MARIGOLD and MitoCIAO, two searchable compendia to visualize and functionalize protein complexes during mitochondrial remodeling

Le proteine mitocondriali si assemblano dinamicamente in complessi ad alto peso molecolare essenziali per le loro funzioni. Abbiamo generato e validato due compendi interrogabili di questi complessi mitocondriali. In seguito all’identificazione, mediante spettrometria di massa, delle proteine presenti in complessi separati tramite elettroforesi su gel blue-native a partire da mitocondri non perturbati, con rimodellamento delle creste e con permeabilizzazione della membrana esterna, abbiamo creato MARIGOLD, un database del complessoma del rimodellamento apoptotico mitocondriale contenente 627 proteine.

MARIGOLD chiarisce come le proteine si distribuiscano dinamicamente nei complessi in seguito al rimodellamento della membrana mitocondriale. A partire da MARIGOLD abbiamo sviluppato MitoCIAO, uno strumento di interattoma dei complessi mitocondriali che, tramite correlazioni statistiche, calcola la probabilità di co-occorrenza delle proteine all’interno dei complessi. MitoCIAO ha correttamente predetto interazioni biologicamente validate tra i componenti del sistema di organizzazione delle creste mitocondriali (MICOS) e dei complessi dell’atrofia ottica 1 (OPA1).

Abbiamo utilizzato MitoCIAO per attribuire una funzione a due complessi contenenti la proteina ATPase della famiglia AAA con dominio 3A (ATAD3A): uno in associazione con OPA1, che regola l’ultrastruttura mitocondriale, e il secondo contenente proteine ribosomiali, essenziale per la stabilità del mitoribosoma.

Questi compendi rivelano la natura dinamica dei complessi mitocondriali e ne consentono la caratterizzazione funzionale.