Moleculaire mechanismen in de controle van de ER-mitochondriale Ca2+ overdracht in celdood en overleving

Ca2+ overdracht tussen het endoplasmatisch reticulum, de voornaamste intracellulaire Ca2+ opslagplaats, en de mitochondriën is kritisch in de controle van overleving van cellen en celdoodprocessen in gezondheid en in ziekte (Krols M, Bultynck G, Janssens A, J Cell Biol, 2016). Dit proces wordt gemoduleerd door verschillende proto-oncogenen en tumorsuppressoren (Bittremieux M, Parys JB, Pinton P, Bultynck G, BBA-Mol Cell Res, 2016).

In dit project richten we op het onderzoek naar nieuwe moleculaire spelers in dit proces. In samenwerking met Dr. Axel Methner vonden we dat TMBIM5, een proteïne verwant met Bax Inhibitor-1, eerder geïdentificeerd als een ER Ca2+ lek kanaal (Bultynck G et al, J Biol Chem, 2012; Bultynck G et al, Sci Signal, 2014), ter hoogte van de mitochondriën gelokaliseerd is. We zullen nagaan of TMBIM5 een nieuw mitochondrieel Ca2+ opnamesysteem is. Daarvoor werden TMBIM5-deficiënte HAP1 cellen ontwikkeld waarin wild type en gemuteerd TMBIM5 terug tot expressie werden gebracht (reeds beschikbaar in het laboratorium). De mitochondriële Ca2+ responsen van deze cellen zullen geanalyseerd worden met chemische en genetisch gecodeerde Ca2+ merkers. Mitochondriële fysiologie, waaronder de snelheid van zuurstofverbruik en de gevoeligheid aan mitochondriële stress, gebruik makend van rotenon, zal onderzocht worden.

Een tweede deel van het project zal gericht zijn op de regulatie van VDAC1-gemedieerde Ca2+ opname door Bcl-2/Bcl-XL-proteïnen. Eerder werd de biologie van het BH4-domein reeds onder de loep genomen (Monaco G et al, J Biol Chem, 2015), maar nu zal gefocust worden op volledige Bcl-2/Bcl-XL-proteïnen.