Project

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Elucidating the role of Ubiquitin-proteases in mitochondrial quality control

Applicant Serricchio Mauro
Number 146277
Funding scheme Fellowships for prospective researchers
Research institution Department of Biochemistry University of Toronto
Institution of higher education Institution abroad - IACH
Main discipline Biochemistry
Start/End 01.05.2013 - 30.04.2015
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Keywords (3)

mitophagy; mitochondria; cell death

Lay Summary (German)

Lead
Mitochondrien sind Zellorganellen, die lange nur als Kraftwerke der Zellen angesehen wurden. In den letzten Jahren jedoch sind viele neue Funktionen entdeckt worden. So spielen Mitochondrien eine wichtige Rolle bei zellulären Signalwegen und beim programmierten Zelltod. Jede Zelle braucht funktionelle Mitochondrien. Eine Anhäufung von beschädigten Mitochondrien kann zum Zelltod führen, was nach gängiger Meinung für einige neurodegenerative Krankheiten (wie Parkinson) verantwortlich sein kann.
Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts

Das Forschungsprojekt untersucht Kontrollmechanismen, die für den Erhalt von funktionellen Mitochondrien verantwortlich sind. Dieser Prozess ermöglicht es der Zelle, beschädigte von funktionierenden Mitochondrien zu unterscheiden und diese gezielt abzubauen. Die Regulation und Ausführung dieser hoch komplizierten Qualitätskontrolle bedarf einer Vielzahl von Proteinen.

In unserer Arbeit untersuchen wir einige noch unbekannte Proteine, von welchen wir annehmen, dass sie in diesem Prozess eine wichtige Rolle spielen. Das Ziel des Projekts ist es, die Funktionen von wichtigen Regulationsproteinen der mitochondriellen Qualitätskontrolle zu analysieren.

 

Wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Mit dieser Arbeit erhoffen wir uns neue Einblicke in den Prozess der mitochondriellen Qualitätskontrolle und neue Erkenntnisse über zelluläre Prozesse, die mit gewissen neurodegenerativen Krankheiten in Verbindung gebracht werden. Vielleicht kann dieses Forschungsprojekt langfristig zum Verständnis und zur Behandlung dieser Krankheiten beitragen.

Direct link to Lay Summary Last update: 08.04.2013

Responsible applicant and co-applicants

Publications

Publication
Deubiquitinating enzymes regulate PARK2-mediated mitophagy.
Wang Yuqing, Serricchio Mauro, Jauregui Miluska, Shanbhag Riya, Stoltz Tasha, Di Paolo Caitlin T, Kim Peter K, McQuibban G Angus (2015), Deubiquitinating enzymes regulate PARK2-mediated mitophagy., in Autophagy, 11(4), 595-606.
The atypical cadherin fat directly regulates mitochondrial function and metabolic state.
Sing Anson, Tsatskis Yonit, Fabian Lacramioara, Hester Ian, Rosenfeld Robyn, Serricchio Mauro, Yau Norman, Bietenhader Maïlis, Shanbhag Riya, Jurisicova Andrea, Brill Julie A, McQuibban G Angus, McNeill Helen (2014), The atypical cadherin fat directly regulates mitochondrial function and metabolic state., in Cell, 158(6), 1293-308.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Dr. Christopher Yip, Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research, Toronto Canada (North America)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Dr. Helen McNeill, Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Toronto Canada (North America)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Dr. Peter Kim, Institute of Biochemistry, Toronto Canada (North America)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Biochemistry Progress Report Individual talk Mitochondrial morphology, dynamics and bioenergetics 17.03.2014 Toronto, Canada Serricchio Mauro;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
161010 Phospholipids in Mitochondrial Dynamics and Health 01.08.2015 Advanced Postdoc.Mobility

Abstract

Once considered just the powerhouse of the cell, mitochondria are central players in several signaling pathways, and are important mediators of life and death decisions in the cell. Dysfunction in maintaining a healthy mitochondrial network has been linked to many neurodegenerative diseases like Parkinson’s disease. Mitochondria are extremely dynamic, constantly undergoing membrane fusion and fission reactions. It has been proposed that these fusion-fission pathways serve as a mechanism to maintain a healthy mitochondrial network. Damaged mitochondria are degraded by a mechanism called mitophagy. Ubiquitylation of mitochondrial proteins by E3 ligases targets the proteins for degradation by the ubiquitin-proteasome system and triggers mitophagy. As ubiquitylation is a reversible modification, my global hypothesis is that de-ubiquitylation will be an important feature to regulate the cell’s mitophagic response upon mitochondrial damage. 6 human mitochondrial deubiquitin-proteases have been identified in the host laboratory. We propose to characterize the molecular mechanisms of the 6 uncharacterized proteases. By using live cell imaging, Western blot analysis, cell fractionation experiments, RNAi knock-down or overexpression experiments we plan to address the following points:1) Identify which of the 6 mitochondrial deubiquitin proteases directly affects mitophagy.2) Identify at which stage of mitophagy the deubiquitin protease is working.3) Identify the protein targets of the deubiquitin proteases.
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