1. Cardiolipin content controls mitochondrial coupling and energetic efficiency in muscle
- Author
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Serge Luquet, Vladimir Veksler, Céline Henry, Alexandre Prola, Marie Maurer, Alexandra Malgoyre, Hadrien Chauvin, Stéphane Guyot, Jordan Blondelle, Audrey Solgadi, Frédéric Relaix, Frederic Joubert, Fanny Pilot-Storck, Cindy Gallerne, Jean Demarquoy, Geneviève Derumeaux, F. Dumont, Laurent Guillaud, Laurent Tiret, Julien Ternacle, Mélanie Gressette, Arnaud Mourier, Aymeline Vandestienne, Guillaume Courtin, Marie-France Giraud, Nathalie Koulmann, Nahed Khadhraoui, Jérôme Piquereau, Raphaël G. P. Denis, Julien Castel, Thibaut Molinié, Institut Mondor de Recherche Biomédicale (IMRB), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-IFR10-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Signalisation et physiopathologie cardiovasculaire (CARPAT), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay, Unité de Biologie Fonctionnelle et Adaptative (BFA (UMR_8251 / U1133)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Procédés Microbiologiques et Biotechnologiques (PMB), Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Procédés Alimentaires et Microbiologiques [Dijon] (PAM), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Institut de biochimie et génétique cellulaires (IBGC), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ingénierie et Plateformes au Service de l'Innovation Thérapeutique (IPSIT), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Procédés Alimentaires et Microbiologiques [Dijon] (PAM), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Laboratoire de Biologie de l'Exercice pour la Performance et la Santé (LBEPS), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA), École du Val de Grâce (EVDG), Service de Santé des Armées, Université Paris-Saclay, Faculté de Pharmacie, 92290 Châtenay-Malabry, France, Plateforme d'Analyse Protéomique de Paris Sud Ouest (PAPPSO), AFM-Téléthon Translamuscle I (#19507) & Translamuscle II (#22946), ANR-12-JSV1-0005,LipidoMyo,Rôle des acides gras à très longue chaîne dans la physiopathologie musculaire(2012), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Dijon, Institut Agro, and Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Institut de Recherche Biomédicale des Armées [Brétigny-sur-Orge] (IRBA)
- Subjects
muscle ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Respiratory chain ,Diseases and Disorders ,Oxidative phosphorylation ,[SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology ,030204 cardiovascular system & hematology ,03 medical and health sciences ,chemistry.chemical_compound ,0302 clinical medicine ,medicine ,Cardiolipin ,[SDV.BBM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology ,[SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology ,Inner mitochondrial membrane ,[SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology ,Research Articles ,Fatty acid synthesis ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,030304 developmental biology ,2. Zero hunger ,chemistry.chemical_classification ,0303 health sciences ,Multidisciplinary ,[SDV.MHEP] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology ,ATP synthase ,biology ,fungi ,food and beverages ,SciAdv r-articles ,Skeletal muscle ,Fatty acid ,Cell Biology ,mitochondrial ,Cell biology ,medicine.anatomical_structure ,chemistry ,biology.protein ,[SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology ,Research Article - Abstract
Decreasing mitochondrial energy-production efficiency in skeletal muscle can confer protection against diet-induced obesity., Unbalanced energy partitioning participates in the rise of obesity, a major public health concern in many countries. Increasing basal energy expenditure has been proposed as a strategy to fight obesity yet raises efficiency and safety concerns. Here, we show that mice deficient for a muscle-specific enzyme of very-long-chain fatty acid synthesis display increased basal energy expenditure and protection against high-fat diet–induced obesity. Mechanistically, muscle-specific modulation of the very-long-chain fatty acid pathway was associated with a reduced content of the inner mitochondrial membrane phospholipid cardiolipin and a blunted coupling efficiency between the respiratory chain and adenosine 5′-triphosphate (ATP) synthase, which was restored by cardiolipin enrichment. Our study reveals that selective increase of lipid oxidative capacities in skeletal muscle, through the cardiolipin-dependent lowering of mitochondrial ATP production, provides an effective option against obesity at the whole-body level.
- Published
- 2021
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