Supramolecular organization of mitochondrial ATP synthase in metabolic regulations
Project goals
Oligomers of mitochondrial ATP-synthase form cristae edges and determine cristae morphology in relation to metabolism. This relationship will be elucidated by 3D super-resolution microscopies (dSTORM and STED) with engineered or primary antibodies against ATP-synthase subunits; or by homo-FRET (energy transfer between identical fluorophores) of dimer-determining subunits conjugated with fluorescent protein GFP. Using transmission electron microscopy of model cells with instantly upregulated metabolism, we will elucidate previously observed cristae thinning. This will be confirmed by focused ion beam SEM and by FPALM with intracristal space localized lactamase-beta. Deeper understanding of mt ATP synthase regulatory mechanisms will unveil new therapeutic approaches in diseases connected to mitochondrial dysfunction such as cancer or cardiovascular disease. We will combine molecular biology, biophysics, and super-resolution microscopy and in prestigious publications elucidate morphological plasticity of mitochondrial cristae in relation to metabolism.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 21 (SGA0201700001)
Main participants
Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
17-08565S
Alternative language
Project name in Czech
Supramolekulární organizace mitochondriální ATP syntázy v metabolických regulacích
Annotation in Czech
Oligomery mitochondriální ATP-syntázy tvoří hrany krist a určují jejich morfologii, v závislosti na metabolismu. Tuto závislost objasníme pomocí 3D superrezoluční mikroskopie dSTORM a STED s afimerními proteiny či fluorescenčními primárními protilátkami proti podjednotkám ATP-syntázy, nebo pomocí homo-FRET (rezonančním přenosem energie mezi stejnými fluorofory) u dimerizaci-podmiňujících podjednotek konjugovaných s fluorescenčním proteinem GFP. U modelových buněk a situací náhlého zvýšení metabolismu prostudujeme transmisní el. mikroskopií námi pozorované zužování krist. Toto potvrdíme ablační skenovací elektronovou mikroskopií a paralelně FPALM mikroskopií s beta-laktamázou lokalizovanou do intrakristálního prostoru. Hlubší poznání regulačních mechanismů ATP-syntázy povede k odhalení nových terapeutických strategií u nemocí spojených s mitochondriální dysfunkcí jako je rakovina nebo kardiovaskulární nemoci. Projekt propojí buněčnou biologii, biofyziku a superrezoluční mikroskopii a v prestižních publikacích objasní podstatu morfologické tvárnosti krist v závislosti na metabolismu.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
EA - Morphology and cytology
CEP - secondary branch
CE - Biochemistry
CEP - another secondary branch
—
10601 - Cell biology
10602 - Biology (theoretical, mathematical, thermal, cryobiology, biological rhythm), Evolutionary biology
10608 - Biochemistry and molecular biology
10609 - Biochemical research methods
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
This is a very good, solid project. The results correspond to original aims. Main results concern elucidation of structural features of mitochondria by means of top level microscopic methods, relationship of these structural features and metabolism and regulatory role of the IF1 protein. The level of these results is very good, as indicated by the publication in respected international journals.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 10, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
Jul 23, 2020
Finance
Total approved costs
6,594 thou. CZK
Public financial support
6,462 thou. CZK
Other public sources
132 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
6 594 CZK thou.
Public support
6 462 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
EA - Morphology and cytology
Solution period
01. 01. 2017 - 31. 12. 2019