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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

Descrizione del progetto

Bersagliare la centrale elettrica del parassita della malaria

Gli scienziati stanno studiando il parassita che causa la malaria per trovare il modo di colpire le sue vulnerabilità. Nello specifico, i parassiti del Plasmodium contengono un mitocondrio unico, essenziale per la loro sopravvivenza e la produzione di energia, il che lo rende un bersaglio promettente per lo sviluppo di nuovi trattamenti contro la malaria. Il progetto MitoReModel, finanziato dal CER, studia la riorganizzazione delle membrane mitocondriali del parassita per soddisfare le mutevoli richieste di energia durante il suo ciclo vitale. Il progetto mapperà l’architettura del macchinario per la produzione di energia del parassita ed esaminerà il modo in cui i suoi complessi proteici danno forma all’organello, fornendo risultati che potrebbero contribuire ad aprire la strada allo sviluppo di nuove strategie per combattere la malaria, una patologia grave e potenzialmente mortale.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

HELSINGIN YLIOPISTO
Contributo netto dell'UE
€ 1 499 408,00
Indirizzo
FABIANINKATU 33
00014 Helsinki
Finlandia
Regione
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 499 408,00

Beneficiari (1)