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Super-Resolution deciphers DRP1's Cut: Mitochondrial Fission during Apoptosis via SMLM and MINFLUX

Description du projet

Révéler les mécanismes de la DRP1 dans la fission mitochondriale lors de l’apoptose

Les mitochondries, les centrales énergétiques de nos cellules, doivent se diviser et fusionner dans un processus équilibré pour maintenir les cellules en bonne santé. Lorsque cet équilibre est perturbé, des maladies telles que le cancer ou la neurodégénérescence peuvent survenir. Lors de la mort cellulaire, un processus essentiel à la vie, la division mitochondriale (fission) est augmentée, et la protéine clé de fission DRP1 interagit avec les protéines de mort cellulaire BAX et BAK. Ce processus à l’échelle moléculaire reste toutefois flou. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SuperCut recourra à une microscopie à super-résolution avancée pour étudier la DRP1 lors de la fission mitochondriale dans les cellules mourantes. La microscopie de localisation de molécules uniques révélera sa nanostructure, tandis que le suivi MINFLUX capturera son comportement dynamique. La compréhension de ces processus pourrait guider de nouvelles thérapies ciblant la fission mitochondriale dysfonctionnelle.

Objectif

Illnesses such as neurodegenerative diseases and cancer represent significant public health challenges due to their increasing prevalence, mortality rates, and societal impact. Mitochondrial dysfunction, specifically the dysregulation of mitochondrial fission, is implicated in these diseases.
Together with mitochondrial fusion, the mitochondrial fission process, or the division of mitochondria, is essential for maintaining cellular health. The effector protein of mitochondrial fission is the dynamin-related protein 1 (DRP1). During cell death, mitochondrial fission is elevated and DRP1 interacts with the key apoptotic proteins BAX and BAK. However, the precise role, regulation, and positioning of DRP1 in mitochondrial fission, especially with regards to BAX and BAK during apoptosis remain unclear.
The project SuperCut will unravel the molecular architecture of DRP1 as well as its motion pattern during mitochondrial fission in the context of apoptosis by using advanced super-resolution microscopy techniques. Single-molecule localization microscopy (SMLM) will enable the visualization of the spatial organization of DRP1 and its relation to apoptotic pore formed by BAX and BAK. MINFLUX tracking will provide insights into the spatial dynamics of DRP1 and its adaptors in healthy cells and their interaction with BAX and BAK in apoptotic cells. By elucidating these mechanisms, the project will open new avenues for innovative therapeutic strategies targeting dysfunctional mitochondrial fission.
The research for SuperCut will be conducted by me, Dr. Sarah Schweighofer at the Max Perutz Laboratories under the supervision of Prof. Jonas Ries, leveraging cutting-edge microscopy techniques to push the boundaries of our understanding of mitochondrial dynamics in health and disease. This deepening of my super-resolution microscopy expertise will enable me to become an independent multidisciplinary scientist with high impact in the life sciences.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

UNIVERSITAT WIEN
Contribution nette de l'UE
€ 214 344,72
Coût total
Aucune donnée