Dit proefschrift was verdeeld in twee verschillende delen, gewijd aan de studie van een mitochondriaal proces en van een mitochondriaal eiwit met behulp van een proximity labeling assay genaamd BioID.
Het eerste project was gewijd aan de studie van een slecht gekarakteriseerd proces, de mitochondriale co-translationele import. In dit proces is translatie gekoppeld aan de translocatie van de mitochondriale eiwitten, waardoor de energiekost wordt verlicht die typisch gepaard gaat met post-translationele import die afhankelijk is van chaperonnesystemen. De mechanismen zijn echter nog onduidelijk en er zijn nog maar weinig actoren geïdentificeerd, maar geen enkele is beschreven bij zoogdieren. Daarom hebben we het proxoom van TOM20 endogeen geprofileerd met BioID. Ondanks de verrijking van RNA-bindende eiwitten in het TOM20 proxisoom, konden we geen rol aantonen voor een geselecteerde kandidaat, LARP4, in het mitochondriale co-translationele importproces. Desalniettemin werden aanvullende toepassingen van deze BioID-cellijn benadrukt, zoals het monitoren van eiwitintrede in mitochondriën en een potentiële toepassing in de voorspelling van de halfwaardetijd van mitochondriale eiwitten.
Het tweede project was gewijd aan de studie van MPV17, een eiwit van de binnenste mitochondriale membraan waarvan het gen is geassocieerd met het mitochondriaal DNA-depletiesyndroom. De exacte moleculaire functie van het eiwit is echter nog onduidelijk. De aanpak die in dit project werd gebruikt was het identificeren van de interacterende partners van MPV17, met behulp van BioID, om aanvullende aanwijzingen te krijgen over de functie van het eiwit. In dit project toonden we een interactie aan van MPV17 met het MICOS-complex, maar de KO van MPV17 had geen invloed op de ultrastructuur van de mitochondria. De uitputting van het MPV17-eiwit leidde echter tot een verhoogde vorming van blaasjes uit mitochondria. Daarom onderzochten we een mogelijke degradatie van het mtDNA als oorzaak van de mtDNA-depletie die werd waargenomen in MPV17 KO cellen, maar ondanks een hoger mitofagieniveau in KO cellen, kon de blokkade van de lysosomale activiteit de depletie niet voorkomen. Aanvullende in silico analyses suggereerden een kanaalactiviteit van MPV17 die verder werd ondersteund door de directe interactie met cyclofiline D, een eiwit van de mitochondriale permeabiliteitsovergangsporie. Interessant genoeg vertonen MPV17 KO cellen ook een hoger niveau van mitochondriaal calcium, wat gerelateerd zou zijn aan de afbraak van het mtDNA, aangezien de blokkade van mitochondriaal calcium depletie voorkomt. We stellen dus een rol voor van MPV17 als een potentieel nieuw lid van de mitochondriale permeabiliteitsovergangspoort, terwijl bij afwezigheid van het eiwit de ophoping van calcium in de mitochondriën zou leiden tot de waargenomen mtDNA-degradatie.
