Increased levels of mitochondrial import factor Mia40 prevent the aggregation of polyQ proteins in the cytosol

  • The formation of protein aggregates is a hallmark of neurodegenerative diseases. Observations on patient samples and model systems demonstrated links between aggregate formation and declining mitochondrial functionality, but causalities remain unclear. We used Saccharomyces cerevisiae to analyze how mitochondrial processes regulate the behavior of aggregation‐prone polyQ protein derived from human huntingtin. Expression of Q97‐GFP rapidly led to insoluble cytosolic aggregates and cell death. Although aggregation impaired mitochondrial respiration only slightly, it considerably interfered with the import of mitochondrial precursor proteins. Mutants in the import component Mia40 were hypersensitive to Q97‐GFP, whereas Mia40 overexpression strongly suppressed the formation of toxic Q97‐GFP aggregates both in yeast and in human cells. Based on these observations, we propose that the post‐translational import of mitochondrial precursor proteins into mitochondria competes with aggregation‐prone cytosolic proteins for chaperones and proteasome capacity. Mia40 regulates this competition as it has a rate‐limiting role in mitochondrial protein import. Therefore, Mia40 is a dynamic regulator in mitochondrial biogenesis that can be exploited to stabilize cytosolic proteostasis.

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Verfasser*innenangaben:Anna M. Schlagowski, Katharina KnöringerORCiD, Sandrine Morlot, Ana Sánchez Vicente, Tamara FlohrORCiD, Lena Krämer, Felix BoosORCiD, Nabeel Khalid, Sheraz Ahmed, Jana Schramm, Lena M. Murschall, Per Haberkant, Frank SteinORCiD, Jan RiemerORCiD, Benedikt WestermannORCiD, Ralf J. BraunORCiD, Konstanze F. WinkelhoferORCiD, Gilles CharvinORCiD, Johannes M. HerrmannORCiD
URN:urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-80305
DOI:https://doi.org/10.15252/embj.2021107913
ISSN:1460-2075
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):The EMBO Journal
Verlag:Wiley
Dokumentart:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache der Veröffentlichung:Englisch
Datum der Veröffentlichung (online):15.04.2024
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Veröffentlichende Institution:Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
Datum der Publikation (Server):15.04.2024
Ausgabe / Heft:4ß/16
Seitenzahl:23
Quelle:https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embj.2021107913
Fachbereiche / Organisatorische Einheiten:Kaiserslautern - Fachbereich Biologie
DDC-Sachgruppen:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 570 Biowissenschaften, Biologie
Sammlungen:Open-Access-Publikationsfonds
Lizenz (Deutsch):Zweitveröffentlichung