MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
■001000017358764
■00520260202104748
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798290653631
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32151313
■035    ▼a(MiAaPQ)Caltech17191
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a616
■1001  ▼aYang,  Zheng.
■24510▼aSpLacZ-MERCS-Coupled  CRISPRi  Screening  Identifies  Novel  Mitochondria-ER  Contact  Sites  Regulators
■260    ▼a[Sl]▼bCalifornia  Institute  of  Technology▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a189  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-01,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Chan,  David.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--California  Institute  of  Technology,  2025.
■520    ▼aMitochondria-ER  contact  sites  (MERCS)  mark  critical  hotspots  for  a  variety  of  cellular  processes,  including  calcium  homeostasis,  lipid  homeostasis,  mitochondria  dynamics,  and  quality  control.  Fluorescence-based  tools  have  been  the  main  approach  to  detect  MERCS,  with  a  large  portion  of  studies  using  split  fluorescent  proteins,  which  assemble  at  sites  of  contact  to  yield  a  fluorescence  signal.  However,  they  have  limitations,  including  little  to  no  response  to  fluctuations  in  MERCS  abundance,  low  sensitivity,  and  possible  artifacts  made  due  to  reporter  protein  reconstitution.  To  overcome  this,  we  developed  the  SpLacZ-MERCS  sensor,  the  first  MERCS  reporter  using  split  β-galactosidase  (LacZ).  Compared  to  using  complementary  GFP  fragments  that  go  to  mitochondria  and  ER,  SpLacZ-MERCS  gives  an  integrated  readout  of  MERCS  activity  for  more  accurate  and  quantitative  monitoring  of  these  contact  sites  in  single  cells  over  time.  Our  system  has  specific  organelle  targeting  but  does  not  induce  artificial  tethering,  which  allows  it  to  be  a  standard  tool  for  studying  MERC  dynamics  in  physiological  and  pathological  conditions.  Using  pharmacological  and  genetic  perturbations  known  to  modulate  mitochondria-ER  interactions,  we  validated  SpLacZ-MERCS  as  an  effective  and  reliable  sensor  of  MERCS  abundance.Beyond  tool  development,  we  sought  to  uncover  the  molecular  mechanisms  regulating  MERCS  using  a  genome-wide  CRISPR  interference  (CRISPRi)  screen  combined  with  SpLacZ-MERCS.  This  unbiased  approach  led  to  the  identification  of  RHOA,  a  small  GTPase  known  for  its  roles  in  cytoskeletal  dynamics  and  signal  transduction  as  a  novel  regulator  of  MERCS.  We  found  that  RHOA  directly  interacts  with  the  ER-resident  protein  VAPB  and  modulates  its  binding  to  PTPIP51,  a  mitochondrial  protein  involved  in  forming  MERCS  junctions.  VAPB  and  PTPIP51  constitute  a  MERCS  tethering  complex.  RHOA  depletion  or  overexpression  of  CUL3  (which  promotes  RHOA  degradation)  results  in  reduced  MERCS  levels,  while  RHOA  overexpression  enhances  MERCS  formation.  Notably,  we  discovered  that  disease-associated  mutations  in  RHOA,  CUL3,  and  VAPB-implicated  in  cancer,  metabolic  disorders,  and  neurodegeneration-disrupt  MERCS  regulation,  suggesting  a  potential  link  between  MERCS  dysfunction  and  disease  pathology.Together,  our  study  makes  two  significant  contributions.  SpLacZ-MERCS  is  a  new  signal-integrating  MERCS  reporter  system  that  allows  dynamic,  cumulative  tracking  of  mitochondria-ER  interactions.  RHOA  has  been  established  as  a  novel  regulator  of  MERCS,  providing  a  framework  to  understand  how  contact  sites  can  be  manipulated  in  a  dynamic  way  upon  cellular  signals.  These  findings  enhance  the  foundation  of  our  understanding  of  MERCS  regulation  while  also  shedding  light  on  new  possible  therapeutic  targets  for  diseases  associated  with  altered  communication  between  mitochondria  and  the  ER.
■590    ▼aSchool  code:  0037.
■650  4▼aCancer
■650  4▼aPhysiology
■650  4▼aDisease
■650  4▼aMutation
■650  4▼aMitochondria
■650  4▼aBioenergetics
■650  4▼aLipids
■650  4▼aApoptosis
■650  4▼aSignal  transduction
■650  4▼aHomeostasis
■650  4▼aPermeability
■650  4▼aMetabolic  disorders
■650  4▼aGenetic  engineering
■650  4▼aMedical  research
■650  4▼aBiosensors
■650  4▼aPhosphorylation
■650  4▼aTumors
■650  4▼aProteomics
■650  4▼aParkinson's  disease
■650  4▼aCell  division
■690    ▼a0719
■71020▼aCalifornia  Institute  of  Technology▼bBiology  and  Biological  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-01B.
■790    ▼a0037
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358764▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books