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Revival of the Powerhouse: How mitochondrial remodelling controls the energy metabolism of the malaria parasite to enable survival in different hosts

Description du projet

Cibler le moteur du parasite du paludisme

Les scientifiques étudient le parasite à l’origine du paludisme afin de trouver des moyens de cibler ses vulnérabilités. Plus précisément, les parasites Plasmodium contiennent une mitochondrie unique qui est essentielle à leur survie et à leur production d’énergie. Cela en fait une cible prometteuse pour de nouveaux traitements contre le paludisme. Le projet MitoReModel, financé par le CER, examine la manière dont les membranes mitochondriales du parasite se réorganisent pour répondre aux besoins énergétiques changeants au cours de son cycle de vie. Il cartographiera l’architecture de la machinerie de production d’énergie du parasite et examinera comment ses complexes protéiques façonnent l’organite. Ces résultats pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies de lutte contre le paludisme, une maladie grave et potentiellement mortelle.

Objectif

The mitochondrion of the malaria agent Plasmodium falciparum is critical for parasite survival and a confirmed drug target. The dynamic organelle undergoes a Plasmodium-specific membrane remodelling process to adapt to changing metabolic conditions in different hosts. This remarkable transformation is thought to be driven by the arrangement of divergent ATP synthase and respiratory chain complexes into supramolecular assemblies, which shape the internal cristae membranes. However, the structures of both oxidative phosphorylation (OXPHOS) protein complexes and the underlying molecular mechanism are unknown. Having recently pioneered parasite OXPHOS complex structure determination, I will tackle this longstanding enigma by combining state-of-the-art parasitology, high-resolution and in situ structural techniques and functional analysis to reconstruct a stage-resolved molecular model of the parasite’s bioenergetic membrane and reveal the mechanism of membrane remodelling:

In Aim 1, we will adapt cutting-edge cultivation methods to unlock structural studies of P. falciparum OXPHOS complexes by generating enough sexual-stage mitochondria to perform electron cryo-tomography and visualize the reorganisation of the inner membrane in situ.

In Aim 2, we will develop a stage-resolved molecular model of the P. falciparum inner membrane and reveal its architecture by determining high-resolution cryo-EM structures of both OXPHOS complexes, investigating their membrane-shaping properties and revealing binding mechanisms of investigational cytochrome-b inhibitors to inform antimalarial drug discovery.

In Aim 3, we draw on new structural insights to perform functional characterisation in parasites and understand the role of parasite-specific subunits in mitochondrial remodelling, energy conversion and parasite fitness.

This integrated approach will deliver novel insights into the plasticity and small-molecule modulation of mitochondrial energy metabolism in malaria parasites.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

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-2024-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

HELSINGIN YLIOPISTO
Contribution nette de l'UE
€ 1 499 408,00
Adresse
FABIANINKATU 33
00014 Helsinki
Finlande
Région
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 499 408,00

Bénéficiaires (1)