matrice o nello spazio intermembrana), il progetto decodificherà le regole che governano il controllo di qualità mitocondriale. Questa scoperta promette profonde intuizioni sulla biologia cellulare e mitocondriale, offrendo potenziali applicazioni nel campo dell’invecchiamento e delle condizioni patologiche in cui il mantenimento della salute mitocondriale è fondamentale.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

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Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-ADG

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Istituzione ospitante

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PADOVA
Contributo netto dell'UE
€ 1 597 198,75
Indirizzo
VIA 8 FEBBRAIO 2
35122 Padova
Italia
Regione
Nord-Est Veneto Padova
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 597 198,75

Beneficiari (2)